Le laboratoire du Glyco-MEV, dirigé par les Professeurs P. Lerouge et A. Driouich, est un laboratoire de recherches dans le monde académique et industriel.
Il a comme spécialité la glycobiologie dans le domaine des sciences végétales. En effet, dans ces locaux, les travaux sont axés sur les glycomolécules au niveau de la cellule végétale. L'Equipe y étudie d'une part la structure, la biosynthèse, les modifications, la fonction des glycomolécules au sein de la cellule et d'autre part les principes actifs associés aux glycomolécules dans différents domaines : la santé, la pharmacologie, la comestique et l'agronomie.
Les recherches effectués sont réparties autour de ces thématiques suivantes :
L'agroécologie est une discipline scientifique émergente. Son but est de permettre une meilleure
gestion des ressources naturelles au sein d'un environnement défavorable au bénéfice des plus
démunis, un thème très actuel. Au laboratoire Glyco-MEV, un sujet de thèse symbolise bien cette
discipline par la participation au projet de la Grande Muraille Verte.
Sujet de thèse du Doctorant Alexis Carreras :
Interactions biotiques au sein de la rhizosphère du
dattier du désert, essence ligneuse de la grande muraille verte.
Balanites aegyptiaca, aussi appelé dattier du désert, est l’une des essences ligneuses choisie pour le
reboisement de la zone sub-saharienne de la grande muraille verte (GMV). Ce projet consistera à
créer une bande forestière traversant le continent africain et permettra de diminuer l'avancée du
désert sur les terres agricoles sub-sahariennes. Cette essence présente une capacité de survie
remarquable aux milieux arides et semi-arides, notamment due à la morphologie de ses systèmes
aérien et racinaire. Afin d’appréhender les effets biologiques de ce ligneux sur le site de la GMV, la
caractérisation fine des interactions biotiques au sein de la rhizosphère du dattier du désert est
envisagée dans ce projet par des approches microscopiques, microbiologiques et biochimiques
multi-échelles.
Financement : CNRS.
Cette discipline répond à l'étude des relations entre plantes cultivées, le sol, le climat et les
techniques de culture : la recherche scientifique des processus concernant l'agriculture. Un sujet
d'étude du laboratoire se focalise sur l'analyse du tube pollinique comme modèle d'étude pour
comprendre comment la paroi végétale est synthétisée. Ces études permettront aussi de mieux
comprendre les processus physiologiques impliqués lors de la fécondation et de la production de
graine.
Sujet de thèse du doctorant Jeremy Dehors: Etude ayant pour but la compréhension des mécanismes cellulaires, et en particulier le rôle du calcium ainsi que des espèces réactives de l'oxygène, dans la germination du grain de pollen et la croissance du tube pollinique, afin de mieux comprendre la signalisation cellulaire impliquée au cours de la reproduction sexuée chez les plantes.
Ce projet de recherche fondamentale vise à long terme, dans un contexte de changement climatique générateur de stress et d'espèces actives de l'oxygène, de mieux comprendre et de mieux anticiper les effets du rechauffement climatique sur les rendements agricoles.
Sujet de la Doctorante Ferdousse Laggoun : Etude de petites molécules sur la croissance polarisée et l'adhésion des tubes polliniques. Cette thèse, en cours de préparation au laboratoire consiste à utiliser des molécules de synthèse pour perturber la croissance du tube pollinique, in vitro. La perturbation de la croissance du tube peut permettre, par exemple, de trouver des traitements qui empêche la formation de graine et obtenir ainsi des fruits sans pépin. Financement : allocation ministerielle.
Sujet de thèse de la Doctorante Marie Dumont (2012-2015): Rôle du rhamnogalacturonane de type II dans
l'élongation cellulaire végétale.
Le rhamnogalacturonane de type II (RG-II) est un polysaccharide complexe de la paroi cellulaire,
cette armure qui protège chaque cellule végétale. Présent en faible proportion, son intégrité
structurale reste néanmoins nécessaire au bon développement de la plante. Grâce à des approches de
génétiques inverses ou encore pharmacologiques, nous essayons de caractériser le rôle du RG-II
dans l'élongation cellulaire.
Sujet de la Doctorante Christelle Leroux (2011-2015): Implication des pectines méthyl-estérases (PME) et de
leurs inhibiteurs (PMEI) au cours de la germination du grain de pollen et de la croissance polarisée
du tube pollinique chez Arabidopsis thaliana. Ce sujet de recherche fondamentale a permis de
mettre en évidence le rôle de certaines enzymes (PME) au cours de la germination du grain de
pollen sur la partie femelle.
Financement : allocation régionale.
Les processus de N-glycosylation et O-glycosylation sont des processus biologiques retrouvés dans
les cellules animales et végétales, ces processus se déroulent dans différents organites cellulaires
(appareil de Golgi, réticulum endoplasmique) afin de produire des glycoprotéines.
Au laboratoire Glyco-MEV, ces glycoprotéines sont synthétisées à partir de micro-algues qui sont
des organismes pour lesquels les processus de glycosylation sont peu connus à ce jour, c'est par
conséquent un véritable challenge.Ces glycoprotéines ont une visée thérapeutique importante
puisque 70% des bio-médicaments aujourd'hui utilisés en thérapie humaine sont des glycoprotéines.
Le but du projet du laboratoire est donc de synthétiser ces glycoprotéines dans les micro-algues afin
de fabriquer des bio-médicaments.
Sujet de thèse du doctorant Pierre-Louis LUCAS : Etude des voies de N-Glycosylation chez les microalgues. La grande majorité des biomédicaments actuellement commercialisés sont des glycoprotéines (protéines sur laquelle sont ajoutés des chaînes glucidiques appelées glycannes) produites par biotechnologie en utilisant des cellules animales comme usine cellulaire. Les coûts élevés de production de ces systèmes ont poussé la communauté scientifique à développer des organismes alternatifs pour la production de ces biomédicaments. Les microalgues ont récemment émergé comme système alternatif de production. Cependant, comme la partie glycannique joue un rôle essentiel dans l’activité biologique et la stabilité des biomédicaments, il est impératif de contrôler l’ajout de glycannes par les microalgues sur les biomédicaments afin d’éviter toute allergie lors de l’injection et d’avoir un médicament actif.
Le sujet de thèse que je développe vise à étudier et caractériser les structures glycanniques majoritairement présentes sur les glycoprotéines de microalgue et à comprendre leur processus de synthèse. Dans le cas d’une glycosylation trop éloignée de l’homme, l’étude cherchera à modifier génétiquement la synthèse des glycannes chez les microalgues afin d’aboutir à des structures humanisées. Financement : allocation ministérielle
Sujet de thèse du Doctorant Clément Ovide : Le sujet de thèse de Clément Ovide porte sur l’Etude de la voie de N-glycosylation et de la
morphogenèse chez la diatomée, Phaeodactylum Tricornutum. Ce travail de thèse est financé par
une allocation d’établissement.
«Mon projet de recherche est basé sur l'étude de la voie de N-glycosylation d'une micro-algue
modèle, Phaeodactylum Tricornutum. Des études récentes ont démontrées que cette micro-algue est
un excellent candidat pour la production de protéines recombinantes à intérêt thérapeutique, ce qui
présente une bonne alternative à la production actuelle réalisée dans des cellules animales qui sont
très coûteuses à cultiver en plus de présenter des risques de transmission de pathogènes. La majorité
de ces protéines thérapeutiques possèdent une glycosylation qui est essentielle à leur bon
fonctionnement. Cependant, cette glycosylation varie en fonction des organismes et certains motifs
peuvent être allergènes pour l'homme. Il est donc nécessaire de comprendre comment se déroule le
processus de glycosylation chez P. tricornutum afin de s'assurer qu'aucun motif immunogène pour
l'homme n'est présent, et dans le cas contraire, de pourvoir humaniser cette voie métabolique. Plus
fondamentalement, cette étude permettra d'apporter aussi des informations sur l'évolution du
processus de glycosylation d'un point de vue phylogénique, car les diatomées appartiennent à un
phylum très éloigné des principaux organismes pour lesquels la glycosylation a été caractérisée.»
Les plantes subissent divers stress, stress biotique et abiotique. Elles ont développé plusieurs
systèmes, assurés par des structures présentes dans les cellules végétales, pour permettre de se
défendre face à des phytopathogènes par exemple. Au sein du laboratoire Glyco-MEV, plusieurs
thèses ont pour but l'étude de la résistance de ces structures ainsi que la recherche de stimulateurs de
la défense des plantes.
Sujet de thèse du doctorant Marc Ropitaux : Le RET (Root Extracellular Trap) : un réseau au cœur de la défense racinaire. Les végétaux font constamment face aux agressions biotiques dues à des microorganismes pathogènes (bactéries, oomycètes, champignons…) qui occasionnent de graves maladies. Le pois (Pisum sativum) et le soja (Glycine max) sont des plantes légumineuses à fort intérêt agro-alimentaire en France et dans le monde. Ces plantes de grandes cultures souffrent de maladies responsables de pertes de rendement considérables, en particulier de pourritures racinaires dues aux oomycètes pathogènes Aphanomyces euteiches et Phytophthora sojae. Toutefois, ces plantes possèdent des moyens de protection très élaborés pour se défendre comme le Root Extracellular Trap (RET). Ce réseau serait composé d'un ensemble de protéines et de polysaccharides sécrétés par les cellules bordantes racinaires qui jouent un rôle clef dans la défense de la racine. Néanmoins, les relations RET-pathogènes et racines-pathogènes sont peu étudiées et méritent d’être mieux explorées. Ainsi ce projet s’articule autour de deux points utilisant diverses approches microscopiques. Le premier vise à caractériser la composition du RET pour mieux en comprendre le rôle dans la défense. Le second, quant à lui, se focalise sur l’interaction racines / phytopathogènes afin de mieux visualiser les altérations et les modifications au niveau de la paroi végétale et des organites cellulaires lors d’une infection.
Sujet de thèse de la doctorante Coralie Chuberre:Les micro-algues : nouvelles sources de molécules élicitrices pour la défense et la santé des plantes.
Dans leur environnement, les plantes sont confrontées en permanence à une multitude de micro-organismes telluriques. Du fait de leur immobilité, les plantes doivent pouvoir faire face à l’attaque d’agents phytopathogènes (bactéries, oomycètes, champignons…) Ainsi, les végétaux disposent d’un système immunitaire complexe dans lequel la reconnaissance de molécules portées par les agents pathogènes permet l’activation de mécanismes de défense de la plante. De telles molécules sont appelées éliciteurs. Les éliciteurs peuvent être d’origines diverses : issus de micro-organismes pathogènes ou bénéfiques (flagelline, peptidoglycane) ou bien issus d’autres organismes tels que les algues. Parmi les exemples les plus connus, on peut citer la laminarine un extrait d’algue brune présentant des similitudes avec la paroi des champignons. La laminarine « mime » la présence de micro-organismes et est perçue par la plante comme un signal d’attaque. La plante stimule alors ses défenses ce qui permettra une activation plus rapide de celle-ci lors d’une attaque réelle. C’est le principe de la vaccination végétale.
L’objectif de ma thèse est d’identifier de nouvelles molécules élicitrices capables d’induire des mécanismes de défenses à partir d’extraits de micro-algues. (Financement régional via le GRR VASI).
Sujet de thèse du Doctorant Florent Weiller : Les peptides antifongiques des cellules bordantes de
racine d'Heliophila coronopifolia (Institute for Wine Biotechnology, Stellenbosch).
Sujet de thèse du Doctorant Youssef Manasfi : Lutte contre les pathogènes telluriques en contexte.
horticole : cas du pathosystème Choisya ternata/Phytophtora spp.
Sujet de thèse du Doctorant Romain Castilleux : Rôle des extensines dans la réponse immunitaire
des plantes et impact de la nutrition azotée sur la paroi végétale.
Ce projet s'articule autour de deux axes :1) Etude du rôle des extensines dans la résistance racinaire chez Arabidopsis thaliana contre un
pathogène tellurique (Phytophthora parasitica) ainsi que l'effet d'éliciteurs sur la croissance et la
défense racinaire du soja. 2)
Impact de la nutrition azotée sur le développement et la composition pariétale du soja.