Abstract :
[fr] Haematococcus pluvialis est une Chlorophycée exploitée industriellement pour sa capacité à synthétiser et à accumuler une molécule à haute valeur ajoutée: l'astaxanthine (3,3'-dihydroxy-4,4'-dicétone-beta,beta'-carotène), un caroténoïde de la famille des xanthophylles. Ce pigment est utilisé, par exemple, comme colorant alimentaire. Mais ses propriétés antioxydantes lui valent également des applications dans le domaine de la santé humaine. L'accumulation de ce pigment survient à un stade particulier du cycle de vie complexe de l'algue. Aussi, la compréhension et la maîtrise de ce développement conditionne l'efficacité de sa production. De plus, son exploitation dans les régions où le climat est peu favorable à une culture en plein air nécessite de concevoir des photobioréacteurs pour une culture en intérieur, ce qui ajoute un degré de complexité
supplémentaire.
Nous avons cherché à améliorer la production d'astaxanthine par H. pluvialis dans le contexte d'une production
en photobioréacteur plus adaptée à nos régions. Pour cela, nous avons tenté de redéfinir des conditions optimales à la croissance par une approche innovante. La recherche de la composition idéale
en éléments minéraux d'un milieu de culture a été effectuée par une méthode de criblage aléatoire en mode batch. Nous avons ensuite vérifié l'efficacité de la formulation optimale identifée en mode de culture semi-continue. L'impact de la composition en macroéléments sur le cycle de développement de l'algue et sur l'expression de certains gènes impliqués dans la synthèse d'astaxanthine ont également été étudiés.
L'ensemble des données récoltées a conduit à la construction d'un photobioréacteur au design original qui pourrait représenter une étape dans l'élaboration d'un système performant de production d'astaxanthine par H. pluvialis.
[en] Haematococcus pluvialis is a Chlorophyta industrially used for its ability to synthetise and to accumulate a high-value molecule: the astaxanthin (3,3'-dihydroxy-beta,beta'-carotene-4,4'-dione), a carotenoid of the xanthophyll familly. This pigment is used, i.e., as dye in food but, because of its antioxydant properties, applications in human health are also promising. The accumulation of this pigment occurs during a specific stage in the complex life cycle of this micro-algae. Thus, the understanding and the control of this cycle is a important key for a good production. In addition, the culture of H. pluvialis in countries where climate is not favourable to outdoor systems requires the conception of indoor photobioreactors.
We have searched to improve the astaxanthin production by H. pluvialis in an indoor photobioreactor context, much adapted to our country. For this, we have tried to redefine optimal growth conditions by an original approach. The search for an ideal culture medium was made by a "blind" screening in batch mode. Then, we have tested the efficacy of our formulation in a semi-continuous culture system. The impact of the macro-elements on the H. pluvialis life cycle and on the expression levels of genes implicated in the astaxanthin biosynthesis were also studied.
Our results allowed us to build up a photobioreactor prototype with an original design which may be a first step for the elaboration of a highly effective system for astaxanthin production by H. pluvialis.
Disciplines :
Phytobiology (plant sciences, forestry, mycology...)
Biochemistry, biophysics & molecular biology
