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Physiologie intégrée des levures d'intérêt industriel
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : biologie intégrative et fonctionnelle, saccharomyces cerevisiae
Question sociétale et finalité, contexte : production scientifique
Démarche, discipline : Biochemistry, Molecular Biology
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Objet d'étude : biologie intégrative et fonctionnelle, saccharomyces cerevisiae
Question sociétale et finalité, contexte : production scientifique
Démarche, discipline : Biochemistry, Molecular Biology
Echelle d'étude : fluxome, génome
Dispositif technique et méthode d'étude : biologie des systèmes, ingénierie métabolique
Phénomène, processus et fonction : diversité fonctionnelle
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- Description détaillée :
La levure Saccharomyces cerevisiae est utilisée depuis des millénaires dans la vinification. Les Afficher la suite
La levure Saccharomyces cerevisiae est utilisée depuis des millénaires dans la vinification. Les souches œnologiques présentent des particularités phénotypiques bien documentées, qui résultent de sélections imposées par le milieu vin et plus récemment par l’homme. Outre son rôle essentiel dans la transformation des sucres en alcool et CO2, elle joue un rôle majeur dans la qualité organoleptique du vin du fait de la production de divers métabolites fermentaires. Améliorer et adapter les propriétés des souches en lien avec les évolutions du marché et des technologies représente un enjeu important pour la filière œnologique, qui nécessite un niveau de connaissance élevé du métabolisme et de la génétique de ces souches et le développement de stratégies d’amélioration innovantes.
Les objectifs de nos recherches visent : à comprendre les processus d’adaptation des souches œnologiques à leur environnement et à identifier les bases de la diversité génétique et métabolique ; à obtenir une vision intégrée, à l'échelle cellulaire, de la physiologie de ces souches. Les recherches sont menées au sein d’une équipe multidisciplinaire intégrant des compétences en physiologie, biologie moléculaire, génétique, génomique et génomique fonctionnelle. Nous mettons en œuvre des approches de biologie des systèmes basées sur l'analyse quantitative de différents niveaux d'information biologique (gène, mRNA, protéine, flux) et sur de la modélisation. Les connaissances physiologiques et génétiques générées permettent à terme de définir des stratégies d'amélioration des souches et d'optimisation des procédés.
Notre activité se décline en trois grands domaines de recherche : (i) l’élucidation des mécanismes d’adaptation des souches à leur environnement et l’identification des bases génétiques des propriétés des souches, (ii) l’étude du fonctionnement du métabolisme et de sa diversité (iii) le développement de stratégies innovantes d’amélioration des souches. Les principales actions de recherche en cours s’articulent autour des thèmes suivants : séquençage et analyse comparative du génome de levures œnologiques et de levures issues de niches anthropiques ; identifications des bases génétiques des différences d'expression génique et des traits phénotypiques (QTL) par approches combinant la génétique classique et analyses globales d'expression et de contenu génétique; étude du fonctionnement du métabolisme redox par des approches de modélisation et d’analyse globale de la réponse à des perturbations ciblées ; étude de la diversité métabolique (principaux sous-produits, arômes) par des approches de phénotypage haut débit et d'analyse des flux métaboliques (traçage isotopique, modèles stœchiométriques); réorientation du métabolisme pour augmenter ou minimiser la production de sous-produits fermentaires (rendement en éthanol, production de sulfites etc), en combinant des approches d’adaptation évolutive, ingénierie réverse ou hybridation assistée par marqueurs.
Principaux résultats : Mise en évidence de plusieurs évènements de transferts de gènes ayant façonné le génome des levures œnologiques, jouant un rôle dans l’adaptation de ces souches à leur environnement ; identification d’allèles contrôlant les performances fermentaires et les propriétés métaboliques des souches ; obtention de souches évoluées présentant de nouvelles propriétés aromatiques et de faibles besoins en azote ; mise en évidence d’une forte diversité métabolique au sein de l’espèce S. cerevisiae et identification de traits discriminants les souches selon leur origine ; développement d’un modèle stœchiométrique du métabolisme fermentaire.
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- Champs de rattachement :
 

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