Photobiologie et Physiologie des Plastes et des Microalgues – P3M
UMR 7141 – Faculté des Sciences et Ingénierie
Le laboratoire P3M étudie de multiples aspects de la vie des phototrophes, en se concentrant sur deux processus en interaction : la photosynthèse et la perception de la lumière. La particularité de ce laboratoire réside dans sa vision intégrative de ces deux phénomènes, depuis les processus moléculaires de la photosynthèse étudiés à l’échelle de la nanoseconde grâce à des approches de biophysique de pointe, jusqu’à la régulation de la photosynthèse et la réponse à la lumière à l’échelle des communautés de diatomées.
P3M s’organise autour de trois thèmes de recherche, chaque membre de l’équipe étant impliqué dans plusieurs thèmes : biophysique et fonctionnement de l’appareil photosynthétique, génomique et évolution des microalgues (diatomées), interactions entre les microalgues et leur environnement. Deux centres de ressources (« Ressources génétiques » et « Ressources biophysiques ») sont accessibles en interne, mais également dans le cadre de prestations externes : ces deux centres augmentent grandement l’efficacité de telles prestations en cas de forte demande.
Le laboratoire étudie la régulation de l’appareil photosynthétique à différentes échelles, de la molécule à la physiologie de la cellule. Il combine des compétences en biophysique internationalement et historiquement reconnues (depuis sa création sous l’égide du Professeur Pierre Joliot) avec des approches basées sur la biologie moléculaire et la génétique pour comprendre la biogenèse des chloroplastes et de l’appareil photosynthétique, ainsi que la régulation de l’activité photosynthétique.
Les organismes utilisés pour aborder ces questions sont particulièrement divers. L’algue Chlamydomonas reinhardtii et, dans une moindre mesure, les cyanobactéries, ont servi de systèmes modèles durant des décennies, tandis que les diatomées ont été inclus dans des projets de recherche beaucoup plus récemment. Désormais, l’expertise de l’unité en biophysique s’applique également aux diatomées, ce qui démontre le succès de l’intégration des domaines de recherche anciens et nouveaux. De ce fait, P3M a été en mesure d’investiguer la diversité des mécanismes impliqués dans la régulation de la photosynthèse chez des espèces écologiquement pertinentes, devenant ainsi un leader incontestable dans ce domaine. Autre preuve de ce statut : l’unité de recherche a établi avec succès un nouveau modèle génétique moléculaire pour l’étude de la photosynthèse chez les diatomées, Cyclotella cryptica. Le génome de cette espèce a récemment été séquencé. En exploitant sa capacité à croître de manière hétérotrophique en présence de glucose, les chercheurs ont isolé le premier mutant photosynthétique de cet organisme, ouvrant la voie à la dissection génétique du fonctionnement des chloroplastes chez les diatomées.
L’étude de la perception de la lumière par les organismes photosynthétiques et de l’adaptation des microalgues aux variations de luminosité constitue un axe de recherche complémentaire. Le laboratoire a étudié de nouveaux photorécepteurs chez les diatomées et mené des études de terrain sur la modulation de la photosynthèse en réponse aux interactions biotiques ou aux facteurs abiotiques.
L’unité adopte également une perspective évolutive dans ses recherches sur la photosynthèse et la perception de la lumière. Grâce à l’accroissement drastique de la quantité d’information génomique disponible pour de nombreuses espèces de microalgues, elle a mis en œuvre des approches de bioinformatique pour retracer l’évolution des mécanismes liés à la photosynthèse et pour identifier de nouveaux récepteurs de lumière.
Enfin, au fil des années, le laboratoire a accumulé des ressources considérables en termes de collections de mutants et de bases de données, qui constituent des outils précieux pour ses propres recherches et pour la communauté scientifique.
