Les recherches du département Microbiologie et chaîne alimentaire

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Microbiologie pour une approche raisonnée des biotechnologies

Cette thématique associe des équipes travaillant en biologie des systèmes, en biologie de synthèse et en biotechnologies blanches et environnementales. Les activités dans ce domaine sont focalisées sur le fonctionnement et l'ingénierie des microorganismes et des communautés microbiennes, dans un contexte de bioéconomie (production et transformation de la biomasse). Le développement de la bioéconomie est incontournable pour faire face à l‘épuisement graduel des ressources fossiles et relever les enjeux environnementaux associés. Les enjeux dans ce domaine concernent d’une part l’extrapolation des bioprocédés de l’échelle du laboratoire à l’échelle industrielle et visent d’autre part à mieux comprendre les principes régissant les écosystèmes complexes et à évaluer la faisabilité de l’ingénierie écologique pour optimiser ou concevoir des systèmes biotechnologiques.

• Priorité 1 : ingénierie et conception des microorganismes, vers une meilleure intégration des procédés.
• Priorité 2 : définition des règles de fonctionnement des communautés microbiennes pour leur pilotage et le contrôle des bioprocédés.

Mots clefs : biologie prédictive, ingénierie métabolique et enzymatique, valorisation de la biomasse, bio-raffineries, design de souches, mécanismes d'adaptation, modélisation, contrôle, pilotage.

Cette thématique aborde les enjeux de la chaîne alimentaire en termes de sécurité sanitaire, de transformation et de préservation de l’aliment dans une démarche de durabilité. Les microorganismes sont des causes majeures d’altération et de risque sanitaire dans les aliments, et représentent des obstacles pour les évolutions des filières alimentaires, telles que les démarches sans additifs, les nouvelles formes de distribution et de consommation d’aliments, les besoins de santé et de sureté, la meilleure gestion des ressources. Les microorganismes sont par ailleurs une source de solutions pour améliorer la durabilité des systèmes alimentaires, notamment via l’utilisation des écosystèmes microbiens pour la production et la protection des aliments. En particulier, les aliments fermentés représentent une voie d’avenir, notamment en source d’innovations, comme la transformation de matières premières nouvelles, le développement de produits territorialisés et le développement d’aliments pour la santé.

• Priorité 1 : Les risques microbiens associés à de nouvelles contraintes, de nouvelles pratiques et de nouveaux produits.
• Priorité 2 : Assemblages des communautés microbiennes des aliments pour des fonctions d’intérêt.
• Priorité 3 : Les aliments « microbiens » (aliments fermentés prébiotiques, probiotiques, symbiotiques) comme leviers du bien-être et de la santé.

Mots clefs : altération des aliments, risques sanitaires, pathogènes,  biotransformation, biopréservation, gestion des ressources, aliments fermentés, aliments pour la santé.

Microbiologie pour le maintien de la santé animale et humaine

Cette thématique aborde les enjeux de risques infectieux des élevages à l’homme d’une part, et de santé-bien être d’autre part, en étudiant les liens entre microbiotes, pathogènes et hôtes animaux et humain.

Les maladies métaboliques chez l’homme et infectieuses chez l’animal sont devenues en quelques décennies des enjeux sociétaux majeurs. Les premières mises en évidence de mécanismes associant richesse, composition du microbiote intestinal et paramètres clés de santé permettent de considérer les microbiotes (de l’intestin et d’autres organes) comme un réel levier pour la santé humaine et animale. D’une part, le microbiote possède la capacité à restreindre la croissance de certaines espèces pathogènes et des travaux combinant pathogène(s), microbiote et réponse de l'hôte doivent être approfondis pour donner jour à des alternatives inédites aux antibiotiques. D’autre part, les impacts des pratiques, conditions de vie, les modes de consommation alimentaire, sur les microbiotes en relation avec la santé, n’ont pas été suffisamment explorés.

• Priorité 1 : Comprendre les interactions chez l’hôte.
• Priorité 2 : Diagnostic et nouvelles approches thérapeutiques.
• Priorité 3 : Évaluer l'impact de l'environnement sur le microbiote et la santé de l’hôte.
• Priorité 4 : Décrypter la dynamique des flux microbiens.

Mots clefs : santé, bien être, microbiote, métagénome, pathogènes, pathobiome, réponse de l'hôte, écologie, flux de gènes, virulence, antibiorésistance, alternatives aux antibiotiques, diagnostic, pronostic, prébiotiques, probiotiques.