Optimisation de la production des acides gras polyinsaturés à longue chaine oméga-3 et de leurs métabolites oxygénés chez Ostreococcus tauri

Optimization of the production of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids and their oxygenated metabolites in Ostreococcus tauri

• Auteur / Autrice : Amandine Bijoux
• Direction : François-Yves Bouget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 20/12/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'océanographie microbienne (Banyuls-sur-Mer, Pyrénées-Orientales ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabien Joux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Leblanc
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Cenac, Gilles Peltier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits de la mer -- Métabolites

Docosahexaénoïque, Acide

Acides gras insaturés

Microalgues

Mots clés libres

Microalgues

Production d’AGPIs n-3

DHA

Oxylipines

Ostreococcus

Conditions de culture

Microalgae

N-3 PUFAs production

DHA

Oxylipins

Ostreococcus

Culture condition

Résumé

Les acides gras polyinsaturés (AGPIs) à longue chaine oméga-3, essentiels à la santé et au développement chez l'homme, sont les précurseurs de médiateurs lipidiques jouant des rôles importants au maintien de l'homéostasie tissulaire. Ces métabolites oxygénés, et collectivement appelés oxylipines, sont impliqués dans la régulation de nombreux processus physiopathologiques tels que l'inflammation ou le cancer. De nouvelles sources alternatives et durables d'AGPIs n-3 étant requises pour répondre à la demande mondiale croissante, les microalgues, producteurs primaires d'AGPIs n-3, représentent une source naturelle d'intérêt pour la production de ces macromolécules à haute valeur ajoutées. Dans ce contexte, le présent travail visait à évaluer le potentiel de la microalgue pico-eucaryote Ostreococcus comme source alternative d'AGPIs n-3 et de leurs oxylipines dérivées. Cette étude a démontré que les microalgues du genre Ostreococcus contiennent de forts taux d'AGPIs, les oméga-3 étant majoritaires. En particulier, les cellules d'Ostreococcus ont montré de forts taux de DHA qui restaient relativement stables au cours de la croissance des cultures ainsi qu’avec des conditions de température, intensités lumineuses et salinité très variables. La biomasse d'Ostreococcus a montré un ensemble d'oxylipines dérivées d’AGPIs n-3 et n-6. Deux mono-hydroxy acides dérivés du DHA, les 17-HDoHE et 14-HDoHE, se sont avérés majoritaires dans les cellules d’Ostreococcus, et ce, indépendamment de la souche et des conditions de culture. En outre, des approches de génie génétique ont été réalisées avec succès pour augmenter les concentrations cellulaires d’oxylipines.

Omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs) that are essential to human health and development are precursors of lipid mediators that play important roles for tissue homeostasis. These metabolites derived from lipid oxidation processes and collectively named oxylipins, are involved in the regulation of various physiopathological processes including inflammation and cancer. As the global consumer needs for n-3 LC-PUFAs is increasing the fishes market will likely not be sufficient and new alternative sources of n-3 LC-PUFAs are needed. Microalgae are an interesting natural source as primary producers of n-3 LC-PUFAs and therefore, a possible source of these high-values added macromolecules. In this context, the present work aimed to evaluate the potential of the green picoeukaryote Ostreococcus as a source of n-3 PUFAs and derived oxylipins. This study clearly revealed microalgae of the genus Ostreococcus contain high levels of PUFAs, the omega-3 being predominant over the omega-6. Particularly, Ostreococcus cells showed high docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) levels that remained fairly stable throughout the growth cycle and under various temperature, light intensity and salinity stress conditions. The biomass of Ostreococcus showed an array of oxylipins derived from PUFAs from the n-3 and n-6 series. In particular, two monohydroxy acids derived from DHA, 17-HDoHE and 14-HDoHE, were found to be predominant in Ostreococcus cells regardless the strain or the culture conditions tested. Furthermore, genetic engineering approach was successfully used to increase oxylipins content.