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Microalgues et climat : attention aux rejets de N2O !


​Les chercheurs du Biam (CEA / CNRS / AMU) ont découvert une nouvelle voie métabolique de production d'oxyde nitreux (N2O) par les microalgues, publiée dans PNAS  le 15 janvier 2020. Ce puissant gaz à effet de serre est produit par certaines espèces de microalgues lors de la photosynthèse. Ce travail montre d'une part la nécessité de prendre en compte les écosystèmes aquatiques dans les simulations climatiques, et d'autre part l'intérêt d'étudier l'ensemble du « cycle de vie » des souches de microalgues candidates pour une filière de biocarburants de 3e génération.

Publié le 20 janvier 2020

​La composition gazeuse de l'atmosphère terrestre joue un rôle crucial dans l'évolution du climat. L'oxyde nitreux (N2O), bien que présent en moindre quantité que le CO2, a un potentiel d'effet de serre 300 fois supérieur à celui du CO2. Certaines algues contribuent significativement à la production de N2O, notamment lors de la réduction des nitrates (NO3-), sans que les mécanismes moléculaires soient connus.

Une équipe de l'Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille vient de découvrir un acteur majeur de la production de N2O chez les microalgues. En étudiant la réduction de l'oxyde d'azote (NO) en N2O chez l'algue modèle Chlamydomonas reinhardtii, les chercheurs ont découvert que la photosynthèse était responsable d'une production de N2O six fois plus rapide à la lumière qu'à l'obscurité. L'étude d'une algue mutante dépourvue d'une protéine nommée « flavodiiron », a permis d'établir le rôle de cette protéine dans la production de N2O à la lumière, ainsi que le rôle d'une autre protéine, appelée « cytochrome p450 », responsable de cette production à l'obscurité.

Les chercheurs ont montré que les deux mécanismes sont présents chez les microalgues vertes, mais absents chez d'autres espèces comme les diatomées. L'abondance des algues vertes dans les lacs et les zones côtières, écosystèmes qui subissent des rejets massifs de nitrates produits par les activités humaines, suggère que la production de N2O par les microalgues pourrait avoir été grandement sous-estimée dans les études environnementales et climatiques.

  
© S. Moulin / CEA

 

Cette étude permet également d'orienter l'exploitation industrielle future des microalgues pour la production de biocarburants de 3e génération vers un choix d'espèces les moins impactantes pour le climat.

Ce travail a récemment été primé lors du congrès international de biophysique de la photosynthèse qui s'est tenu à Rome les 2, 3 et 4 octobre derniers.

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