Dimérisation des alcaloïdes indoliques monoterpéniques: élucidation des mécanismes de biosynthèse pour le développement d’un approvisionnement sécurisé par bioproduction et cellules usines – MIADIM

Les alcaloïdes indoliques monoterpéniques (AIM) sont des produits naturels actifs synthétisés par certaines plantes médicinales. Ils sont à ce titre utilisés dans notre pharmacopée (ex : vinblastine anticancéreuse) ou présentent des propriétés encore non exploités (ex : conophylline anti-Alzheimer). L’activité des AIM résulte de leur structure complexe et notamment de leur agencement en dimères comme pour la vinblastine et conophylline. Actuellement, la plupart des AIM sont encore extraits de ressources végétales mais le changement climatique commence à impacter leur taux de production causant parfois leur pénurie. Le développement de stratégies alternatives d’approvisionnement est donc primordial et à ce titre la création de cellules usines offre des opportunités concrètes de bioproduction d’AIM par ingénierie métabolique. Toutefois, cette approche nécessite l’élucidation préalable des voies de biosynthèse des AIM pour permettre le transfert des gènes les composant en levure. Alors que la compréhension du métabolisme des AIM a grandement progressé ces dernières années, leurs mécanismes de dimérisation restent grandement inconnus. Le projet MIADIM s’attachera donc à découvrir ces mécanismes chez Tabernaemontana divaricata, sélectionnée en raison de sa forte accumulation de dimères et de leur diversité, comparativement à Catharanthus roseus qui ne produit que des traces de vinblastine. En combinant des approches pointues d’analyses métaboliques spatiales, de séquençage génomique HiC, d’analyse transcriptomique sur cellule unique ou de chémobiologie, MIADIM développera le plus avancé des protocoles d’élucidation des mécanismes de dimérisation, transférable à d’autres espèces et produits naturels. En intégrant les gènes ainsi identifiés en levure via le système CRISPR/Cas9 et en optimisant le génie des procédés associé, MIADIM créera également des cellules usines productrices d’AIM dimères par synthèse de novo ou bioconversion ouvrant ainsi la voie à la sécurisation de leur approvisionnement.