Etude des mécanismes de dissipation de l’excès d’énergie au cours de la photosynthèse chez la microalgue Chlamydomonas reinhardtii

The mechanisms of excess energy dissipation during photosynthesis in the microalga Chlamydomonas reinhardtii

• Auteur / Autrice : Frédéric Chaux
• Direction : Gilles Peltier, Xenie Johnson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 27/04/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de bioénergétique et biotechnologie des bactéries et microalgues
• Jury : Président / Présidente : Rainer Hienerwadel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Franck, Anja Krieger-Liszkay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Centres réactionnels photosynthétiques

Microalgues

Photosynthèse

Mots clés libres

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Résumé

La photosynthèse oxygénique est le processus par lequel les végétaux capturent la lumière du soleil et assimilent le CO2 atmosphérique. La domestication de la photosynthèse, notamment chez les microalgues, représente un enjeu grandissant car elle pourrait permettre de mieux tirer parti de l’énergie solaire via la production de ressources biologiques telles que les biocarburants. Dans le milieu naturel, la photosynthèse est soumise à des conditions fluctuantes d’éclairement : des mécanismes de régulations complexes sont impliqués dans son bon fonctionnement. Il a été suggéré que la productivité maximale de la photosynthèse en régime non-fluctuant soit restreinte par certains de ces mécanismes. L’objectif de cette thèse a été d’examiner, en utilisant la microalgue eucaryote Chlamydomonas reinhardtii comme modèle biologique, les contributions relatives, les interactions fonctionnelles et l’impact sur l’efficacité de la photosynthèse de certains de ces mécanismes. Nous avons principalement porté notre attention sur : le flux cyclique d’électrons (CEF) autour du Photosystème I (PSI) impliquant les protéines PGR5 et PGRL1, la dissipation thermique au niveau des antennes du PSII (NPQ) impliquant la protéine LHCSR3, ainsi que la photoréduction de l’oxygène.

Oxygenic photosynthesis is the process by which plants capture sunlight and assimilate atmospheric CO2. Photosynthesis domestication is an issue of growing interest, especially in microalgae, because it could make better use of solar energy through the production of biological resources such as biofuels. In natural conditions, photosynthesis is subject to fluctuating light: complex regulatory mechanisms are involved in its proper functioning. It has been suggested that the maximum productivity of photosynthesis under a non-fluctuating regime may be restricted by some of these mechanisms. The aim of this thesis was to examine relative contributions, functional interactions and impacts on the photosynthetic efficiency of some of these mechanisms, using the eukaryotic microalga Chlamydomonas reinhardtii as a biological model. The following mechanisms have been investigated: cyclic electron flow (CEF) around Photosystem I (PSI) involving PGR5 and PGRL1 proteins, heat dissipation at the PSII antennas (NPQ) involving the LHCSR3 protein, and photoreduction of oxygen.