Production photobiologique d'hydrogène
Nos recherches ont pour but de comprendre les voies métaboliques et les voies de transfert d’électrons impliquées dans le processus de photoproduction d’hydrogène, d’en identifier les mécanismes régulateurs et de proposer des stratégies innovantes d’optimisation des capacités de production.
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Certaines microalgues (comme Chlamydomonas reinhardtii) ou cyanobactéries (telle Synechocystis) ont la capacité de produire de l’hydrogène grâce à une hydrogénase en interaction avec la chaîne photosynthétique de transport d’électrons. Dans la nature, la production photobiologique d’H2 est un phénomène transitoire, l’hydrogénase étant fortement sensible à l’oxygène produit par la photosynthèse. Nous développons deux stratégies complémentaires pour tenter de s’affranchir de cette limitation majeure.
La première consiste à séparer dans le temps les phases de photosynthèse oxygénique et de production d’hydrogène en jouant sur la flexibilité métabolique et la capacité à accumuler des réserves énergétiques (amidon, lipides) en réponse à une carence minérale. Des approches génétiques sont développées chez l’algue unicellulaire C. reinhardtii via la recherche de mutants affectés dans la conversion photosynthétique ou le métabolisme de l’amidon dans le but d’identifier des gènes clefs permettant le contrôle et l’optimisation de ce processus.
La seconde, menée chez la cyanobactérie Synechocystis, vise à réduire par ingénierie génétique la sensibilité à l’oxygène de l’hydrogénase. Les bases moléculaires de la résistance à l’oxygène étudiées sur différents modèles bactériens (exploration de la biodiversité) sont transposées à l’hydrogénase de la cyanobactérie, cet organisme étant particulièrement adapté à des modifications ciblées (recombinaison homologue).