Une Chaire sur l'étude et la valorisation du métabolisme végétal

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

Enseignant responsable de la Chaire : Adrian Tronsco-Ponce

Positionnement dans la stratégie régionale

La stratégie de spécialisation intelligente de la région Hauts-de-France fixe 5 enjeux majeurs pour la région dont trois 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 "Etude 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 de 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 "Etude 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 coeur de la recherche académique développée sur cette thématique en région et bénéficie de nombreux partenariats avec l'ensemble des acteurs et peut s'appuyer sur le pôle Industries et Agroressources 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 "Transformations et Valorisation des Ressources Naturelles" 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 terme de quantité mais, également en terme 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 chimie, cosmétologie, santé, énergie, alimentation humaine et animale, et autres.

Le questionnement porte à la fois sur les solutions proposées en région comme définie plus haut à la fois par les académiques et les développements industriels émergents. L'extraction et les voies de transformations 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 différents 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, de par les 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 impactée 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 limitant dans l'accumulation des réserves.

Deux volets d'études 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. D'autre part, les processus de régulation des activités enzymatiques impliquées dans le métabolisme végétal seront analysés. 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. A plus long terme, par une meilleure maitrise 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.

La Recherche à l'UTC

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Les Investissements d'Avenir

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