La recherche sur les biotechnologies bleues: du monde universitaire à la sphère industrielle
Les diatomées sont des algues unicellulaires silicifiées de petite taille présentes en abondance dans presque tous les habitats aquatiques. La diatomée Haslea ostrearia est considérée comme une espèce ubiquiste dite tychopélagique vivant dans les eaux chaudes et tropicales. H. ostrearia est unique en son genre du fait de sa couleur bleuâtre extraplastidiale, due à la présence d’un pigment bleu hydrosoluble à l’apex des cellules, à savoir la marennine. Une fois libérée dans l’eau de mer, la marennine peut se fixer sur les branchies des bivalves, qui deviennent vertes. Cette transformation est exploitée sur le plan économique dans l’aquaculture des bivalves, car elle apporte une valeur ajoutée aux produits de la mer, tandis que ce pigment naturel peut être utilisé dans la production alimentaire ou cosmétique. Fort du soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet GHaNA a examiné la biodiversité des diatomées appartenant au genre Haslea aux fins d’applications en biotechnologie bleue.
Tirer le meilleur parti de l’écophysiologie d’Haslea pour des produits à forte valeur ajoutée
GHaNA a étudié les efflorescences naturelles d’Haslea bleue dans l’océan Atlantique (Caroline du Nord, États-Unis), en mer Méditerranée (Corse, France) et en mer Adriatique (Croatie), ce qui devrait contribuer à la conception de photobioréacteurs spéciaux. Il s’est tout particulièrement intéressé au criblage des surnageants et de la biomasse des cultures de microalgues, ainsi qu’à l’extraction, à la purification et à l’identification de la structure chimique de composés de grande valeur. Le projet a gagné une meilleure connaissance de la diversité du genre, grâce notamment à la découverte de nouvelles espèces d’Haslea, quatre bleues et trois non bleues, et à un projet de génome de l’espèce H. ostrearia, avec une annotation en cours. Les différents traits autécologiques, de pigmentation et physiologiques des espèces d’Haslea, qui habitent dans des zones géographiques très étendues, permettraient d’optimiser leur culture dans des photobioréacteurs (PBR), de prédire les réponses de ces organismes au changement climatique mondial, et ainsi de sélectionner des souches pour des applications solaires PBR particulières. GHaNA a étudié leurs stratégies de photoadaptation et de photoacclimatation en comparant des espèces et des souches du même genre mais originaires de différentes zones géographiques, de l’Arctique à l’Équateur. L’équipe a accompli des progrès dans la conception d’un PBR et la production de marennine grâce à des membranes d’ultrafiltration. Métabolite essentiel pour les applications industrielles, la marennine a été soumise à des tests colorimétriques afin de déterminer sa stabilité au pH, à la lumière et à la température, après avoir été incorporée dans une émulsion destinée à être utilisée comme colorant. GHaNA a également examiné les principales voies de synthèse des terpénoïdes et enzymes chez Haslea. En outre, il a étudié la diversité chimique des isoprénoïdes produits par différentes souches d’Haslea, ainsi que l’influence des facteurs environnementaux et de la répartition géographique sur la composition chimique et les niveaux de production. En plus d’accroître la valeur marchande des bivalves, la marennine présente des propriétés allélopathiques et antimicrobiennes qui pourraient lutter contre les agents pathogènes responsables de la mortalité élevée en ostréiculture, mais aussi dans la culture larvaire de différentes espèces de bivalves. Ces recherches ont jeté un nouvel éclairage sur la structure de la marennine. Un hétéropolysaccharide polydispersé a été associé à un chromophore non caractérisé à ce jour, alors que les effets préventifs et antibactériens de la marennine ont été évalués et appliqués à la production de bivalves en écloseries.
Stimuler la recherche universitaire dans le domaine des biotechnologies bleues et de leurs applications industrielles
«Sur le plan universitaire, les bénéficiaires les plus importants sont évidemment les nombreux CDC qui ont fait l’objet d’un détachement. Forts de cette expérience, ces chercheurs deviendront plus efficaces, mobiles dans différents pays, indépendants et organisés», fait remarquer Jean-Luc Mouget, coordinateur du projet. Les retombées en termes de recherche fondamentale et appliquée amélioreront considérablement le secteur des microalgues en Europe, qui trouvera de potentielles applications biotechnologiques dans les domaines de l’alimentation, de la santé et des biomatériaux. «Cette approche sera examinée plus en profondeur grâce au soutien du nouveau programme européen Réseaux de formation doctorale où une candidature vient d’être soumise», nous informe Jean-Luc Mouget.
Mots‑clés
GHaNA, marennine, Haslea, diatomée, microalgues, biotechnologie bleue, aquaculture, Haslea ostrearia, recherche universitaire
