Thème 1 : Biogenèse et Fonction de l’Appareil Photosynthétique

Objectif :

 Nous visons à approfondir notre compréhension de la biogenèse et de la fonction de l’appareil photosynthétique, en particulier chez les diatomées et Chlamydomonas. De nombreuses questions non résolues demeurent concernant les multiples rétro-contrôles qui gouvernent chaque aspect du développement des chloroplastes et de la fonction photosynthétique. De plus, malgré l’abondance de structures disponibles pour tous les complexes photosynthétiques majeurs, certains cofacteurs impliqués dans le transfert d’électrons ont encore une fonction inconnue et des voies de biogenèse mal comprises. Pour aborder ces questions, le laboratoire utilise des outils génétiques et des approches comparatives, dans le but de définir les mécanismes qui régissent l’expression des gènes plastidiques, la biogenèse des complexes photosynthétiques et la régulation de la capture de lumière ainsi que de la photoprotection. Grâce à une approche collaborative, nous souhaitons mettre en évidence les points communs et les différences entre les lignées vertes et rouges/brunes. Toutes ces activités sont fortement soutenues par les ressources génétiques et biophysiques du laboratoire (voir section Centres de ressources)

Domaines de recherche clés :

1. Biogenèse des plastes

  • Contrôle de l’expression des gènes chloroplastiques
  • Assemblage et dégradation des protéines
  • Biogenèse et génétique des plastes de diatomées

2. Fonction photosynthétique

  • Capture de lumière et photoprotection
  • Transport d’électrons et d’ions
  • Physiologie comparée

Conclusion :

Nos recherches visent à découvrir les mécanismes fondamentaux gouvernant la photosynthèse et à explorer sa diversité évolutive, contribuant à notre compréhension du monde naturel.

Publications récentes :

Croteau D, Jaubert M, Falciatore A and Bailleul B (2025) Pennate diatoms make Non Photochemical Quenching as simple as possible but not simpler, Nature Comms 16(1):2385 – https://doi.org/10.1038/s41467-025-57298-4

Levin G, Yasmin M, Liran O, Hanna R, Kleifeld O, Horev G, Wollman FA, Schuster G, Nawrocki WJ. – Processes independent of nonphotochemical quenching protect a high-light-tolerant desert alga from oxidative stress. Plant Physiology. 2025 Jan;197(1):kiae608. – https://doi.org/10.1093/plphys/kiae608

Tada K, Yamagata K, Koyama K, Sellés J, Boussac A, Sugiura M –Differential effects of the D1/S264V mutation in photosystem II with either PsbA1 or PsbA3 on QB, non-heme Iron, and the associated hydrogen-bond network – 2025 – BBA 1866(3):149557 – https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2025.149557

Lang J, König K, Venn B, Zeilfelder S, Ostermeier M, Spaniol B, Lara Spaniol L, Sommer F, Mustas M, Geimer S, Fürtges T, Brzezowski P, Zabret J, Wollman F-A, Nowacyzk M, Scheuring D, Rudack T, Mühlhaus T, Choquet Y, and Schroda M –Complexome profiling of the Chlamydomonas psb28 mutant reveals THYLAKOID ENRICHED FRACTION 5 as an early PS II assembly factor – 2025 – The Plant Cell, 37(6):koaf055 – https://doi.org/10.1093/plcell/koaf055

Boussac A, Sugiura M, Nakamura M, Nagao R, Noguchi T, Viola S, Rutherford AW, Sellés J – Absorption changes in Photosystem II in the Soret band region upon the formation of the chlorophyll cation radical [PD1PD2]+ – 2024 – Photosynth Res 162(2-3):211-223 – https://doi.org/10.1007/s11120-023-01049-3

Sellés, J.; Alric, J.; Rutherford, A. W.; Davis, G. A. & Viola, S. – In vivo ElectroChromic Shift measurements of photosynthetic activity in far-red absorbing cyanobacteria – 2024 – Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Bioenergetics, 2024, 1865, 149502 – https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2024.149502

Boussac A, Sugiura M, Sellés J – Probing the proton release by Photosystem II in the S1 to S2 high-spin transition – 2022 – BBA 1863(5):148546. – https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2022.148546

Wietrzynski W, Traverso E, Wollman F-A, Wostrikoff K (2021) The state of oligomerization of Rubisco controls the rate of synthesis of the Rubisco large subunit in Chlamydomonas reinhardtii, The Plant Cell, 33(5):1706-1727 – https://doi.org/10.1093/plcell/koab061

Ozawa S, Cavaiuolo M, Jarrige D, Kuras R, Rutgers M, Eberhard S, Drapier D, Wollman F-A, Choquet Y (2020) The OPR Protein MTHI1 Controls the Expression of Two Different Subunits of ATP Synthase CFo in Chlamydomonas reinhardtii, Plant Cell, 32(4):1179-1203 – https://doi.org/10.1105/tpc.19.00770

Manuscrits de thèse:

ZAOUI Amel (2024) OPR-RAP proteins in organellar gene expression regulation by the nucleus in Chlamydomonas reinhardtii. Thèse de doctorat, Sorbonne Université, Paris.

CROTEAU Dany (2024) NPQ in pennate diatoms: a simple phenomenon and tool to probe multi-level orchestration of photosynthetic regulations. Thèse de doctorat, Sorbonne Université, Paris.

BUJALDON Sandrine (2023) Les antennes photosynthétiques chez Chlamydomonas reinhardtii : biogénèse, fonction et régulation. Thèse de doctorat en Biologie, Sorbonne Université, Paris.

RODRIGUES AZEVEDO Marcio (2023) Les transports d’ions à travers la membrane du thylacoïde chez Chlamydomonas reinhardtii. Thèse de doctorat, Université Paris-Saclay.

MUSTAS Matthieu (2023) Régulations de l’expression des gènes du Chloroplaste chez Chlamydomonas reinhardtii : ARN et protéine. Thèse de doctorat, Sorbonne Université, Paris.

JARRIGE Domitille (2019) Déchiffrer le “code OPR” pour une meilleure compréhension du rôle physiologique des protéines OPR. Thèse de doctorat en Biologie, Sorbonne Université, Paris.