Axe 1

Axe 1 : Biogénèse et structuration

des polysacchrarides d’origine marine

 

    Le récent développement de méthodes d’imagerie cellulaire à l’aide de sondes fluorescentes permet d’aborder aujourd’hui l’étude de l’organisation in situ des polysaccharides d’origine terrestre ou marine et d’observer leurs rôles et la mise en place au cours du développement des cellules. En s’appuyant sur les informations contenues dans les génomes complets des microalgues marines nouvellement obtenus, ces études permettront d’obtenir une vision compréhensive et globale de l’évolution de l’ensemble des polysaccharides des organismes eucaryotes.

    L’identification, la purification et l’analyse structurale fine de polysaccharides, quelle que soit leur origine, est toutefois toujours d’actualité, surtout pour l’identification des polysaccharides minoritaires et plus rares (collaboration avec BIA, INRA Nantes) mise en évidence par les méthodes d’imagerie. Les enzymes spécifiques de la dégradation de ces polysaccharides, étudié dans l’axe 2 de ce projet, pourront servir ici comme précieux outils pour l’analyse structurale fine des polysaccharides. Par ailleurs, des études seront menées afin de synthétiser par voie chimique des motifs oligosaccharidiques simples ; ils sont indispensables pour améliorer les techniques d’analyse structurale et seront également utilisés comme substrats d’enzymes pour caractériser leurs activités et synthétiser de nouveaux dérivés glycosidiques (collaboration entre Ifremer et CEISAM).

    La localisation des polysaccharides au moyen des sondes immunofluorescentes adaptées est importante pour comprendre l’organisation, la diversité et la complexité in situ des polysaccharides dans les parois des végétaux et des algues et leur évolution dans le temps et l’espace. De telles approches reposent sur le développement de sondes spécifiques capables d’identifier la nature des polysaccharides et leur microhétérogénéité à l’échelle de la cellule. Alors que de nombreuses sondes existent déjà pour les polysaccharides d’origine terrestre, ceux spécifiques des polysaccharides marins sont encore à mettre en place. Les outils de reconnaissance des Glycanes développés dans l’axe 3 (glyco-reconnaissance) trouveront donc une utilisation évidente dans cet axe. De telles approches, développés surtout par le LBI2M de Roscoff, sont également étendues à l’étude de la formation des biofilms et du rôle de polysaccharides dans la formation de ces biofilms (collaboration avec le LBCM de Lorient). L’objectif est de comprendre le rôle des sucres dans les phénomènes de biofilm sur des surfaces biotiques et ainsi, par exemple, étudier le rôle des sucres membranaires dans le déterminisme de la symbiose bactérienne chez les spongiaires. Pour cela, des supports sont greffés par des oligosaccharides d’origine algale afin de modéliser la surface biotique d’organismes marins et d’étudier en retour les réponses des bactéries formant des biofilms.

    Parallèlement, les approches basées sur le séquençage à haut débit des génomes des bactéries marines à Roscoff et l’Ifremer de Nantes permettent d’envisager d’identifier l’ensemble des acteurs enzymatiques impliqués dans les voies de biosynthèse des exopolysaccharides. Ces travaux pourraient déboucher sur la mise au point de production recombinante d’oligo- ou polysaccharides sulfatés originaux par des approches de biologie synthétique (collaboration entre Roscoff et l’IFREMER). A plus court terme, l’identification des enzymes du métabolisme des organismes producteurs de polysaccharides (bactéries, microalgues), permettra de simuler les flux de carbone en fonction des conditions de fermentation en réacteurs et ainsi optimiser la production de exo-polysaccharides d’origine marine (collaboration entre Roscoff et le GEPEA).

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