Caractérisation de composés bio-actifs issus de la diversité micro-algale par métabolomique différentielle et déréplication assistée par la mise en réseaux de similarités spectrales (ALL DREAM)

Characterization of bioactive compounds stemming from the microalgae diversity by differential métabolomic and assisted dereplication by molecular networking (ALL DREAM)

• Auteur / Autrice : Slimane Chaib
• Direction : Cédric Bertrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 03/12/2020
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches insulaires et observatoire de l’environnement (Moorea, Polynésie française ; Perpignan)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Touboul, Claire Hellio, Isabelle Bonnard, Christophe Calvayrac, Yves Brunel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Touboul, Claire Hellio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bioherbicides

Microalgues

Biomolécules actives

Métabolomique

Mots clés libres

Composés bio-Actifs

Métabolomique

Déréplication

Réseaux de similarités spectrales

Micro-Algues

Bio-Herbicide

Bioactive coumpounds

Métabolomic

Dereplication

Molecular networking

Microalgae

Bioherbicide

Résumé

Face aux préoccupations du grand public sur l’utilisation des pesticides de synthèse, la législation Européenne incite au développement de nouvelles stratégies afin d’évaluer et de limiter les impacts potentiels des différentes pratiques agriculturales sur l’environnement. Ainsi, le développement de nouvelles approches telles que l’utilisation de produits de bio-contrôle est en plein essor. Dans ce contexte, la biomasse issue de la production de micro-algues est une alternative à mettre en avant. En effet, les micro-algues constituent, au sein du milieu marin, une source variée de molécules bioactives. Les métabolites issus de ces dernières sont actifs sur une très large gamme de cibles biologiques et peuvent être valorisés de diverses manières : bio-pesticide, cosmétique, pharmaceutique, etc. Le projet « ALL DREAM » a pour but de développer un outil innovant adapté à l’analyse de la diversité chimique des micro-algues et à l’évaluation de leur potentiel comme agent de bio-contrôle et plus précisément de bio-herbicide. Ce projet propose « d’unir des analyses d’empreintes chimiques et des cartes de diversité moléculaire établies par l’étude des réseaux de similarités spectrales ». Pour réaliser ce projet, un panel très varié de micro-algues a été cultivé et récolté au sein de l’entreprise GreenSea. Une centaine d’extraits ont été généré au CRIOBE à partir des micro-algues et soumis à des tests in vitro selon le savoir-faire de l’entreprise Akinao dans le but de mettre en évidence des candidats à forte activité sur une cible spécifique : le système photosynthétique. Une étude métabolomique est réalisée afin de révéler les biomarqueurs responsables de l’activité. En parallèle, les extraits actifs sont analysés à l’aide d’un outil innovant : le Méta-BIO-Guidage combinant empreintes chimiques et tests biologiques. Grace à cette approche, une souche originale a pu être sélectionnée selon plusieurs critères afin d’être testée en tant que potentiel bio-herbicide sur deux plantes modèles : Amaranthus caudathus et Poa annua.

Faced with the concerns of the public on the use of synthetic pesticides, European legislation encourages the development of new strategies to evaluate and limit the potential impacts of different agricultural practices on the environment. Thus, the development of new approaches such as the use of bio-control products is booming. In this context, biomass from the production of microalgae is an alternative to be put forward. Indeed, microalgae constitute, within the marine environment, a varied source of bioactive molecules. The metabolites derived from them are active on a very wide range of biological targets and can be used in various ways: bio-pesticide, cosmetics, pharmaceuticals, etc. The aim of the "ALL DREAM" project is to develop an innovative tool adapted to the analysis of the chemical diversity of microalgae and to the evaluation of their potential as a bio-control agent and more precisely as a bio-herbicide. This project proposes to combine the search for active molecules by bio-guidance coupling liquid chromatography and biological tests, with metabolomic approaches and molecular diversity maps established by the study of spectral similarity networks To carry out this project, a very varied panel of microalgae was cultivated and harvested within the GreenSea company. About a hundred extracts were generated at the CRIOBE laboratory from micro-algae and submitted to in vitro tests according to the expertise of the company Akinao in order to highlight candidates with strong activity on a specific target: the photosynthetic system. A metabolomic study is carried out in order to reveal the biomarkers responsible for the activity. In parallel, the active extracts are analyzed using an innovative tool: the Meta-BIO-Guiding combining chemical fingerprints and biological tests. Thanks to this approach, an original strain could be selected according to several criteria in order to be tested as a potential bio-herbicide on two model plants: Amaranthus caudathus and Poa annua.