Glaucia Squizato

BIP CNRS

Ingénieure / Juillet 2026 à Juin 2027

Mécanismes de concentration du CO₂ chez les micro‑organismes photosynthétiques

La ribulose‑1,5‑bisphosphate carboxylase/oxygénase (RuBisCO) est présente chez tous les organismes photosynthétiques, qu’ils soient procaryotes ou eucaryotes, et elle assure la fixation du carbone dans la voie du pentose phosphate réducteur (également appelée cycle de Calvin–Benson–Bassham). Presque toute la biomasse et toutes les ressources alimentaires (c’est‑à‑dire l’ensemble de la production primaire) sont directement ou indirectement produites grâce à la RuBisCO. Pourtant, malgré son rôle fondamental, la RuBisCO présente une vitesse de turnover relativement faible pour la carboxylation du RuBP (2 à 8 s⁻¹) et c’est une enzyme peu spécifique, capable d’utiliser O₂ comme CO₂ comme substrat.

Les microalgues eucaryotes et les cyanobactéries contournent cette limitation en enfermant la RuBisCO dans des microcompartiments dépourvus de membrane : le pyrénoïde chez les algues et le carboxysome chez les cyanobactéries. L’assemblage de ces microcompartiments, situés dans les chloroplastes, fait partie des mécanismes de concentration du carbone (CCM), dans lesquels le carbone inorganique dissous est acheminé vers la RuBisCO via une série de transporteurs de HCO₃⁻ et grâce à l’action d’anhydrases carboniques.

Les condensats de RuBisCO présentent des compositions moléculaires différentes et, a priori, des propriétés physicochimiques distinctes (comme la viscosité), tout en regroupant des protéines aux fonctions similaires. L’objectif de ce projet est de décrire ces microcompartiments et de relier la condensation de la RuBisCO à son activité. Le projet propose d’étudier ces structures à l’échelle moléculaire. Des reconstitutions in vitro de ces assemblages permettront de comparer leurs propriétés physicochimiques, telles que le coefficient de diffusion des substrats et produits de la RuBisCO, le pH local et le coefficient de partage des gaz CO₂ et O₂.