Microalgues et bioénergies
Des chercheurs du BIAM ont identifié une protéine clé, ABHD1, qui joue un rôle central dans la gestion des gouttelettes lipidiques, véritables réservoirs d’énergie et de carbone des cellules. En plus d’approfondir notre compréhension des mécanismes cellulaires fondamentaux, cette découverte pourrait révolutionner l’ingénierie des algues en améliorant la teneur en huile cellulaire, et en ouvrant de nouvelles perspectives en biotechnologie.
Stratégie énergétique au cœur des gouttelettes
L’une des équipes du BIAM, EBMP, explore tout le potentiel des microalgues pour des applications biotechnologiques innovantes comme la production de bioénergies. Cette étude sur la microalgue modèle Chlamydomonas, a révélé le cycle de formation de ses gouttelettes lipidiques, de petits compartiments, qui se forment au cœur des cellules et stockent l’énergie sous forme de graisses de triacylglycérols. Ces gouttelettes se forment, se renouvellent et se recyclent constamment pour aider la cellule à répondre à ses besoins énergétiques mais aussi pour s’adapter aux fluctuations de son environnement.
ABHD1, une protéine aux multiples talents
« Nos recherches ont mis en lumière une protéine appelée ABHD1 présente à la surface des gouttelettes lipidiques » précise Yonghua Li-Beisson, responsable de l’équipe EBMP et coautrice de cette découverte. Cette protéine s’avère être dotée de deux fonctions essentielles : La première agit comme une architecte moléculaire, facilitant la formation des gouttelettes. En modifiant la membrane qui les entoure, ABHD1 permet à ces structures énergétiques de se développer et de se former efficacement.
Dans sa deuxième fonction, cette protéine se révèle être une enzyme spécialisée, ou lipase, capable de décomposer un type de lipide spécifique présent dans la membrane des gouttelettes. Cette action enzymatique ajuste la composition des gouttelettes, optimisant ainsi leur capacité à stocker et gérer l’énergie selon les besoins de la cellule.
Observation de la protéine ABHD1 (jaune) autour des gouttelettes lipidiques
Un levier pour l’innovation
Cette double fonction fait d’ABHD1 une première dans son genre, comme le souligne la scientifique « C’est le premier exemple d’une protéine capable de remplir à la fois un rôle structurel et enzymatique dans la gestion des gouttelettes lipidiques. »
L’intérêt de cette découverte ne s’arrête pas à la compréhension des mécanismes cellulaires. Les lipases comme ABHD1 pourraient être utilisées pour manipuler le stockage lipidique dans divers organismes eucaryotes. Ces applications pourraient s’avérer précieuses dans les domaines de la biotechnologie, car nous pouvons utiliser ABHD1 pour augmenter la teneur en huile cellulaire à des fins alimentaires, de chimie verte et de carburant.
En éclairant le fonctionnement des gouttelettes lipidiques, cette étude marque une avancée majeure dans notre compréhension de la gestion énergétique des cellules, et ouvre des perspectives prometteuses pour optimiser les processus naturels à des fins scientifiques et industrielles.
Références
National Science Review. 2024 Nov. https://doi.org/10.1093/nsr/nwae398
Ismael Torres-Romero1, Bertrand Légeret1, Marie Huleux1, Damien Sorigue1, Alicia Damm2, Stéphan Cuiné1, Florian Veillet1, Carla Blot1, Sabine Brugière3, Yohann Couté3, Matthew G. Garneau4, Hari Kiran Kotapati4, Yi Xin5, Jian Xu5, Philip D. Bates4, Abdou Rachid Thiam2, Fred Beisson1, Yonghua Li-Beisson1#
Collaboration :
- Aix Marseille Univ, CEA, CNRS, Institute of Bioscience and Biotechnology of Aix Marseille, BIAM, Saint-Paul-Lez-Durance, France.
- Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris Cité, Paris, France
- Univ. Grenoble Alpes, INSERM, CEA, UMR BioSanté U1292, CNRS, CEA, FR2048, 38000 Grenoble, France.
- Institute of Biological Chemistry, Washington State University, Pullman, WA, USA.
- Single-Cell Center, CAS Key Laboratory of Biofuels and Shandong Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, Shandong 266101, China.