Le genre Sempervivum, un modèle pour la caractérisation et le développement de solvants eutectiques profonds naturels originaux (NaDES) – SemperDES

S’appuyant sur les IdEx NADESGENE et HeliDES (2021, 2024) et sur des résultats préliminaires encourageants, le projet biosinpiré SemperDES rassemble des partenaires académiques et industriels dans les domaines des produits naturels et de la chimie extractive, de la physico-chimie, de la toxicologie et des biotechnologies afin de couvrir jusqu'à TRL 5-6 le développement de nouveaux solvants eutectiques profonds naturels (NaDES).
Suite à l'identification du 2-C-méthyl-D-érythritol (2ME) et de son comportement NaDES dans des extraits de Sempervivum, les objectifs sont les suivants : 1-détecter et quantifier le 2ME et ses dérivés dans d'autres espèces de la famille botanique des Crassulaceae, 2-isoler et caractériser ces composés, seuls ou en mélanges NaDES, 3-explorer une peu probable toxicité, 4-procéder à l'expression hétérologue à l'échelle du laboratoire dans Escherichia coli du 1-désoxy-D-xylulose-phosphate (DXP) et du ME-phosphate (MEP), précurseurs biosynthétiques du 2ME et du 1-désoxy-D-xylulose (1DX), sur la base des constructions plasmidiques des deux premiers gènes de la voie du MEP, 5-développer en grand volume la bioproduction de DXP, MEP puis l'obtention de 1DX et 2ME (par prestation de service), 6-concevoir des NaDES originaux comme solvants pour l'éco-extraction assistée par ultrasons ou micro-ondes de plantes et de microalgues aux échelles laboratoire et pilote.
Une attention particulière sera portée à limiter l'impact environnemental des différentes activités, notamment par l'utilisation de la chromatographie de partage centrifuge, technique vertueuse pour le fractionnement d’extraits et l'isolement de composés, l'emploi de résines d'adsorption moléculaire et la mise au point d'étapes d’hydrolyse enzymatique simple.
Cette recherche de solvants biocompatibles originaux et non toxiques s'inscrit dans une démarche réaliste de développement durable et de mise à disposition d'outils pour la chimie verte. De plus, les applications potentielles brevetables sont nombreuses dans les domaines de la santé, des cosmétiques et de l'agro-alimentaire, soutenues par l'implication du partenaire industriel Gattefossé. Ces travaux s'accompagnent d'aspects plus fondamentaux visant à mieux appréhender les mécanismes d'adaptation d'espèces végétales aux milieux arides, défi sociétal majeur du XXIème siècle dans le cadre du changement climatique global.