Rangées de graines.. © Inra, Elena Schweitzer © Fotolia

Nos résultats

Sommaire
  1. Introduction
  2. Impact des traitements thermiques sur la digestion du lait maternel chez le nourrisson prématuré
  3. Recherches et Innovations 2017 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  4. La manière dont les protéines s’agrègent lors d’un traitement thermique module leur capacité sensibilisante
  5. Accroître la survie des probiotiques au séchage en stimulant leur adaptation aux stress
  6. Le pouvoir adhésif deLactococcus lactis: une histoire tirée par les « pili » ?
  7. Quand les biopolymères s'assemblent : un jeu d'énergie et d'entropie.
  8. Toute la digestion gastro-intestinale dans un laboratoire sur puce : le microdigesteur
  9. Dis, comment une goutte de lait devient-elle un grain de poudre ?
  10. Recherches et Innovations 2016 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  11. 13 minutes pour tout savoir sur la qualité des fromages et des recherches qu'elle implique
  12. Un nouveau procédé pour le bio-raffinage du végétal
  13. La membrane bactérienne sous la lumière UV du synchrotron SOLEIL
  14. L’ingénierie inverse ou la machine à remonter… le pain !
  15. Chimie verte : Améliorer la production de lipides chez la levure
  16. Des vins de qualité à teneur réduite en alcool acceptés par le consommateur
  17. Impact des procédés de fractionnement sur la distribution des mycotoxines dans le blé dur
  18. Pâtes aux légumineuses : comment la formule et le procédé confèrent à l’aliment ses qualités nutritionnelles
  19. Contrôler le brunissement des vins blancs par la sélection raisonnée de levures
  20. Des bactéries lactiques pour réduire l’allergénicité de certaines protéines du lait
  21. Eliminer les biofilms avec un détergent enzymatique : une alternative aux traitements à base de soude
  22. Néo-enzymes à façon pour la conception de vaccins antibactériens
  23. RMN : une méthode non destructive pour identifier et quantifier les molécules phosphorées
  24. Marché des viandes transformées : vers une méthode de référence ?
  25. Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain
  26. Minimoulin : 500 g pour apprécier la valeur meunière des blés
  27. Production microbienne de lipides à usages énergétiques ou chimiques
  28. L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées
  29. Eco-conception de matériaux à base de co-produits du bois
  30. L'analyse des composés volatils pourrait permettre d'authentifier le système de production des poulets
  31. Des nanoparticules comme marqueurs de biopolymères en microscopie
  32. Pasteurisation, UHT, microfiltration... Tous les traitements n'ont pas le même impact sur la qualité nutritionnelle du lait
  33. Des rayons X pour caractériser les couches accumulées lors des opérations de filtration
  34. L'intégration des connaissances expertes appliquées à l'affinage des camemberts
  35. Maîtriser la perte de masse des fromages pendant l'affinage
  36. La mémoire de l'amidon
  37. Recherches et innovations 2015 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  38. Comportement des micelles de caséine lors de la filtration du lait
  39. Nouvelle enzyme de dégradation des pectines
  40. Digestion du nourrisson : un modèle permet d’étudier les allergènes alimentaires
  41. Digestion des protéines carnées
  42. Des émulsions modèles de la digestion révèlent l’effet protecteur des polyphénols
  43. Perception de l’astringence : un nouvel éclairage grâce à la spectrométrie de masse
  44. Hautes pressions : Nouvelles voies d'utilisation et de valorisation sur les aliments emballés
  45. Fours à injection de vapeur d’eau : jusqu'à 12% d’économie d’énergie
  46. Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots
  47. Jambon de Bayonne : des marqueurs de texture et d’arôme pour maîtriser la qualité
  48. Suraccumulation de lipides chez la levure S. cerevisiae : vers une production de biocarburants à usage aéronautique
  49. Fractionner la ventilation des hâloirs de fromagerie : 50% d’économie d’énergie
  50. Connaître la structure de l'amidon pour maîtriser ses applications
  51. L’IRM pondérée en diffusion : un outil générique pour la micro-imagerie des lipides dans les matrices alimentaires
  52. Caractérisation d’un gène majeur de la biosynthèse des anthocyanes dans la baie de raisin
  53. Nouveaux détecteurs d’activités enzymatiques à base de nanocouches semi-réflectives de biopolymères
  54. Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine
  55. Le chauffage du lait semble favoriser le développement de l’allergie chez les nourrissons
  56. Mieux comprendre le pouvoir moussant des protéines en étudiant leur comportement aux interfaces eau-air
  57. Nouveau modèle d’organisation en 3D de la membrane de globules gras du lait
  58. Comment les protéines alimentaires s’auto-assemblent en objets micrométriques
  59. Une nouvelle méthode de séparation permet de déterminer la structure complète de biopolymères
  60. Intérêt des métabolites volatils des produits carnés pour révéler les contaminations des animaux d’élevage aux micropolluants environnementaux
  61. SensinMouth quand le goût fait sens
  62. Un logiciel d’aide au choix d’un emballage pour la filière Fruits et Légumes frais construit sur une démarche d’ingénierie des connaissances
  63. SOLEIL nous éclaire sur la structure des protéines stabilisatrices des réserves lipidiques de plantes oléagineuses
  64. Un zoom sur le processus d’assemblage multi-échelle des protéines 
  65. Maîtrise du séchage de produits laitiers infantiles par la prise en compte des interactions eau-constituants
  66. Maîtriser l’acidité du vin par un procédé électro-membranaire : une nouvelle pratique œnologique autorisée en Europe et dans les pays viticoles du nouveau monde
  67. Stratégies de réduction du taux de sodium dans les aliments
  68. Pour une meilleure persistance de Lactococcus lactis dans le tractus digestif
  69. L’allergie alimentaire au blé : une histoire d’épitopes
  70. Des essais sur un modèle de souris allergiques révèlent le fort potentiel allergisant d’un procédé alimentaire : la désamidation du gluten de blé
  71. Protéger les lipides omega-3 de l’oxydation : le rôle clé des émulsifiants
  72. Quel impact de la cuisson sur la qualité des viandes ? Des images aux modèles mathématiques.
  73. Comment améliorer le pouvoir moussant des protéines ?
  74. Une cellule d’observation sous cisaillement de gels, mousses, pâtes et autres systèmes complexes
  75. Vers une compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse de tanins astringents
  76. Fractionnement du lait : des procédés membranaires éco-performants
  77. Qualité des vins : de l'oxygène un peu, beaucoup, ... pas du tout ?
  78. Obtenir des émulsions très stables sans tensioactifs grâce à des nanocristaux de polysaccharides issus de la biomasse.
  79. Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain
  80. La cutine de la peau des tomates pour de nouveaux polymères
  81. La texture des fruits : phénotypage et chémotypage de déterminants histologiques et pariétaux
  82. Simulation de la fragmentation orale d'aliments céréaliers fragiles ... Scrountch !
  83. La déglutition, un carrefour physiologique clé pour libérer les arômes 
  84. Un nouveau procédé de cuisson des viandes sous dioxyde de carbone pour réduire l'apparition de composés indésirables
  85. Dénaturation thermique des protéines musculaires par microspectroscopie FT IR localisée couplée au rayonnement synchrotron
  86. Des résines époxy biosourcées, sans bisphénol A, à partir de polyphénols naturels
  87. Structure d'un colloïde naturel : la micelle de caséine du lait
  88. Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles
  89. Une enzyme impliquée dans la polymérisation de la cutine
  90. Une farine de blé dur adaptée à la fabrication de baguettes traditionnelles
  91. Le virtuel pour guider la construction d’enzymes « sur mesure »
  92. Jusqu’où est-il possible de réduire la teneur en sel dans les charcuteries cuites ?
  93. Diffusion des molécules organiques dans les matériaux polymères : retour sur les lois connues
  94. Mousse intelligente : différentes manières de détruire une mousse sur demande !
  95. La Datte, riche en tanins et pourtant ni amère ni astringente
  96. Réduire la teneur en sel des aliments
  97. Recherches et innovations 2014

Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain

La communauté bactérienne de l’écosystème intestinal joue un rôle clef pour la métabolisation des fibres alimentaires. Afin de mieux comprendre comment les bactéries intestinales dégradent ces polysaccharides végétaux, une stratégie de métagénomique fonctionnelle à haut débit a été développée. Elle a permis d'identifier de nouvelles enzymes à fort potentiel pour les biotechnologies industrielles.

Image de synthèse illustrant la découverte de nouvelles enzymes par métagénomique fonctionnelle.. © inra, Gabrielle VERONESE
Mots-clés :

La métagénomique pour exploiter le potentiel des microorganismes

Les microorganismes jouent un  rôle essentiel dans le cycle du carbone, notamment en participant à la dégradation des végétaux grâce à une machinerie enzymatique parfaitement adaptée. Cependant, l’exploitation de cet extraordinaire réservoir d’enzymes se heurte à une limite majeure. En effet, on estime que plus de 95 % des microorganismes présents dans de nombreux écosystèmes n’ont jamais été cultivés et sont donc inconnus. Dans ce contexte, le potentiel de la métagénomique est immense. Cette technologie,  aussi appelée  « génomique des communautés », correspond à l’analyse des génomes de tous les organismes d’une niche écologique donnée, sans étape de culture. Elle est utilisée depuis quelques années pour investiguer les fonctions des écosystèmes complexes tel que l’écosystème intestinal humain. En effet, les bactéries intestinales jouent un rôle majeur pour le maintien de la santé humaine, et contribuent à la nutrition par le biais de la métabolisation des fractions des aliments non digérées dans la partie supérieure du tube digestif, notamment les fibres alimentaires constituées de polysaccharides d’origine végétale.

Comprendre comment les bactéries du tube digestif dégradent les fibres alimentaires

Les chercheurs ont récemment développé une stratégie puissante de rationalisation du séquençage de métagénomes pour accélérer la découverte de nouvelles enzymes. Cette approche a été appliquée à l'exploration du métagénome intestinal humain pour mieux comprendre comment les bactéries du tube digestif dégradent les polysaccharides végétaux constituant les fibres alimentaires. Le criblage fonctionnel à haut débit du métagénome, réalisé à une cadence de 200 000 clones par semaine, permet d'explorer l'immense diversité de cet écosystème.
Plusieurs centaines de clones capables de dégrader l'amidon, la cellulose, les hémicelluloses, les pectines et le galactan ont été isolés. Ces clones ont été soumis à un criblage secondaire permettant d'évaluer leur efficacité de dégradation de substrats récalcitrants et leur stabilité, afin d'isoler les enzymes au plus fort potentiel pour la dégradation de la biomasse végétale.
Les efforts de séquençage ont été concentrés sur 0.84 Mb d'ADN métagénomique, correspondant aux 26 clones les plus intéressants. Soixante-treize enzymes de dégradation des polysaccharides ont été identifiées, dont plusieurs appartiennent à de nouvelles familles qui n'ont jamais été caractérisées. De nouveaux systèmes multigéniques codant pour des activités complémentaires nécessaires à la  déconstruction des structures complexes de la paroi végétale ont aussi été révélés.
Les résultats permettent de mieux comprendre comment et par quelles bactéries les fibres alimentaires sont métabolisées, et démontrent la puissance de cette approche générique pour l’exploration de la diversité fonctionnelle des métagénomes.

Evaluer les performances des nouvelles enzymes identifiées

L'enjeu est double quant à la valorisation de ces données métagénomiques. D'un point de vue générique, il s'agit maintenant de mieux comprendre, à  l'échelle atomique,  les relations structure-fonction des nouvelles enzymes identifiées. D'un point de vue finalisé, les travaux à court terme porteront sur l'évaluation des performances de ces enzymes, seules ou en cocktails, pour la dégradation de la biomasse végétale.  A plus long terme, l’objectif est de développer une approche de biologie de synthèse s’inspirant des systèmes développés naturellement par les bactéries pour s’adapter à la déconstruction des structures complexes de polysaccharides.

Financements

  • ANR 2007-2011 PNRA ALIMINTEST
  • AIP 2008 INRA METAZYMES
  • Appel à projets sur thèmes stratégiques identifiés par le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche  2008 (Bourse de thèse)

Partenariat

  • AFMB (CNRS Marseille) : B. Cantarel, P. Coutinho, B. Henrissat
  • Micalis (INRA de Jouy-en-Josas) : J. Tap, M. Leclerc, J. Doré
  • Plateforme BioInformatique Genotoul (INRA Toulouse) : C. Klopp
  • LibraGen SA (Toulouse) : P. Robe, R. Nalin

Références

En savoir plus

  • Tasse, L., J. Bercovici, S. Pizzut-Serin, P. Robe, J. Tap, C. Klopp, B.L. Cantarel, P.M. Coutinho, B. Henrissat, M. Leclerc, J. Doré, P. Monsan, M. Remaud-Simeon, and G. Potocki-Veronese. 2010. Functional metagenomics to mine the human gut microbiome for dietary fiber catabolic enzymes. Genome Research 20: 1605-1612.