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Dernière mise à jour : Mai 2021

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SPS - Saclay Plant Sciences

Portrait

3 questions à Diana Kirilovsky
DianaKirilovsky

Diana Kirilovsky, directrice de recherche CNRS à l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette), est responsable de l’équipe « Mécanismes régulateurs chez les organismes photosynthétiques », qui vient tout juste d’entrer dans le périmètre du LabEx SPS

1) Quel parcours professionnel vous a mené à l’I2BC ?

J'ai obtenu mon doctorat en biochimie à l'Université hébraïque de Jérusalem (Israël) en 1986. Après plusieurs post-docs en France, je suis entrée au CNRS sur un poste CR1 en 1991. J’ai alors travaillé successivement dans un laboratoire CNRS à Gif-sur-Yvette (1991-1994) et dans une unité mixte à l’Ecole Normale Supérieure (1994-2000). En 1999, je suis devenue DR2 CNRS et en 2012 je suis passée DR1. Depuis mai 2000, je travaille dans une unité mixte CNRS-CEA, au CEA de Saclay.  Je dirige actuellement l’équipe « Mécanismes régulateurs chez les organismes photosynthétiques » dans le département B3S de l'Institut I2BC (UMR 9198, CNRS-CEA-UPSud) depuis que cette institut a été créé en janvier 2015. L’équipe est composée de 4 chercheurs: Anja Krieger (DR2, CNRS), Pierre Setif (chercheur CEA), Adjélé Wilson (chercheur CEA) et moi (DR1, CNRS) et 1 technicienne: Sandrine Cot (CEA).

Depuis ma thèse, mes recherches visent la compréhension des mécanismes développés par les cyanobactéries pour se protéger des fortes intensités lumineuses et pour s’adapter à des lumières fluctuantes en qualité et intensité. La lumière est un important élément régulateur de l’appareil photosynthétique mais elle peut devenir un stress majeur et les organismes photosynthétiques ont développé de nombreux mécanismes pour se protéger du stress lumineux et oxydant. La détermination des espèces moléculaires et des mécanismes impliqués dans ces processus (stress lumineux et oxydant, mécanismes de photoprotection) ainsi que la compréhension des différentes étapes de la transduction du signal lumineux sont les principaux points d’intérêt de ma recherche. Dans mon équipe, Anja Krieger s’intéresse aussi aux stress lumineux et oxydant et aux régulations par la lumière et les ROS, mais elle utilise comme organisme modèle principalement les plantes.

2) Vous avez récemment publié un article* dans le journal Science. Pouvez-vous nous en dire plus sur l’objet de cet article et comment celui-ci s’intègre dans votre thématique de recherche ?

En 2006, nous avons démontré que, chez les cyanobactéries, il existe un mécanisme de photoprotection réduisant l’énergie solaire qui arrive aux centres photochimiques par augmentation de la dissipation thermique de cette énergie aux niveaux des phycobilisomes, l’antenne des cyanobactéries. Nous avons aussi démontré que le détecteur du stress et déclencheur du quenching de fluorescence et d’énergie est l’Orange Carotenoid Protein (OCP). L’OCP, qui est la seule protéine photoactive ayant comme chromophore actif un caroténoïde, est orange dans l’obscurité et rouge sous forte illumination. Dans le passé nous avons montré que l’OCP est une protéine modulaire, formée par deux domaines indépendants avec des rôles différents (photosenseur et dissipateur d’énergie), dans laquelle le caroténoïde est nécessaire pour les fonctions des deux modules. Dans l’article de Science, en collaboration avec un laboratoire américain et grâce à une approche de biologie structurale, nous confirmons que le domaine N-terminal de l’OCP est la partie active de la protéine qui s’attache aux phycobilisomes et dissipe l’excès d’énergie sous forme de chaleur. Et surtout, nous avons démontré qu’il existe une différence énorme de position et de conformation du caroténoïde dans l’OCP photoactivé. Le caroténoïde est réparti entre les deux domaines dans la forme inactive mais il rentre complètement à l’intérieur du domaine N-terminal dans la forme rouge, un mouvement de 12 Å étant nécessaire pour arriver à cette position. De plus, les configurations des deux anneaux terminaux du caroténoïde sont modifiées et la chaîne polyène adopte une conformation plus planaire. Dans la nouvelle position, le caroténoïde interagit avec de nouveaux acides aminés qui ne sont pas impliqués dans la configuration du caroténoïde dans la forme orange de l’OCP.

3) Pourquoi avoir choisi de rejoindre le LabEx SPS ?

Notre groupe s’intéresse aux aspects fondamentaux de la photosynthèse et aux mécanismes de sa régulation. Il est bien intégré dans la communauté de photosynthèse et de photobiologie mais notre intégration dans la communauté des sciences végétales doit être améliorée. Nous avons déjà des contacts et collaborations avec des laboratoires SPS mais nous voulons amplifier nos discussions et échanges avec les chercheurs SPS pour leur apporter notre connaissance sur la photosynthèse et améliorer notre connaissance sur le fonctionnement des plantes. Nous donnons également accès à nos techniques biophysiques, comme la spectroscopie d'absorption transitoire, la fluorescence de la chlorophylle et du NADPH et la spectroscopie par résonance paramagnétique électronique, aux membres de SPS qui souhaitent caractériser des paramètres photosynthétiques de leurs plantes / mutants.
Nous sommes particulièrement intéressés par l’axe 3 du LabEx SPS : « Les plantes pour comprendre les mécanismes biologiques fondamentaux » et le défi 2 : « Comprendre les mécanismes génétiques, moléculaires et cellulaires basiques qui contrôlent le développement et la physiologie des plantes ».

*Leverenz R.L., Sutter M., Wilson A., Gupta S., Thurotte A., de Carbon C.B., Petzold C.J., Ralston C., Perreau F., Kirilovsky D., Kerfeld C.A. (2015). A 12 angstrom carotenoid translocation in a photoswitch associated with cyanobacterial photoprotection. Science 348(6242),1463-1466.