Etude de la production de pigments naturels par voie microbiennes lors du fractionnement de la biomasse lignocellulosique
Employeur: Université Reims Champagne Ardennes
Ecole Doctorale : Ecole Doctorale ABIES – AgroParisTech (http://www2.agroparistech.fr/abies/)
Début de la thèse et durée : Octobre 2019 pour 3 ans
Contexte
Parmi les métabolites secondaires émergents, le marché des pigments naturels est en voie d’expansion. En effet, la demande industrielle pour ceux-ci a atteint 10 milliards de tonnes en 2017 avec également une hausse économique de ce secteur financier estimée à 1,4 milliards de dollars en 2018, ceci uniquement pour le sous marché des bêta-carotènes. Les pigments peuvent être extraits à partir de végétaux ou de minéraux, produits par synthèse chimique ou par voie microbienne. Les pigments microbiens possèdent différentes fonctions pour les microorganismes qui les produisent : protection contre le rayonnement UV acquisition de nutriments ou d’énergie par photosynthèse et peuvent être utilisés dans les secteurs de la médecine, des cosmétiques, des bio-indicateurs de pollution ou en tant qu’agents anti-microbiens.
A l’heure actuelle, le prix de production des pigments naturels reste élevé de par le fort prix des milieux synthétiques riches nécessaires pour les cultures microbiennes ; des efforts ont été cependant réalisés afin de réduire le coût de production de ces pigments. Dans ce contexte, l’utilisation de biomasses lignocellulosiques, abondamment disponibles et peu onéreuses constitue un intérêt pour la production microbienne de métabolites.
Les microorganismes capables de produire des pigments microbiens sont ubiquistes et sont retrouvés majoritairement dans les sols ; cependant, de nouvelles niches écologiques (océan, désert) ont été étudiées afin de cibler une grande diversité de production de pigments par les microorganismes. Ces pigments microbiens sont produits principalement et historiquement dans le domaine industriel par des souches fongiques mais des souches bactériennes aux multiples avantages (tel un temps de vie et donc de production plus court) sont également utilisées.
Objectifs scientifiques
Ce projet aura pour objectif de développer des approches de biotechnologies blanches innovantes pour répondre à des problématiques actuelles en lien avec la bioraffinage du végétal pour la production de molécules à haute valeur ajoutée. Ainsi, le projet visera à étudier la capacité de souches bactériennes et fongiques (précédemment caractérisées dans la littérature) à produire des pigments d’intérêt par croissance sur des substrats lignocellulosiques. La caractérisation et possible découverte de nouveaux pigments d’intérêt seront étudiées par des approches de métabolomique.
Le projet permettra donc : (a) d’étudier la culture de souches microbiennes ayant un potentiel de production de pigments naturels à partir de co-produits agricoles abondants, (b) de maitriser les cultures de souches les plus intéressantes afin d’optimiser la production des pigments, (c) d’étudier une approche par co-cultures permettant une production de pigments par des souches fonctionnellement dédiées soit au fractionnement des lignocelluloses soit à la production de métabolites avec pour objectif d’obtenir une complémentarité fonctionnelle, (d) de développer des procédés microbiens pour la production de molécules d’intérêt à partir de lignocelluloses en alternative à la production chimique de pigments à partir de ressources non renouvelables et (e) de comprendre mécanistiquement la production de pigments lors du fractionnement de la lignocellulose.
Dissémination et valorisation des résultats
L’ensemble des résultats obtenus lors de ce projet sera présenté lors de congrès nationaux et internationaux et fera l’objet de publication dans des journaux à facteur d’impact élevé.
Encadrants :
NOM : BESAURY Prénom : Ludovic
NOM : REMOND Prénom : Caroline
Unité/Structure d’appartenance : Chaire AFERE-UMR FARE (Fractionnement AgroRessources Environnement ; https://www6.nancy.inra.fr/fare/), Université Reims Champagne Ardennes
Adresse postale : 2 Esplanade Roland Garros BP 224 51686 Reims Cedex 2
Coordonnées :
ludovic.besaury@univ-reims.fr ; +33 (0)3 26 77 35 66
caroline.remond@univ-reims.fr ; +33 (0)3 26 77 36 52
Mots-clés
Biotechnologie, microbiologie, métabolites secondaires, pigments naturels, lignocellulose, fractionnement, transcriptomique, métabolomique
Profil du candidat :
Un étudiant, de formation en Biologie avec de très solides bases en Microbiologie et une bonne maitrise des outils de et/ou d’analyses omiques et/ou de chimie analytique. Etudiant ayant une très grande motivation, un bon sens relationnel, sachant travailler en équipe, avec une curiosité scientifique avérée et un sens de l’initiative. Capacité rédactionnelle et de synthèse et aisance pour communiquer oralement ses résultats scientifiques. Un bon niveau d’anglais oral et écrit sera un plus.
Candidature
Envoyer un CV accompagné d’une lettre de motivation et des attentes, les coordonnées de 2 personnes référentes, et les relevés de notes de Master (M1 & M2), à ludovic.besaury@univ-reims.fr et caroline.remond@univ-reims.fr avant le 7 juin 2019.
