Seminar of Nathalie Joli

“Stratégie de survie à la longue nuit polaire : le cas de la diatomée Fragilariopsis cylindrus”

Les diatomées, principal phytoplancton eucaryote des régions marines polaires, sont essentielles au maintien des chaînes alimentaires propres aux écosystèmes arctiques et antarctiques. Il est donc fondamental de comprendre les mécanismes physiologiques et les bases moléculaires associées qui leur permettent d’endurer la longue nuit polaire. Nous avons réalisé une analyse intégrative de la diatomée polaire Fragilariopsis cylindrus, combinant des approches transcriptomiques, microscopiques et biochimiques, afin de mettre en lumière les stratégies utilisées pour survivre à la nuit polaire. Nous révélons que dans l’obscurité prolongée, les cellules des diatomées entrent dans un état de quiescence avec une activité métabolique et transcriptionnelle réduite, pendant laquelle aucune division cellulaire ne se produit. L’énergie minimale provient de la respiration et de la dégradation des réserves de protéines, de glucides et de lipides et l’homéostasie est maintenue par l’autophagie dans l’obscurité prolongée. Nous rapportons également des changements structurels internes qui manifestent l’acclimatation morphologique des cellules à l’obscurité. En outre, nos résultats montrent qu’immédiatement après un retour à la lumière, les cellules de diatomées sont capables d’utiliser des mécanismes de photoprotection et de reprendre rapidement la photosynthèse. Une majorité de cellules a ensuite repris la division à des taux similaires à ceux précédant l’obscurité, démontrant la remarquable robustesse des diatomées polaires à l’obscurité prolongée à basse température, ce qui est d’importance cruciale étant donné le réchauffement climatique aigu dans ces régions.