Omiques du grain unique pour la biochimie synthétique de l'amidon – SinGraMics

L'amidon est une forme de stockage du carbone chez les plantes. Il est composé de polymères de glucose formant des grains insolubles dans l'eau qui présentent une large gamme de tailles et de morphologies en fonction de leur origine (espèces végétales, organes, tissus, type cellulaire). De plus, les grains d'amidon contiennent des fractions mineures de protéines, de lipides et de phospholipides, ainsi que des groupements phosphates liés de manière covalente aux résidus de glucose. L'amidon est une matière première importante pour les industries alimentaires et non alimentaires et représente une voie prometteuse pour la capture du carbone atmosphérique. En 2021, des polymères d’amidon ont été synthétisés avec succès par voie chimioenzymatique à partir de dioxyde de carbone atmosphérique et d'hydrogène in vitro. Cependant, aucune preuve d'une organisation granulaire semi-cristalline ni de la reproduction des propriétés physico-chimiques de l'amidon n'a été présentée. Ceci interroge sur la nécessité d’inclure les composants mineurs (protéines structurelles, phosphoesters..) pour synthétiser de l'amidon natif. De plus, il parait important de normaliser les processus de synthèse pour produire des grains d'amidon homogènes. Au cours de précédents projets, nous avons développé des méthodes de caractérisation miniaturisées et, à ce jour, avons pu caractériser la distribution de longueur des glucanes et le protéome de grains uniques d’amidon de pomme de terre. Nous avons également établi des méthodes pour l'analyse structurale des phosphoglucanes et de lipidomique miniaturisée. Avec ce projet, ces développements seront finalisés et utilisés pour caractériser des grains d'amidon uniques. L'établissement des relations entre la composition, la structure et la morphologie de l’amidon contribuera au développement de modèles mathématiques et à la conception de voies de synthèse artificielle homogènes.