MICROPHLOR

Les algues marines détiennent un potentiel inexploité en tant que ressource renouvelable pour fournir des matériaux biosourcés, de la nourriture, des aliments pour animaux, des engrais végétaux et des produits pharmaceutiques.

Bien que l’UE prévoie une augmentation de 3 000 % de sa demande en algues entre 2019 et 2030, pour atteindre un marché pouvant atteindre 9 milliards d’euros, il manque des solutions innovantes de bioraffinerie pour transformer durablement cette biomasse.  

Les phlorotannins sont une classe diversifiée de polyphénols spécifiques aux algues brunes (5 à 25 % du poids sec), structurellement distincts des tannins terrestres. Les industries actuelles prétraitent les algues avec des solvants organiques toxiques pour éliminer les phlorotannins qui peuvent entraver les extractions de polysaccharides en aval tout en présentant des bioactivités prometteuses.  

Le projet MICROPHLOR permettra de découvrir des microbes marins encore inconnus, capables de traiter les phlorotannins et d'apporter des solutions originales pour remplacer les traitements chimiques. 

En se basant sur un consortium regroupant 2 partenaires académiques et un partenaire industriel, le projet MICROPHLOR combinera des approches d'écologie microbienne, de biologie moléculaire, de biochimie et de traitement de la biomasse pour :  

1) Révéler la diversité des microbes dégradant les phlorotannins dans le microbiote naturel associé aux algues, une boîte noire actuelle dans la dégradation de biomasse d'algues brunes ;  

2) Créer la première collection de cultures de microbes dégradant les phlorotannins pour permettre des études détaillées en laboratoire ;  

3) Déchiffrer les mécanismes des voies enzymatiques de la dégradation des phlorotannins ;  

4) Appliquer ces nouveaux microorganismes comme ferments vivants et leurs enzymes comme biocatalyseurs dans des processus industriels pour l’extraction des macroalgues brunes. 

Le lot 1 s’attaque à la diversité taxonomique, (méta)génomique et fonctionnelle des microorganismes naturels traitant les phlorotannins des macroalgues brunes. MICROPHLOR combinera d’une part l’isolement de microorganismes dans des milieux supplémentés en phlorotannins, et d’autre part une méthode indépendante de la culture basée sur le traçage isotopique des phlorotannins dans les cellules microbiennes. Les espèces identifiées constitueront la première collection de dégradeurs de phlorotannins, qui sera ouverte à la communauté scientifique.
 

Le lot 2 vise à décrypter les voies cataboliques de ces microorganismes pour accéder aux phlorotannins.
En premier lieu, les transcriptomes des souches cultivées seront analysés, afin de déterminer les gènes spécifiquement exprimés en présence de phlorotannins. Ceci fournira une liste de gènes candidats, codant potentiellement des enzymes du catabolisme des phlorotannins. Les protéines recombinantes codées par ces gènes seront ensuite produites de manière hétérologue et purifiées pour des études structure-fonction approfondies. Le principal résultat sera l'identification d’enzymes marines avec des activités innovantes et des profils d'activité spécifiques aux phlorotannins, formant potentiellement de nouvelles familles.
 

Le lot 3 vise à développer des applications industrielles pour ces nouveaux microorganismes. MICROPHLOR testera l’apport de microorganismes comme ferments vivants et de leurs enzymes (biocatalyse) pour optimiser les rendements d’extraction des macroalgues, diversifier le spectre de
molécules obtenues et diminuer l’impact environnemental de la filière. Les résultats attendus devraient permettre d’une part de faciliter l’extraction de polysaccharides algaux sans pré-traitement de la biomasse par des solvants, et d’autre part de faciliter l’accès à des fractions de phlorotannins spécifiques et de structure contrôlée.

• Première collection de microorganismes marins dégradant les phlorotannins ;  
• Premières enzymes de dégradation/modification des phlorotannins caractérisées ;  
• Protocoles éco-efficients de transformation de biomasse algale utilisant les microorganismes et leurs enzymes ;
• Fractions algales purifiées et caractérisées chimiquement 

MICROPHLOR développera des solutions biotechnologiques innovantes pour traiter la biomasse algale, réduisant l'impact environnemental de la filière de raffinage des algues tout en permettant un contrôle fin des structure et bioactivités des phlorotannins extraits. De telles solutions inspirées de la nature sont essentielles pour réaliser la « révolution des algues » réclamée par les Nations Unies et lever les obstacles à une bioéconomie bleue efficace. 

Les résultats du projet MICROPHLOR seront valorisés par des publications scientifiques dans des journaux à comité de lecture reconnus internationalement (2-3 publications anticipées) et par leur présentation à au moins une conférence scientifique internationale. En fonction des découvertes, le dépôt d’un ou plusieurs brevets pourra être envisagé, selon l’accord de consortium entre les différents partenaires. Par ailleurs, les nouveaux procédés de bioraffinerie des macroalgues développés au cours du projet MICROPHLOR, ainsi que les nouvelles fractions extraites par ces procédés, pourront faire l’objet d’une valorisation économique par la start-up AberActives, partenaire du projet.

• Début de projet : Novembre 2024
• Durée : 48 mois 

Montant total du projet : 817 073 euros

Montant de l'aide ADEME : 300 000 euros