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FME

Écologie microbienne alimentaire

Comprendre l’écologie microbienne de la chaîne alimentaire : vers une alimentation plus durable et plus saine.


Le laboratoire FME concentre ses recherches sur la compréhension des mécanismes par lesquels les bactéries et les champignons interagissent avec les produits alimentaires au cours de l’altération et de la fermentation. En particulier, notre équipe tente de comprendre comment la diversité microbienne alimentaire peut être exploitée pour concevoir des solutions microbiennes pour une production d’aliments fermentés plus durable et plus saine. Nous développons une analyse fondamentale de l’écologie microbienne alimentaire, y compris la métagénomique, la métatranscriptomique et la métabolomique, la génomique comparative et les analyses globales des fonctions métaboliques réalisées par les différentes espèces microbiennes. Comme le montre la figure, cette stratégie scientifique repose sur quatre axes de recherche. Une stratégie fortement interdisciplinaire combine les résultats et les approches de l’écologie microbienne, de l’analyse des données omiques à haut débit et de la biologie computationnelle. Notre activité scientifique crée une base solide pour développer des programmes innovants en aval avec des acteurs industriels dans le domaine des aliments fermentés. Le laboratoire FME gère également les micro-fermenteurs Ferment-du-Futur BioLector XT dans le cadre de la plateforme PIAM (lien vers la page) pour l’étude des interactions métaboliques microbiennes dans les modèles alimentaires. Plus d’infos sur notre laboratoire et nos différentes activités ?

Axes de recherche

Holistic view of food microbiomes in the food chain - FME

Nos recherches s’appuient sur deux approches. La première consiste en de vastes et ambitieuses enquêtes d’échantillonnage visant à collecter des centaines à des milliers de points de données sur un environnement industriel ou un type d’aliment donné. L’analyse métagénétique (par exemple avec les gènes ARNr 16S, les marqueurs ITS ou gyrB) et l’analyse discriminante multivariée sont ensuite effectuées pour comprendre comment les paramètres de production alimentaire façonnent les communautés microbiennes. Notre travail a démontré le potentiel de ce type de données (obtenues en collaboration avec des partenaires industriels) pour le développement d’outils prédictifs et la caractérisation des étapes de transformation qui peuvent influencer la composition et l’activité microbienne dans le contexte de la production et du stockage des aliments. La seconde approche repose sur une analyse fonctionnelle approfondie des microbiomes alimentaires, combinée à l’utilisation de la métagénomique et de l’analyse génomique et fonctionnelle comparative de nouvelles souches et espèces isolées des aliments. Dans ce contexte, nous mettons en place un outil d’étude métagénomique facile d’accès intégrant des données génomiques publiques (gènes, fonctions…) avec des données métagénomiques (profils de gènes et variations de nucléotides déduits du séquençage shotgun) et des ensembles de données écologiques et technologiques.

 Improving functional analysis of food microbial metabolic interactions - FME

Les interactions métaboliques entre les espèces microbiennes sont caractérisées par des liens entre les espèces dominantes et sous-dominantes ou des populations successives. Les populations peuvent être structurées dans l’espace et peuvent également être influencées par des facteurs environnementaux. La simple cartographie des populations et des métagénomes n’est pas suffisante pour déchiffrer les interactions sous-jacentes qui opèrent au sein des communautés microbiennes pendant leur croissance dans les aliments. Notre approche scientifique se concentre sur le développement d’analyses métatranscriptomiques à l’aide d’outils informatiques et de bases de données spécifiquement développées. La mise en correspondance des transcriptomes avec une base de données contenant plusieurs centaines de fonctions métaboliques fournit une mesure détaillée des fonctions métaboliques exprimées à différents niveaux de la communauté, de l’espèce à l’ensemble du consortium microbien. De cette manière, nous sommes en mesure d’interpréter les interactions qui ont lieu à différentes échelles. Notre travail consiste également à utiliser des données métabolomiques non ciblées et à intégrer ces données multivariées à l’aide d’outils statistiques. Jusqu’à présent, nos travaux se sont concentrés sur l’étude des interactions associées à l’altération des produits carnés et des fruits de mer et sur la manière dont la réduction des conservateurs chimiques (sel, nitrite, lactate) pourrait influencer ces interactions.

Towards synthetic food microbial ecology - FMEL’objectif de cet axe est de développer de nouveaux consortiums microbiens pour répondre à des problèmes de santé ou de durabilité en tirant parti des connaissances acquises sur les interactions microbiennes et les séquences génomiques des souches. À cette fin, nous développons des stratégies qui nous permettront de vérifier les observations faites “in alimentariis” et les hypothèses construites à partir de ces données sur les interactions métaboliques. Ceci implique la conception de systèmes alimentaires simplifiés et le développement d’outils de modélisation du comportement de consortia microbiens artificiels. Notre “approche d’écologie synthétique” vise à élaborer des hypothèses sur les interactions métaboliques possibles au sein d’une communauté microbienne, et à construire une approche expérimentale dont l’objectif est de les tester. Il s’agit donc d’une stratégie répétitive et itérative dont les résultats sont utilisés pour reformuler et affiner les hypothèses qui sont ensuite testées à nouveau expérimentalement, le but étant toujours d’améliorer le niveau de compréhension des interactions par rapport aux données obtenues dans les écosystèmes alimentaires réels.

Food-Gut interactions - FME

Les microbes alimentaires peuvent avoir des effets positifs ou négatifs importants sur la production de divers aliments fermentés, ainsi que sur l’intestin humain et la santé digestive.Bien qu’une grande diversité de communautés microbiennes puisse être identifiée dans de nombreux aliments fermentés, on manque d’informations significatives sur leur contribution à la santé humaine. Nous cherchons à comprendre comment la diversité des microbes alimentaires contribue à un microbiome intestinal sain et comment la consommation à long terme d’aliments fermentés a un impact bénéfique sur la santé.

Notre objectif est d’utiliser les données sur les aliments et le microbiome intestinal pour permettre une conception plus pertinente et orientée vers la santé des consortiums microbiens pour les aliments fermentés et d’identifier les biomarqueurs liés à l’effet sur la santé de ces aliments fermentés.

Membres de l'équipe

Stéphane CHAILLOU

Alexandre BOLOTINE

Alice LIMA

Elham KARIMI

Killian CUISSINAT DAGUES

Nacer MOHELLIBI

Pierre RENAULT

William BOURELLE

Inès DROUARD

Marine ZAGDOUN

Alice MARANT

Colin TINSLEY

Marie Christine CHAMPOMIER VERGES

Julien TAP

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