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Stockage d'énergie par les algues bleues
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Les cyanobactéries, autrefois appelées "algues bleues", sont des micro-organismes capables de produire, dans des conditions normales, des stocks d'énergie leur permettant de survivre en situation de stress, comme lors d'un maintien prolongé à l'obscurité. Ce stockage exige la présence d'un interrupteur moléculaire au sein d'une enzyme, l'ATPase. La suppression de ce dernier pourrait rendre possible l'utilisation de l'énergie excédentaire à des fins biotechnologiques telles que la production d'hydrogène. Sous la conduite de Matthias Rögner, des chercheurs de l'Université de la Ruhr (Rhénanie-du-Nord-Westphalie) se sont appliqués à démontrer cette théorie. Leurs résultats, obtenus en collaboration avec un groupe japonais de l'Institut de technologie de Tokyo, ont été publiés dans la revue "Journal of Biological Chemistry".
L'ATP est la molécule stockant l'énergie produite au cours de la photosynthèse et peut au besoin être dégradée par une enzyme, l'ATPase, lorsque la bactérie a besoin d'utiliser cette énegie. Pour prémunir la bactérie contre des situations de stress, telles que des variations de luminosité, l'ATPase de la cyanobactérie dispose d'une petite zone qui opère comme interrupteur moléculaire. Cela empêche que l'ATP ne soit trop précipitamment dégradée en condition de stress, comme par exemple pendant une période d'obscurité prolongée lors de laquelle le processus de photosynthèse ne peut avoir lieu. L'interrupteur moléculaire prévient le gaspillage d'énergie et la bactérie, créant une réserve d'énergie, peut ainsi supporter ces phases de stress.
Matthias Rögner et ses collègues ont supprimé la zone jouant le rôle d'interrupteur moléculaire de l'ATPase chez des cyanobactéries génétiquement modifiées. Les premières suppositions des scientifiques étaient que le développement de ces cyanobactéries modifiées se ferait de manière moins efficace. Après observation, les résultats obtenus se sont révélés différents. Les bactéries se sont développées comme à l'accoutumée en conditions de laboratoire (sans stress lumineux), avec cependant un stock légèrement inférieur d'ATP entraînant une moins bonne capacité à survivre lors de longue période d'obscurité, contrairement aux cyanobactéries à l'état naturel. En théorie, cet excédent d'énergie produit à partir de la lumière solaire pourrait être récupéré pour une autre application biotechnologique, telle que la production d'hydrogène par des cyanobactéries en bioréacteur. Cet hydrogène serait alors un vecteur énergétique propre et renouvelable.
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