DIAP Cyclotella cryptica, un nouveau modèle pour avancer la recherche sur la photosynthèse des diatomées

La photosynthèse oxygénique est le principal processus convertissant la lumière solaire en énergie chimique. Les diatomées, groupe clé de phytoplancton eucaryote dans l’océan, résultent d’une endosymbiose secondaire. Bien que leurs complexes photosynthétiques et enzymes du cycle de Calvin soient conservés avec les phototrophes issus d'une endosymbiose primaire, elles présentent des différences notables dans l'organisation spatiale de l’appareil photosynthétique et sa régulation. Malgré cela, la recherche sur la photosynthèse des diatomées, encore largement basée sur les connaissances acquises chez les algues vertes et plantes, reste limitée par un obstacle majeur : l’impossibilité de générer des mutants de photosynthèse chez les diatomées modèles, toutes phototrophes obligatoires, ces mutations étant létales. Nous proposons Cyclotella cryptica, diatomée hétérotrophe facultative, comme nouveau modèle pour l’étude de la photosynthèse. Sur la base de la création récente du premier mutant photosynthétique chez une diatomée (inactivation de l’ATP synthase plastidiale par CRISPR-Cas), nous éluciderons les fonctions essentielles du plaste chez les algues non vertes et leurs rôles dans les processus cellulaires et métaboliques. Pour la première fois chez les diatomées, nous combinerons la mutagenèse à haut débit des protéines adressées au plaste et des cribles phénotypiques adaptés pour identifier et classer les fonctions géniques, analyser les complexes protéiques et étudier leur biogenèse en dehors de la lignée verte. Basé sur des ressources matures et les expertises complémentaires du laboratoire Falciatore, ce projet ambitionne d’étudier la régulation de la photosynthèse des diatomées et la biogenèse des plastes, connaissances essentielles pour mieux comprendre les mécanismes de la photosynthèse océanique, l’impact du changement climatique sur le phytoplancton marin et les écosystèmes qu’il soutient, ainsi que pour l’exploitation biotechnologique des diatomées.