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Captage des énergies renouvelables et récupération des énergies de l’environnement (DS0202)
Edition 2015


SIGNAUXBIONRJ


Manipulation des voies de signalisation de l’énergie afin d’améliorer la production de .lipides chez les eucaryotes photosynthétiques

Produire des précurseurs de biocarburants sans compromettre la croissance des microalgues
Manipulation des voies de signalisation du stress et de l’énergie pour augmenter la production en biocarburants par les microalgues.

Produire des lipides de réserve (TAG) sans compromettre la croissance des microalgues
Le développement des énergies renouvelables est un enjeu majeur pour notre société alors que l’accessibilité aux carburants fossiles est limitée et que les problèmes liés au changement climatiques s’aggravent. Les biocarburants sont une solution prometteuse car ils se basent sur des organismes photosynthétiques qui transforment l’énergie solaire en énergie chimique lors de la photosynthèse, un processus qui capte le CO2 atmosphérique. Les microalgues sont particulièrement intéressantes car elles n’entrent pas en compétition avec l’agriculture et produisent des lipides de réserves, les triacyglycérols (TAG), qui peuvent être transformés en biocarburants dits de 3ème génération.
Cependant, plusieurs verrous technologiques et biologiques limitent la production industrielle de biocarburants par les microalgues. D’un point de vue biologique, la productivité est limitée par le fait que les plus fortes concentrations en TAG sont obtenues en condition de carence nutritive (limitation en azote notamment) qui bloque la croissance et limite le rendement. L’idée de SIGNAUX_BIONRJ est que la manipulation des voies de signalisation du stress et de l’énergie pourrait augmenter l’accumulation de TAG sans compromettre la croissance et ainsi améliorer le rendement des biocarburants de 3ème génération.

Manipulation des voies de signalisation du stress et de l’énergie
Nous étudions comment deux voies de signalisation majeures, au niveau du chloroplaste et du cytosol, régulent la balance entre croissance et accumulation de TAG. Dans un premier temps, ces voies de signalisation sont étudiées chez l’eucaryote photosynthétique modèle Physcomitrella patens et chez les diatomées (microalgues). Il s’agira notamment de déterminer des conditions de manipulation (inhibition partielle par voie pharmacologique ou génétique) des voies de signalisation de l’énergie et du stress permettant une forte accumulation de TAG sans compromettre la croissance. Une fois ces conditions établies, une analyse approfondie des modifications de ces voies de signalisation sur la physiologie et les réseaux de régulation de gènes aidera à comprendre comment la production de TAG est régulée. Dans un deuxième temps, le niveau de conservation de ces voies de signalisation sera analysé. Ce projet combine des expertises sur la signalisation, les microalgues, le métabolisme lipidique et l’enzymologie

Résultats

Les premiers résultats sont encore confidentiels mais seront indiqués dès que possible

Perspectives

La caractérisation de conditions permettant une production de TAG sans compromettre la croissance participerai à lever un verrou important pour l’essor des biocarburants de 3ème génération. Suite à ce projet, des expériences en incubateurs de microalgues à grande échelle pourront être développées.

Productions scientifiques et brevets

à venir

Partenaires

CNRS DR12 _UMR7281 Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse_Laboratoire de Bioénergétique et Ingénierie des protéines

LB3M Laboratoire de Bioénergétique et Biotechnologie des Bactéries et des Microalgues, UMR7265

LGBP Laboratoire de Gébétique et Biophysique des Plantes, UMR7265

Aide de l'ANR 512 851 euros
Début et durée du projet scientifique octobre 2015 - 48 mois

Résumé de soumission

Une énergie alternative prometteuse consiste à utiliser des microalgues telles que les diatomées pour produire des biocarburants (lipides) à partir d’énergie solaire. Cependant, les plus fortes concentrations en lipides de réserve, les triacylglycerols (TAG), sont obtenues en condition de carence qui bloque la croissance et limite le rendement. L’idée de SIGNAUX_BIONRJ est que la manipulation des voies de signalisation du stress et de l’énergie pourrait augmenter l’accumulation de TAG sans compromettre la croissance. Nous étudierons comment deux de ces voies de signalisation majeures, au niveau du chloroplaste et du cytosol, régulent la balance entre croissance et accumulation de TAG. Le niveau de conservation de cette régulation sera étudié chez l’eucaryote photosynthétique modèle Physcomitrella patens, pour lequel nous avons des données préliminaires, et chez deux diatomées ; la diatomé marine Phaeodactylum tricornutum et la diatomée d’eau douce Asterionella formosa. Les trois partenaires de ce projet combinent des expertises sur la signalisation, les microalgues, le métabolisme lipidique, l’enzymologie et la transcriptomique. Ce projet aura un impact global dans les domaines des biotechnologies, de la recherche académique et de la formation de jeunes scientifiques et transmettra au public des connaissances dans un domaine essentiel pour la société.

 

Programme ANR : Captage des énergies renouvelables et récupération des énergies de l’environnement (DS0202) 2015

Référence projet : ANR-15-CE05-0021

Coordinateur du projet :
Monsieur Benoit Menand (Laboratoire de Gébétique et Biophysique des Plantes, UMR7265)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.