Les mitochondries, véritables centrales énergétiques de la cellule, jouent un rôle crucial dans la production d’énergie par phosphorylation oxydative. Pourtant, l’organisation complexe des protéines impliquées dans ce processus est restée longtemps mystérieuse — jusqu’à aujourd’hui. Une étude récente publiée dans Science par Florent Waltz et ses collègues, dont Thalia Salinas-Giegé de l’Institut de Biologie Moléculaire des Plantes (IBMP), dévoile de nouveaux détails fascinants sur l’architecture moléculaire des mitochondries et la chaîne respiratoire des plantes.
En utilisant la cryo-tomographie électronique de pointe, l’équipe a visualisé les mitochondries directement dans les cellules vivantes de Chlamydomonas reinhardtii, une algue verte modèle. Cette approche révolutionnaire a permis de révéler l’architecture native des complexes respiratoires mitochondriaux, capturant leur organisation avec un niveau de détail inédit. Les chercheurs ont découvert que les ATP synthases se regroupent aux extrémités courbées des crêtes mitochondriales (les replis internes de la membrane mitochondriale) tandis que les autres complexes respiratoires (I, III et IV) forment des supercomplexes distincts le long des régions planes de la membrane.
Une découverte clé réside dans l’assemblage de ces complexes en un supercomplexe appelé « respirasome », qui orchestre le transfert d’électrons et la production d’énergie avec une efficacité remarquable. En résolvant la structure à une résolution quasi-atomique, l’équipe a mis en lumière de nouvelles interactions entre ces complexes, remettant en question les modèles précédents et ouvrant des perspectives passionnantes pour la compréhension du fonctionnement mitochondrial.
Cette étude met en avant la collaboration continue entre Florent Waltz et l’équipe de Philippe Giegé à l’IBMP, soulignant l’importance de l’imagerie in situ pour observer les processus cellulaires dans leur environnement naturel.
En dévoilant la véritable architecture de la chaîne respiratoire des plantes, ce travail fait non seulement progresser notre compréhension du métabolisme énergétique, mais ouvre également la voie à de futures recherches sur la dynamique mitochondriale, avec des applications potentielles en agriculture et en biotechnologie. Une avancée remarquable pour la biologie végétale !
