Les petites ouvrières de la mer

Diatomées Phaeodactylum tricornutum (grossies environ 10 000 fois) © Ifremer / PBA
Jean-Paul CADORET, responsable du Laboratoire de physiologie et biotechnologie des algues (centre Ifremer de Nantes)

Les micro-algues désignent un ensemble d’organismes aquatiques unicellulaires et photosynthétiques, qui utilisent la lumière comme source d’énergie. Le phytoplancton dont se nourrissent le zooplancton et de très nombreux mollusques ou poissons en est composé (il constitue ainsi le premier maillon de la chaîne alimentaire marine). Les centaines de milliers d’espèces répertoriées dans les eaux marines, douces ou saumâtres, témoignent de l’exceptionnelle adaptation de ces végétaux dans des milieux extrêmes (eaux polaires, marais salants, lacs acides, sources chaudes...) ou dont l’éclairement est faible ou très variable. Une telle diversité laisse présager une grande richesse en molécules originales. L’étude du fonctionnement de ces organismes dans leur milieu, appelée écophysiologie, est primordiale pour envisager d’exploiter cette ressource. On sait maintenant les cultiver dans des tubes à essais de quelques millilitres mais aussi dans des lagunes à ciel ouvert ou à l’intérieur d’équipements nommés photobioréacteurs, comme celui développé par notre laboratoire en partenariat avec l’équipe GEPEA(1) de l’Université de Nantes à Saint-Nazaire, qui permettent de maîtriser chaque paramètre du milieu de culture, notamment la lumière. Nos recherches visent à déterminer les conditions les plus favorables à la culture de micro-algues qui présentent des qualités intéressantes. Les applications envisagées touchent des domaines très divers : la nutrition (production d’acides gras polyinsaturés) ; l’imprimerie (production de pigments) ou encore l’industrie des semi-conducteurs qui s’intéresse au maillage de silice extraordinairement fin de l’enveloppe cellulaire (frustule) des diatomées. Certaines micro-algues produisent 50 fois plus d’huile à l’hectare que le tournesol ! Elles constituent ainsi une piste privilégiée dans la prospection de nouvelles ressources énergétiques. Un programme national financé par l’Agence nationale de la recherche et auquel participe notre laboratoire vise à sélectionner les spécimens dont la production d’huile pourrait permettre d’obtenir un biodiesel abondant et de qualité.

En complément...

• (1) cf. Mer et littoral en pôle, Têtes chercheuses n°1, et une vidéo sur un photobioréacteur

• Une génétique de micro-algues, par Annick Manceau, Nathalie Casse et Aurore Caruso, équipe Mer, molécules, santé à l’Université du Maine.

DOSSIER
Domestiquer les végétaux

Les végétaux marins

Domestiquer les algues

Joël FLEURENCE, Professeur, directeur adjoint de l’équipe MMS (Mer, molécules, santé) à l’Université de Nantes

E n comparaison des végétaux terrestres, les algues sont peu exploitées par l’Homme, sauf dans les pays asiatiques, en particulier au Japon où elles sont des produits de la gastronomie traditionnelle. Des teneurs élevées en fibres et en minéraux, tels que le calcium ou le magnésium, ainsi qu’en protéines (jusqu’à 30 % de la masse sèche des algues rouges), font pourtant des macro-algues (visibles à l’oeil nu, par opposition aux micro-algues) de bonnes candidates pour l’alimentation humaine et animale. L’un des principaux enjeux actuels de l’exploitation des algues concerne la nutrition des poissons d’élevage. Plusieurs études montrent qu’un apport en farine de certaines algues à hauteur de quelques pourcents améliore significativement la résistance à certains parasites et à d’autres agents pathogènes chez des espèces telles que le saumon et la dorade. Dans la mesure où l’utilisation d’antibiotiques dans les élevages est limitée, voire interdite, l’emploi de tels compléments alimentaires intéresse beaucoup les aquaculteurs. Il est aussi envisagé de recourir aux macroalgues comme source de protéines dans l’alimentation piscicole, en remplacement du soja. Il semble en effet plus approprié (à condition que les coûts d’exploitation puissent suffisamment diminuer) de favoriser la nutrition d’animaux avec des végétaux qui partagent leur milieu. Cette hypothèse fait partie de nos champs d’investigation : nous étudions actuellement les propriétés nutritives de l’algue rouge Palmaria palmata, parmi quelques autres espèces d’intérêt. Les macro-algues intéressent également les secteurs de la chimie fine et de la santé. Certaines d’entre elles contiennent des pigments singuliers tels que la phycoérythrine, un pigment rouge déjà utilisé en biochimie médicale comme réactif immunofluorescent (pour détecter la présence de certaines molécules). L’emploi de ces pigments comme colorants naturels est une autre piste prospectée par notre équipe. Si de tels projets de valorisation aboutissaient, l’exploitation de populations naturelles de macroalgues devrait être complétée par une activité de culture en bassins afin de ne pas mettre en danger la biodiversité algale et les écosystèmes marins. Aussi travaillons-nous surtout sur des espèces facilement cultivables par bouturage.

© www.ohazar.com

Une génétique de micro-algues

Annick Manceau, Nathalie Casse et Aurore Caruso, enseignants-chercheurs de l’équipe MMS (Mer, Molécules, Santé)à l’Université du Maine www.univ-lemans.fr/sciences/wecomint

Les éléments transposables (ET) sont des séquences d’ADN capables de se déplacer et de se multiplier, en dehors de toute division cellulaire, dans le génome de tout organisme vivant. Leur déplacement, ou transposition, peut perturber l’expression des gènes, d’où leur appellation de parasites génétiques. Un tel phénomène participe à l’évolution des espèces. Il a été observé que des situations de stress, comme par exemple les variations de température, sont susceptibles d’induire des transpositions, permettant ainsi aux organismes de s’adapter à de nouvelles conditions environnementales. Notre laboratoire cherche à élucider ce mécanisme chez les micro-algues et les champignons marins. Nous comparons notamment le nombre de copies d’un ET chez des micro-algues cultivées et soumises à des contraintes du milieu (température, rayonnement UV, présence de métaux, etc.) dans le but d’établir une éventuelle corrélation entre les variations de facteurs environnementaux et l’activité des ET. Si nous parvenons à mettre en évidence l’existence d’ET actifs dans certaines conditions reproductibles en laboratoire, il sera possible d’envisager de les utiliser pour modifier le génome de certaines micro-algues et produire des molécules d’origine marine intéressantes dans les domaines pharmaceutique, agroalimentaire ou cosmétique. Enfin, nous cherchons à savoir si, comme cela a été démontré pour des espèces terrestres, un transfert d’ET entre différentes espèces de micro-organismes marins, appelé transfert horizontal, est possible et quels en sont les vecteurs. Ces travaux devraient aussi permettre de mieux comprendre le génome des micro-algues, ce qui conduira à une meilleure connaissance de leur biologie.

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