Spectrophotométrie résolue en temps (D. Béal, F. Rappaport, P. Joliot)
Nous avons développé au laboratoire trois spectrophotomètres fondés sur le principe de la détection impulsionnelle. Cette technique permet l’obtention d’un rapport signal sur bruit proche de 10-5, rendant possible la détection de variations d’absorption sur des échantillons très peu concentrés. Elle autorise ainsi des mesures sur des systèmes photosynthétiques intégrés comme des chloroplastes, des cellules entières et même des feuilles intactes. Par ailleurs, deux de ces spectrophotomètres utilisent comme source de détection un laser accordable en longueur d’onde délivrant des éclairs dont la durée est de 5 ns, ce qui permet une résolution cinétique de quelques ns.
Un quatrième spectrophotomètre (caractéristiques et description), conçu sur le principe d’utilisation de la technologie LED pour générer des impulsions de lumière, à été réalisé récemment. Cet appareil, qui permet une détection de changements d’absorption et de fluorescence in vivo, est commercialisé en 2006 par la société bio-logic.
Fluorescence (D. Béal, P. Joliot)
Cette observable est, d’une part, un indicateur de l’état d’oxydoréduction de l’accepteur quinonique primaire, QA, du photosystème II (l’état redox de QA module très fortement la probabilité de piégeage de l’énergie excitonique, et donc le rendement de fluorescence). D’autre part, elle fournit une indication sur la taille de l’antenne collectrice de lumière associée au PS II. Ces caractéristiques, conjuguées à une mise en œuvre aisée, en font un outil de choix pour caractériser rapidement l’état redox du système et le degré d’association des antennes au PS II. Nous avons développé au laboratoire trois fluorimètres différents, permettant de mesurer les variations de fluorescence induites par une illumination sur des suspensions d’algues unicellulaires en culture, sur des feuilles intactes, ou sur des colonies d’algues unicellulaires. Ces différentes techniques permettent une caractérisation rapide du fonctionnement de la chaîne photosynthétique. Elles constituent un outil de criblage puissant.
Camera
Spectrométrie photoacoustique (D. Béal, P. Joliot)
Cette technique permet de détecter (sous forme d’une onde de pression) toute variation de volume induite par l’absorption d’un photon. Lorsque l’activité photochimique est inhibée, l’énergie excitonique est dissipée principalement sous forme de chaleur. Il en résulte une dilatation thermique proportionnelle à l’énergie absorbée. Au contraire, la réaction photochimique permet de stocker une partie de cette énergie excitonique. La comparaison des ondes de pression produites dans ces deux conditions donne une mesure linéaire de l’activité photochimique, et permet d’établir, en faisant varier la longueur d’onde du photon absorbé, le spectre d’action de chaque photosystème. Cette méthode permet d’identifier par leur signature spectrale les antennes associées à l’un ou l’autre des deux types de centres photochimiques
Appareil de transformation biolistique (D. Béal d’après Zumbrunn et Rochaix, U. de Genève)
Pour transformer le génome chloroplastique de C. reinhardtii nous utilisons un canon à particules (méthode de transformation biolistique) construit au laboratoire et adapté d’après un appareil similaire construit à l’université de Genève. Un jet d’hélium sous pression (pression 7 bars, durée du jet 20 ms) permet de projeter des particules de tungstène (Ø 1µm) enrobées d’ADN (2 µg de plasmide surenroulé par tir) sur un tapis cellulaire placé dans un environnement sous vide (environ 1-2 107 cellules ; vide 48 mbars ; longueur du trajet des billes 15 cm). Nous obtenons jusqu’à 1000 clones transformants par tir.