Photosynthèse plus rapide, rendements des cultures plus élevés

Malgré l'abondance croissante de dioxyde de carbone dans notre atmosphère, la plupart des plantes sont étonnamment inefficaces pour le convertir en sucre lors de la photosynthèse. Les algues, cependant, le font très efficacement, grâce à une structure protéique appelée pyrénoïde - et Martin Jonikas '04 pense que ce cheval de bataille cellulaire peu étudié pourrait transformer la production alimentaire.

L'ingénierie d'un pyrénoïde dans des cultures comme le riz et le blé pourrait améliorer leur absorption de carbone et augmenter les rendements jusqu'à 60 %, déclare Jonikas, professeur adjoint de biologie moléculaire à l'Université de Princeton et récipiendaire du prix Vilcek 2020 pour la promesse créative en sciences biomédicales , qui récompense les immigrants exceptionnels en début de carrière aux États-Unis.

Parce que la photosynthèse joue un rôle essentiel dans le cycle du carbone de la planète, les pyrénoïdes pourraient également contribuer à résoudre d'autres problèmes auxquels nous sommes confrontés en matière de durabilité, y compris le changement climatique, dit-il.

FONDATION VILCEK

À huit ans, Jonikas est venu de France aux États-Unis avec sa mère géophysicienne et son père informaticien lorsque le premier a rejoint la faculté de l'UC Berkeley. Au MIT, il a poursuivi son baccalauréat en génie aérospatial, mais un cours de biologie moléculaire avec le professeur (maintenant émérite) JoAnne Stubbe l'a inspiré à changer de domaine. Elle m'a ouvert les yeux sur la réalité que les machines les plus étonnantes sur Terre sont des organismes vivants. J'étais accro ! il dit.

Il a ensuite poursuivi un doctorat en biochimie et biologie moléculaire à l'UC San Francisco, où il est devenu fasciné par les organismes photosynthétiques tout en travaillant avec des conseillers, dont Jonathan Weissman, PhD '93, qui a depuis rejoint la faculté du MIT. En 2010, Jonikas avait son propre laboratoire au département de biologie végétale de la Carnegie Institution for Science. Six ans plus tard, il s'installe à Princeton, où son équipe se concentre sur l'algue unicellulaire d'eau douce Chlamydomonas -communément appelé Chlamy parmi les biologistes végétaux. ( Sammy le Chlamy est l'un des trois vidéoclips que son laboratoire a produits avec l'auteur-compositeur Jonathan Mann pour enseigner aux enfants la photosynthèse.)

En plus de démêler la composition moléculaire des pyrénoïdes, son équipe a généré une bibliothèque de 60 000 Chlamydomonas mutants - le premier du genre pour un organisme photosynthétique unicellulaire. Les chercheurs d'autres domaines pourront l'utiliser comme ressource pour des travaux qui pourraient également améliorer les rendements des cultures.

En fin de compte, si notre objectif en tant que civilisation est de produire plus de nourriture avec moins de ressources, toutes ces approches valent la peine d'être poursuivies, dit Jonikas.

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