Prof. Philippe Jacques, ULg - Microbial Processes and Interactions
Mardi 22 mars
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Professeur Philippe Jacques
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• Les peptides d’origine non-ribosomique et les polycetides
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Synthèse de la surfactine
(Sieber and Marahiel, 2005, Chem. Rev., 105, 715-738)
La synthèse peptidique non-ribosomique
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Caboche et al., NAR, 2008
NORINE: une banque de données
internationale
Recherche de peptides nonribosomiques chez
les cyanobactéries et les « protistes »
(Thèse FRIA Loic Meunier Promoteurs Den...
Maîtrise de la physiologie et la génétique des
microalgues
Transfert au niveau du procédé de production
Valorisation, extr...
CytoplasmSugar
Pyruvate
ATP, NADPH
Chloroplast
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(AmélieCorato;promoteur:F.Franck/P.Jacques)
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Exploitation de « résidus de
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Offrir des opportunités de valorisation innovantes...
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Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux
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Plateforme de fermentation
de 20 mL…
…à 2000 L
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Réacteur à Biofilm
Bioréacteur à cuve agitée
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Source de micro-algues
Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux
métabolites secondaires
Maîtrise de la physiol...
Centrifugation et filtration pilote
Lyophilisation,
atomisation et séchage
sur lit fluidisé à l’échelle
pilote
Lyophilisation
Capacité : 30kg glace/batch
Atom...
Analyse de l’activité biologique
Les ressources : collection de microorganismes
Utilisation des outils informatiques pour ...
Laboratoire de Bioénergétique : Projet First Spin-Off ALGOPAR
• Création d’une société spin-off à l’Université de Liège dé...
Sources de financement
• Fonds propres MiPI : 150.000 euros
• Grant ERC Pierre Cardol : 1.844.000 euros
• Fonds Feder : 1....
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Valorisation des microalgues : du potentiel à la diversité des applications par Philippe Jacques | LIEGE CREATIVE, 22.03.16

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Les microalgues représentent-elles l'or vert de demain ? Le regain d'intérêt porté à ces microorganismes végétaux révèle en tout cas leur potentiel plus que prometteur. Sur le plan académique et en milieu industriel, d'intenses recherches sont menées en vue d'extraire de ces végétaux des produits dérivés de haute valeur ajoutée. On pense évidemment à l'utilisation de la biomasse microalgale pour la production de biocarburants mais aussi pour d'autres débouchés tels que des usages pharmacologiques, cosmétiques, agro-alimentaires, phytosanitaires, …
Si les perspectives de développements économiques sont nombreuses, les défis restent de taille pour l'exploitation à l'échelle industrielle.

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Valorisation des microalgues : du potentiel à la diversité des applications par Philippe Jacques | LIEGE CREATIVE, 22.03.16

  1. 1. Prof. Philippe Jacques, ULg - Microbial Processes and Interactions Mardi 22 mars Valorisation des microalgues : du potentiel à la diversité des applications.
  2. 2. Liege Creative, en partenariat avec :
  3. 3. Professeur Philippe Jacques Philippe.Jacques@ulg.ac.be ALGAE FACTORY LE POTENTIEL SCIENTIFIQUE DE L’UNIVERSITE DE LIEGE AU SERVICE DU DEVELOPPEMENT DES MICRO-ALGUES
  4. 4. Philippe Jacques Frank Delvigne Microbial Processes and Interactions Marc Ongena Patrick Fickers Aurore Richel Chimie Biologique Industrielle Dominique Toye Génie de la réaction et des réacteurs chimiques Pierre Cardol Claire Remacle Génétique et physiologie des microalgues Annick Wilmotte Yannick Lara Centre d’ingénierie des Protéines Moreno Galleni Sébastien Rigali Jacques Dommes Biologie Moléculaire et Biotechnologie Végétales Denis Beaurain Phylogénomique des Eucaryotes Patrick Meyer Biologie des systèmes et bioinformatique Fabrice Franck Thomas Gerards Bioénergétique
  5. 5. Source de micro-algues Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux métabolites secondaires Maîtrise de la physiologie et de la génétique des micro-algues Procédés de production Procédés de purification ou extraction Caractérisation de leurs propriétés
  6. 6. Source de micro-algues Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux métabolites secondaires Maîtrise de la physiologie et de la génétique des micro-algues Procédés de production Procédés de purification ou extraction Caractérisation de leurs propriétés
  7. 7. Une certification ISO9001 couvre les activités de service, qui sont actuellement le dépôt public ou de sécurité des souches, ainsi que leur distribution, et un système de Gestion de la Qualité est en place. Dr Annick Wilmotte (InBios-CIP) est promoteur de la Collection BCCM/ULC de cyanobactéries qui inclut 226 souches actuellement, dont 119 d’origine Antarctique. La collection est basée sur l’expertise de l’équipe pour l’isolement, la culture et l’identification des cyanobactéries, et de nouvelles souches sont constamment intégrées. Des screening préliminaires ont montré l’existence d’activités antibactériennes et antifongiques (Biondi et al. 2008, Wilmotte com. pers.). (Mario Tredici & Natascia Biondi, Università di Firenze) (Fiore , CENA, Brazil) Candida cruzei (Fiore , CENA, Brazil)
  8. 8. Source de micro-algues Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux métabolites secondaires Maîtrise de la physiologie et de la génétique des micro-algues Procédés de production Procédés de purification ou extraction Caractérisation de leurs propriétés
  9. 9. Les métabolites secondaires d’origine microbienne • Les peptides d’origine non-ribosomique et les polycetides • Les peptides d’origine non-ribosomique: - synthétisés par de très grandes protéines multi- fonctionnelles (NonRibosomal Peptide Synthetases ou NRPS) - plus de 500 monomères - une grande biodiversité de structure : cyclique, branché… - une grande biodiversité d’activités biologiques : antimicrobiens, immunomodulateurs, anticancéreux…
  10. 10. Synthèse de la surfactine (Sieber and Marahiel, 2005, Chem. Rev., 105, 715-738)
  11. 11. La synthèse peptidique non-ribosomique 0 50 100 150 200 250 300 350 400 nombredepublications années
  12. 12. Caboche et al., NAR, 2008
  13. 13. NORINE: une banque de données internationale
  14. 14. Recherche de peptides nonribosomiques chez les cyanobactéries et les « protistes » (Thèse FRIA Loic Meunier Promoteurs Denis Beaurain et Philippe Jacques) Adl et al. 2012
  15. 15. Maîtrise de la physiologie et la génétique des microalgues Transfert au niveau du procédé de production Valorisation, extraction de la molécule d’intérêt Analyse de l’activité biologique Les ressources : collection de microorganismes Utilisation des outils informatiques pour aller rechercher de nouveaux métabolites secondaires
  16. 16. CytoplasmSugar Pyruvate ATP, NADPH Chloroplast NADH ATP ATP Mitochondrion Terminal products NADH NADH O2 O2 Respiration Glycolysis Fermentation PS 2 PS 1 H2O e- CO2 fixation e- Krebs Cycle ATP Bioenergetics in microalgae (BEAL) Cardol P.
  17. 17. Productionde caroténoïdespar les microalgues (AmélieCorato;promoteur:F.Franck/P.Jacques) • Sélection de souches de microalgues vertes naturellement productrice de caroténoïdes: • Sélection du mode de culture et du/des stress susceptibles d’activer la caroténogenèse : • Les caroténoïdes intéressants sont principalement: • La lutéine; le β-carotène; la cantaxanthine; l’astaxanthine - Carence en nutriments - Forte intensité lumineuse - Stress salin Caroténogenèse Haematococcus pluvialis Chlorella zofingiensis Coelastrella SAG2123 Ettlia carotinosa
  18. 18. Exploitation de « résidus de biomasse » comme agents de dopage Contexte Offrir des opportunités de valorisation innovantes pour les déchets/coproduits agricoles et/ou forestiers et/ou municipaux Objectifs Exploiter les molécules contenues dans ces matières premières pour - Doper la croissance de certaines microalgues - Augmenter la productivité de molécules valorisables pouvant être extraites des microalgues Thèse de doctorat en cours (collaboration Prof. Claire Remacle) Krystian Miazek Chimie Biologique Industrielle (Prof. Aurore Richel) a.richel@ulg.ac.be
  19. 19. Source de micro-algues Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux métabolites secondaires Maîtrise de la physiologie et de la génétique des micro-algues Procédés de production Procédés de purification ou extraction Caractérisation de leurs propriétés
  20. 20. Plateforme de fermentation de 20 mL…
  21. 21. …à 2000 L
  22. 22. 20 Réacteur à Biofilm
  23. 23. Bioréacteur à cuve agitée Photobioréacteur à biomasse fixée Mise en œuvre en photobioréacteur Optimisation des performances via un contrôle de - Illumination - Ecoulement du milieu de culture - Circulation des billes  Histoire des conditions (concentration, pH, lumière, …) rencontrées par les algues Scale-up du PBR 200 ml  20 litres
  24. 24. Source de micro-algues Des outils pour le criblage à haut débit de nouveaux métabolites secondaires Maîtrise de la physiologie et de la génétique des micro-algues Procédés de production Procédés de purification ou extraction Caractérisation de leurs propriétés
  25. 25. Centrifugation et filtration pilote
  26. 26. Lyophilisation, atomisation et séchage sur lit fluidisé à l’échelle pilote Lyophilisation Capacité : 30kg glace/batch Atomisation Capacité : 25 kg d’eau évaporée/heure Lit fluidisé Capacité : 500 g -2 kg MS/batch
  27. 27. Analyse de l’activité biologique Les ressources : collection de microorganismes Utilisation des outils informatiques pour aller rechercher de nouveaux métabolites secondaires Maîtrise de la physiologie et la génétique des microalgues Transfert au niveau du procédé de production Valorisation, extraction de la molécule d’intérêt
  28. 28. Laboratoire de Bioénergétique : Projet First Spin-Off ALGOPAR • Création d’une société spin-off à l’Université de Liège dévolue à la production et à la commercialisation d’extraits de micro-algues destinés à l’industrie des cosmétiques (Projet First Spin-off 2014). • Chef de projet: Dr. Thomas Gerards – Promoteur: Prof. Fabrice Franck - Parfumerie fine: fragrances innovantes (« boisés », « fougères », « marines »,…) - Skin care: huiles et beurres de micro-algues de très haute qualité, bioactifs « détox », anti-inflammatoires, anti-oxydants,… - Protection solaire: nouvelles molécules naturelles à haut pouvoir d’absorption UV - Sécurité microbiologique: nouveaux conservateurs naturels issus de micro-algues pour la protection des préparations cosmétiques - Bio-polymères - Procédés propres: Extraction par CO2 supercritique Nos partenaires:
  29. 29. Sources de financement • Fonds propres MiPI : 150.000 euros • Grant ERC Pierre Cardol : 1.844.000 euros • Fonds Feder : 1.193.000 euros • Bourse Agriculture Is Life (TERRA) de Krystian Miazek • Bourse FRIA de Loic Meunier • Bourse TERRA d’Amélie Corato • Projet ITN Marie Curie OPTIMALG

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