Les gouttelettes lipidiques végétales dans le rétablissement post-stress (ANR RecovOil)
(contact : S. D'andréa)
Bien que les changements climatiques mondiaux affectent considérablement le rendement des récoltes agricoles, notre compréhension des mécanismes cellulaires impliqués dans la tolérance des plantes aux stress environnementaux demeure encore limitée. L’accumulation transitoire de triacylglycérols (TAG) dans les gouttelettes lipidiques (GL) est un mécanisme cellulaire considéré comme essentiel dans l’adaptation au stress. Chez les plantes, un large éventail de stress environnementaux, dont la chaleur et la carence en azote, induisent l'accumulation de TAG et la prolifération des CL. Mais par quelles voies, lipolyse ou lipophagie, sont dégradés ces lipides et comment contribuent-ils à l’homéostasie membranaire et énergétique ? Coexiste-t-il au sein des cellules des populations distinctes de GL avec des fonctions spécifiques associées à la fourniture d’énergie ou au remodelage des membranes et organites ?
Le projet RecovOil propose un programme expérimental transdisciplinaire afin d'aborder ces questions et élucider les fonctions des GL lors de la récupération post-stress. Le projet vise notamment à caractériser les mécanismes de remobilisation des GL et leur importance dans la tolérance des plantes aux stress, en déterminant si ces mécanismes sont spécifiques du type de stress (chaleur vs carence en azote) et du stade de développement (jeunes plantes adultes vs jeunes plantules) ?. Ce projet contribuera ainsi à mieux comprendre comment les plantes s’adaptent aux stress environnementaux, une question cruciale dans le contexte actuel des changements climatiques mondiaux.
Collaboration Laboratoire de biogenèse membranaire (LBM)
Cameline, une ancienne espèce oléagineuse et un modèle de recherche translationnelle (Projet européen UNTWIST)
(contact J.D. Faure)
(contact : S. D'andréa)
Bien que les changements climatiques mondiaux affectent considérablement le rendement des récoltes agricoles, notre compréhension des mécanismes cellulaires impliqués dans la tolérance des plantes aux stress environnementaux demeure encore limitée. L’accumulation transitoire de triacylglycérols (TAG) dans les gouttelettes lipidiques (GL) est un mécanisme cellulaire considéré comme essentiel dans l’adaptation au stress. Chez les plantes, un large éventail de stress environnementaux, dont la chaleur et la carence en azote, induisent l'accumulation de TAG et la prolifération des CL. Mais par quelles voies, lipolyse ou lipophagie, sont dégradés ces lipides et comment contribuent-ils à l’homéostasie membranaire et énergétique ? Coexiste-t-il au sein des cellules des populations distinctes de GL avec des fonctions spécifiques associées à la fourniture d’énergie ou au remodelage des membranes et organites ?
Le projet RecovOil propose un programme expérimental transdisciplinaire afin d'aborder ces questions et élucider les fonctions des GL lors de la récupération post-stress. Le projet vise notamment à caractériser les mécanismes de remobilisation des GL et leur importance dans la tolérance des plantes aux stress, en déterminant si ces mécanismes sont spécifiques du type de stress (chaleur vs carence en azote) et du stade de développement (jeunes plantes adultes vs jeunes plantules) ?. Ce projet contribuera ainsi à mieux comprendre comment les plantes s’adaptent aux stress environnementaux, une question cruciale dans le contexte actuel des changements climatiques mondiaux.
Collaboration Laboratoire de biogenèse membranaire (LBM)
Cameline, une ancienne espèce oléagineuse et un modèle de recherche translationnelle (Projet européen UNTWIST)
(contact J.D. Faure)
Le groupe DECLIC a développé plusieurs projets de recherche en recherche translationnelle pour développer un nouveau modèle de culture des oléagineux dans le cadre
d'une agriculture plus durable. Camelina sativa est une ancienne espèce oléagineuse européenne présentant un profil en huile riche en acide gras polyinsaturés cultivées et pouvant être cultivées dans des conditions très variées du fait de son importante tolérance aux stress abiotique et biotique.
Concevoir de nouveaux profils d'huile chez Camelina : de l'ingénierie métabolique à l'évaluation au champ. L'impact de la réduction des acides gras polyinsaturés
sur le développement des plantes et la réponse au stress est un champ de recherche d'intérêt dans le cadre du
changement climatique. Des approches de biologie synthétique sont également en cours pour canaliser des acides gras spécifiques dans
l'huile. Il s'agit de stratégies innovantes combinant l'amélioration du métabolisme par multiplex CRISPR et l'assemblage enzyma
tique synthétique. L'objectif principal est de produire des plantes de caméline avec des profils d'acides gras pour de nouveaux usages avec des lipides adaptés.
Concevoir des Camélines à floraison précoce. Le court cycle de vie de la caméline ouvre des possibilités particulièrement intéressantes de double culture qui auraient des avantages agro-écologiques positifs : par exemple réduire l'érosion des sols; augmenter l'agrobiodiversité. La combinaison d'approches de sélection traditionnelle et de mutagenèse par CRISPR a permis d'identifier plusieurs nouvelles lignées de caméline à floraison précoce sont en cours d’évaluation dans diverses conditions de culture (Bellec et al. 2022).
Concevoir des Camélines à floraison précoce. Le court cycle de vie de la caméline ouvre des possibilités particulièrement intéressantes de double culture qui auraient des avantages agro-écologiques positifs : par exemple réduire l'érosion des sols; augmenter l'agrobiodiversité. La combinaison d'approches de sélection traditionnelle et de mutagenèse par CRISPR a permis d'identifier plusieurs nouvelles lignées de caméline à floraison précoce sont en cours d’évaluation dans diverses conditions de culture (Bellec et al. 2022).
Comprendre la resistance au stress hydrique de la cameline. Ce projet est mené
dans le cadre d’un consortium européen UNTWIST qui a pour objectif de caractériser les mécanismes de tolérance à la sécheresse en utilisant la diversité génétique observés chez la cameline ainsi que des approches de multi-omiques dans des conditions de culture controllées comme en plein champ. Le projet a pour objectif des développer des modèles prédictifs et des
biomarqueurs associés à cette tolérance. Notre équipe contribue aussi à augmenter cette diversité génétique en développant de nouvelles lignées recombinantes qui permettront de valider les modèles.
Devenir des lipides d'intérêt nutritionnel omégas‐3 et 6 de la cameline dans des procédés de fermentation (projet fédérateur AgroParisTech CALIFE)
(Contact M. Froissard)
L'explosion de la demande sociétale pour une alimentation plus saine et durable, en particulier incluant plus de végétal, nécessite de diversifier l'offre et de développer de nouveaux produits. L’innovation dans le domaine des alternatives aux produits laitiers doit proposer des solutions avec des qualités sanitaires, nutritionnelles et organoleptiques optimales. Elle doit également prendre en compte la durabilité des procédés de transformation, les filières de productions et le consommateur. La cameline, est utilisée depuis peu par les agriculteurs locaux du Plateau de Saclay et de la Plaine de Versailles dans leurs itinéraires techniques pour son intérêt dans la transition agroécologique et pour la richesse de ses graines en acides gras d'intérêt nutritionnel, les omegas‐3 et omégas‐6. Mais la cameline manque de débouchés pour ses productions.
La fermentation est un procédé de transformation très ancien. De plus, c’est un procédé peu énergivore qui permet de stabiliser le produit et donc d’augmenter sa durée de vie. La fermentation permet également d’améliorer les qualités sensorielles de matière végétale fermentée. La cameline possède des composés qui donnent des notes de chou rave, souvent perçues négativement par le consommateur. La fermentation de la cameline est donc une approche innovante qui pourrait permettre de diversifier les substituts aux produits laitiers et de moduler les notes aromatiques de chou.
En collaboration avec l’équipe CoMiAl de l’UMR SayFood nous souhaitons développer et caractériser au niveau nutritionnel et sensoriel des produits fermentés de type « yaourt » ou « fromage frais » à partir de matrices 100% végétales à partir de graines de cameline.
Ingénierie de la gouttelette lipidique
(Contact M.Froissard)
(Contact M. Froissard)
L'explosion de la demande sociétale pour une alimentation plus saine et durable, en particulier incluant plus de végétal, nécessite de diversifier l'offre et de développer de nouveaux produits. L’innovation dans le domaine des alternatives aux produits laitiers doit proposer des solutions avec des qualités sanitaires, nutritionnelles et organoleptiques optimales. Elle doit également prendre en compte la durabilité des procédés de transformation, les filières de productions et le consommateur. La cameline, est utilisée depuis peu par les agriculteurs locaux du Plateau de Saclay et de la Plaine de Versailles dans leurs itinéraires techniques pour son intérêt dans la transition agroécologique et pour la richesse de ses graines en acides gras d'intérêt nutritionnel, les omegas‐3 et omégas‐6. Mais la cameline manque de débouchés pour ses productions.
La fermentation est un procédé de transformation très ancien. De plus, c’est un procédé peu énergivore qui permet de stabiliser le produit et donc d’augmenter sa durée de vie. La fermentation permet également d’améliorer les qualités sensorielles de matière végétale fermentée. La cameline possède des composés qui donnent des notes de chou rave, souvent perçues négativement par le consommateur. La fermentation de la cameline est donc une approche innovante qui pourrait permettre de diversifier les substituts aux produits laitiers et de moduler les notes aromatiques de chou.
En collaboration avec l’équipe CoMiAl de l’UMR SayFood nous souhaitons développer et caractériser au niveau nutritionnel et sensoriel des produits fermentés de type « yaourt » ou « fromage frais » à partir de matrices 100% végétales à partir de graines de cameline.
Ingénierie de la gouttelette lipidique
(Contact M.Froissard)
Depuis 20 ans, la recherche sur les gouttelettes lipidiques (GL) est en plein essor. En effet, le dysfonctionnement de ces organites cellulaires est associé à des maladies comme le diabète, certaines myopathies, la stéatose hépatique ou certaines infections virales. De plus, les lipides contenus dans les GL sont des molécules importantes pour le secteur alimentaire (huiles végétales), la chimie verte (biodiesel) et l’industrie cosmétique (savons, crèmes contenant des huiles végétales). Ces GL, composées majoritairement de lipides, contiennent également des protéines à leur surface. Certains points clefs du processus de biogenèse des GL restent mal connus dont (1) les mécanismes de géolocalisation et d'assemblage des sites de formation des GL au sein de RE et (2) Les changements structuraux et les domaines protéiques permettant le passage des protéines de la bicouche membranaire du RE vers la monocouche de phospholipides des GL.
L'équipe produit des gouttelettes lipidiques (GL) fonctionnalisées dans la levure, les feuilles de tabac et la graine de cameline pour de la production de protéines recombinantes et de la vectorisation transcutanée ou par voie orale. L'association des protéines recombinantes à la surface des GL permet une purification des produits d'intérêt par extraction aqueuse et flottaison, plus respectueuse de l'environnement et des produits d'intérêt que certaines technologies conventionnelles de production de protéines utilisant des produits dénaturants, des détergents, des solvants ou une étape de chauffage. Cette technologie nécessite d'obtenir une bonne association des protéines avec les GL in vivo. Pour cela, une connaissance pointue et une maîtrise des mécanismes cellulaires d'adressage et d'association à la surface des GL est nécessaire.
En cours :
Etude Intégrative de l'interaction capside virale/gouttelette lipidique en système hétérologue. Thèse D. Rapoport, co-direction INRAE/SOLEIL. Collaboration Virologie et Immunologie Moléculaire (VIM, INRAE)
L'équipe produit des gouttelettes lipidiques (GL) fonctionnalisées dans la levure, les feuilles de tabac et la graine de cameline pour de la production de protéines recombinantes et de la vectorisation transcutanée ou par voie orale. L'association des protéines recombinantes à la surface des GL permet une purification des produits d'intérêt par extraction aqueuse et flottaison, plus respectueuse de l'environnement et des produits d'intérêt que certaines technologies conventionnelles de production de protéines utilisant des produits dénaturants, des détergents, des solvants ou une étape de chauffage. Cette technologie nécessite d'obtenir une bonne association des protéines avec les GL in vivo. Pour cela, une connaissance pointue et une maîtrise des mécanismes cellulaires d'adressage et d'association à la surface des GL est nécessaire.
En cours :
Etude Intégrative de l'interaction capside virale/gouttelette lipidique en système hétérologue. Thèse D. Rapoport, co-direction INRAE/SOLEIL. Collaboration Virologie et Immunologie Moléculaire (VIM, INRAE)
Responsable :
Marine Froissard