La chaire d’excellence «Étude et valo­ri­sa­tion du méta­bo­lisme végé­tal» pro­pose d'utiliser le méta­bo­lisme végé­tal pour le mettre au ser­vice de l'industrie et du déve­lop­pe­ment économique.

Positionnement dans la stratégie régionale

Ensei­gnant res­pon­sable de la chaire : Adrian Tronsco-Ponce

La stra­té­gie de spé­cia­li­sa­tion intel­li­gente de la région Hauts-de-France fixe 5 enjeux majeurs pour la région dont 3 par­mi les­quels la créa­tion de la chaire fait sens : favo­ri­ser l'élévation des savoirs et des com­pé­tences, confor­ter et déve­lop­per les filières et les dyna­miques d'excellence et ren­for­cer l'attractivité des territoires. 

La créa­tion de la chaire "Étude et valo­ri­sa­tion du méta­bo­lisme végé­tal" se place dans le cadre de la "Spé­cia­li­sa­tion 1. Bioé­co­no­mie et bio­raf­fi­ne­rie ter­ri­to­ria­li­sée" de cette stratégie. 

Cette spé­cia­li­sa­tion, pour laquelle les Hauts-de-France ont d'ores et déjà démon­tré leur avance et pos­sèdent des élé­ments dif­fé­ren­ciant cer­tains consti­tue de réelles oppor­tu­ni­tés de crois­sance pour les acteurs régio­naux dans les années à venir et une posi­tion de lea­der pour l'Europe.

Les com­pé­tences déve­lop­pées en bio­tech­no­lo­gies dans les labo­ra­toires des uni­ver­si­tés des Hauts-de-France, ins­pi­rées du vivant, don­nant à des fonc­tions bio­lo­giques une appli­ca­tion indus­trielle, en phase avec le concept de bio­mi­mé­tisme déve­lop­pé éga­le­ment en région ont été mises au ser­vice de la valo­ri­sa­tion des agro­res­sources. En totale cohé­rence avec la feuille de route du pôle IAR et avec celle de Gene­sys, le pro­gramme de recherche de l'ITE PIVERT, la créa­tion de la chaire "Étude et valo­ri­sa­tion du méta­bo­lisme végé­tal" pro­pose d'utiliser le méta­bo­lisme végé­tal pour le mettre au ser­vice de l'industrie et du déve­lop­pe­ment économique.

Environnement scientifique

Héri­tière de trente années d'efforts de la Région Hauts-de-France, la chaire évo­lue­ra dans un envi­ron­ne­ment scien­ti­fique riche struc­tu­ré autour du pôle de com­pé­ti­ti­vi­té Indus­tries et agro­res­sources regrou­pant l'ensemble des acteurs de la chaine de valeur de la bio­raf­fi­ne­rie territorialisée. 

L'UPJV et l'UTC sont au cœur de la recherche aca­dé­mique déve­lop­pée sur cette thé­ma­tique en région, béné­fi­cient de nom­breux par­te­na­riats avec l'ensemble des acteurs et peuvent s'appuyer sur le pôle Indus­tries et agro-res­sources pour inter­agir avec le monde socio-économique.

Effet structurant en région

La mise en place de ce dis­po­si­tif au sein du labo­ra­toire com­mun aux deux éta­blis­se­ments FRE CNRS 3580 Génie en enzy­ma­tique et cel­lu­laire (GEC), agi­ra comme un véri­table accé­lé­ra­teur pour cette uni­té en per­met­tant, d'une part, d'installer en région un titu­laire de chaire "senior" recon­nu dans son domaine – ren­fort néces­saire et géné­ra­teur d'attractivité pour le labo­ra­toire mais éga­le­ment pour l'UPJV et la région -, et, d'autre part, à l'UTC, de pré­pa­rer l'avenir avec un titu­laire de chaire "junior" au pro­fil ori­gi­nal per­met­tant de se dif­fé­ren­cier de l'existant et d'avoir une approche inno­vante des sujets traités. 

Cette chaire aura natu­rel­le­ment un effet struc­tu­rant pour le labo­ra­toire, mais dif­fu­se­ra éga­le­ment à l'échelle des éta­blis­se­ments via le déve­lop­pe­ment d'interactions recherche et for­ma­tion avec les acteurs locaux. L'apport de nou­velles com­pé­tences en recherche aura pour consé­quence d'augmenter la com­pé­ti­ti­vi­té des éta­blis­se­ments dans les appels à pro­jets du pro­gramme Gene­sys par exemple, mais éga­le­ment pour les appels à pro­jets natio­naux et inter­na­tio­naux. D'un point de vue de la for­ma­tion, cela doit per­mettre de ren­for­cer le mon­tage de for­ma­tions com­munes comme le mas­ter men­tion Chi­mie ou encore la licence pro­fes­sion­nelle "Bio­raf­fi­ne­rie du végé­tal à voca­tion non-ali­men­taire".

Les actions de recherche

Les objec­tifs des tra­vaux de recherche de la chaire sont mul­tiples. Tout d'abord d'un point de vue scien­ti­fique, il s'agit de déve­lop­per une approche ori­gi­nale par rap­port au poten­tiel scien­ti­fique exis­tant, tant sur le point des thé­ma­tiques que sur le point de l'approche scien­ti­fique du pro­blème posé. D'autre part, cela doit per­mettre au labo­ra­toire d'augmenter son niveau de publi­ca­tion tant en termes de quan­ti­té, mais, éga­le­ment en termes de fac­teur d'impact. Cela aura pour consé­quence directe d'augmenter la visi­bi­li­té du labo­ra­toire et des uni­ver­si­tés de la région. 

Chaire senior

Le déve­lop­pe­ment de la bio raf­fi­ne­rie ter­ri­to­riale basé sur la valo­ri­sa­tion de la bio­masse, en par­ti­cu­lier de la res­source végé­tale, néces­site une éva­lua­tion des stra­té­gies de frac­tion­ne­ment en lien avec les dif­fé­rentes res­sources. Chaque com­po­sant de la res­source doit être extrait et valo­ri­sé selon les besoins indus­triels en vue de la trans­for­ma­tion en pro­duits finaux. Cepen­dant, il manque une vision d'ensemble sur les choix des voies de frac­tion­ne­ment et de trans­for­ma­tion d'un point de vue molé­cu­laire, en rela­tion à la fois avec les dif­fé­rentes res­sources et les poten­tiels de valo­ri­sa­tion dans les domaines tels que la chi­mie, la cos­mé­to­lo­gie, la san­té, l'énergie, l'alimentation humaine et ani­male, et autres. 

Le ques­tion­ne­ment porte à la fois sur les solu­tions pro­po­sées en région comme défi­nies plus haut à la fois par les aca­dé­miques et les déve­lop­pe­ments indus­triels émer­gents. L'extraction et les voies de trans­for­ma­tion ain­si que le poten­tiel de valo­ri­sa­tion des molé­cules res­tent à rai­son­ner sur la base de choix tech­no­lo­giques res­pec­tueux de l'environnement, mais aus­si de la valeur ajou­tée à créer. Il serait inté­res­sant d'établir les spé­ci­fi­ci­tés liées aux dif­fé­rentes res­sources (com­po­si­tion, struc­ture…) en lien avec l'intérêt de valo­ri­sa­tion de la res­source et les poten­tiels des molé­cules extraites. C'est dans cet esprit que le pro­gramme de recherche qui sera déve­lop­pé s'intéressera au déve­lop­pe­ment d'outils de bio­tech­no­lo­gie basé sur l'utilisation et l'optimisation de fonc­tions bio­lo­giques, appli­quées au frac­tion­ne­ment et à la trans­for­ma­tion du végé­tal.

Chaire junior

La com­pré­hen­sion du méta­bo­lisme végé­tal est aujourd'hui un enjeu socié­tal pour les pro­jets visant la pro­duc­tion de molé­cules à haute valeur ajou­tée. Les lipides végé­taux, au tra­vers des dif­fé­rentes classes de molé­cules qui les consti­tuent, sont un car­re­four méta­bo­lique majeur. De nom­breuses étapes clés du méta­bo­lisme ou des pro­ces­sus d'adaptation phy­sio­lo­gique en sont dépen­dantes. L'implication des mem­branes dans la capa­ci­té des végé­taux à s'adapter à leur envi­ron­ne­ment est aujourd'hui bien docu­men­tée. En effet, de nom­breuses études ont démon­tré que la nature des lipides com­po­sant les mem­branes est direc­te­ment influen­cée par de nom­breux fac­teurs jouant ain­si sur les pro­prié­tés phy­si­co-chi­miques mem­bra­naires.

Para­doxa­le­ment, bien que ces lipides soient la matrice d'enzymes trans­mem­bra­naires, dont les acti­vi­tés sont essen­tielles au méta­bo­lisme lipi­dique, peu d'études s'intéressent à l'impact des modi­fi­ca­tions de la mem­brane sur leur acti­vi­té ain­si que sur les flux géné­rés. De la même manière, très peu de connais­sances sont acquises sur les méca­nismes de régu­la­tion du méta­bo­lisme iden­ti­fiés comme points limi­tants dans l'accumulation des réserves. 

Deux volets d'étude sont ici pro­po­sés. Il s'agit, d'une part, d'étudier l'impact de la com­po­si­tion lipi­dique des mem­branes sur les acti­vi­tés enzy­ma­tiques clés de la mise en réserve des végé­taux et, d'autre part, d'analyser les pro­ces­sus de régu­la­tion des acti­vi­tés enzy­ma­tiques impli­quées dans le méta­bo­lisme végé­tal. Ces tra­vaux vise­ront à mieux com­prendre la syn­thèse des formes de réserve de la plante pour ain­si accu­mu­ler des connais­sances exploi­tables dans l'amélioration des semences. À plus long terme, par une meilleure maî­trise du fonc­tion­ne­ment des enzymes trans­mem­bra­naires, ce savoir pour­ra être valo­ri­sé dans dif­fé­rents domaines tou­chant aux biotechnologies. 

Tout en appor­tant un regard nova­teur sur les pro­ces­sus de régu­la­tion méta­bo­lique végé­taux, cette acti­vi­té de recherche ren­for­ce­ra les liens entre deux domaines d'expertise du labo­ra­toire GEC : l'étude du méta­bo­lisme des plantes oléa­gi­neuses et les modèles bio­mi­mé­tiques membranaires.

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