Septembre 1997 - n°20
Les transporteurs d'électrons interviennent dans de nombreux mécanismes d'échanges dans les cellules et de façon primordiale dans les chaînes bioénergétiques. Les études menées par le Laboratoire de Biophysique des Transporteurs d'Electrons (LBTE), nouvellement implanté sur la Faculté des Sciences de Luminy, concernent les transferts d'électrons dans les chaînes bioénergétiques des bactéries photosynthétiques pourpres et en particulier chez les espèces où le centre réactionnel photosynthétique est associé à un cytochrome lié.
Depuis plusieurs années, le Département de Biologie de la Faculté des Sciences de Luminy (Aix-MarseilleII) et le Département d'Ecophysiologie Végétale et de Microbiologie (DEVM) du CEA-Cadarache développent un projet commun de recherche et d'enseignement. La création du LBTE, laboratoire mixte CEA-Université de la Méditerranée, en juillet 1996 est le fruit de cette collaboration et s'inscrit dans le cadre plus général de l'intensification des relations entre le CEA et les Universités. Le 21mai1997, un protocole d'accord concernant les coopérations entre le CEA et les Universités a en effet été signé par Jean-Marc Monteil, premier vice-président de la conférence des Présidents d'Université et Yannick d'Escatha, Administrateur Général du CEA.
"Nos recherches fondamentales en bioénergétique membranaire s'inscrivent dans la continuité des études conduites depuis de nombreuses années à la Direction des Sciences du Vivant du CEA et plus particulièrement au laboratoire dont je suis issu, le Laboratoire de Bioénergétique Cellulaire de Cadarache dirigé par André Verméglio" explique PierreParot, ingénieur CEA et Directeur du LBTE.
La thématique de l'équipe est plus particulièrement centrée sur l'étude des transferts d'électrons à longue distance dans les complexes pigments-protéines et en particulier dans les cytochromes tétrahémiques associés au centre réactionnel des bactéries photosynthétiques pourpres.
"Que l'on considère la bioénergétique membranaire d'une mitochondrie, d'un chloroplaste ou d'une bactérie, les mécanismes de conversion sont proches et consistent en des processus de transferts vectoriels d'électrons et de protons démontrés par P. Mitchell", précise P.Parot. Pour les recherches, le modèle bactérien possède de multiples avantages, on peut citer sa reproductibilité et l'obtention de souches mutantes par mutagenèse dirigée. De plus, les enzymes et complexes des bactéries photosynthétiques pourpres présentent l'intérêt d'avoir la lumière comme principal substrat. Par une impulsion lumineuse brève et suffisamment forte pour saturer tous les centres réactionnels (il faut un photon par centre), il est ainsi possible de déclencher instantanément le processus photosynthétique et d'étudier sa cinétique, en suivant par spectroscopie les réactions d'oxydo-réduction induites.
Les transporteurs d'électrons n'ont pas le même spectre d'absorption à l'état oxydé et à l'état réduit, la cinétique des événements est donc généralement suivie par la mesure du changement d'absorption photo-induit. Les réactions étudiées étant très rapides (de l'ordre de la nanoseconde), le laboratoire a construit un spectrophotomètre différentiel de haute sensibilité et de haute résolution temporelle qui permet d'améliorer le rapport signal/bruit de 100à 1000fois comparé à celui d'un spectrophotomètre classique. Ce type de spectrophotomètre de changement d'absorption à détection échantillonnée a été conçu et développé par Pierre Joliot, Professeur au Collège de France.
"De nombreux travaux ont déjà été consacrés aux complexes isolés mais peu sur leurs échanges et leurs interactions. Avec ce spectrophotomètre, nous pouvons réaliser des mesures sur les cellules entières et donc étudier les interactions et notamment le transfert cyclique d'électrons entre les différents complexes membranaires" conclut P.Parot.
V.CROCHET