La photosynthèse et la photoprotection chez Tisochrysis lutea, de la synthèse à l'extraction de fucoxanthine

Photosynthesis and photoprotection in Tisochrysis lutea, from synthesis to extraction of fucoxanthin

• Auteur / Autrice : Anne Pajot
• Direction : Luc Marchal, Elodie Nicolau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Nantes Université
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génie des Procédés Environnement – Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire) - Physiologie et Toxines des Microalgues Toxiques et Nuisibles - laboratoire GENomique des microALGues (GENALG)
• Partenaire(s) de recherche : Institution : Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer
• Jury : Président / Présidente : Leslie Boudesocque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Cadoret, Raphaë͏l Grougnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Leslie Boudesocque, Claire Remacle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Emploi en thérapeutique

Plantes marines

Mots clés libres

Photosynthèse

Photoprotection

Microalgae

Photosynthesis

Photoprotection

Microalgue

Résumé

La fucoxanthine est le caroténoïde le plus abondant dans les océans. Elle est produite par les algues brunes, les meilleures productrices étant les microalgues. Parmi eux, la microalgue haptophyte Tisochrysis lutea est connue pour sa forte teneur en fucoxanthine. Dans les cellules de mammifères, ce pigment a des propriétés anticancéreuses, antidiabétiques, anti-inflammatoires, etc. Le potentiel de la fucoxanthine en tant que nutraceutique et en tant que molécule bioactive en pharmacologie est donc intéressant. Cette thèse porte dans un premier temps sur l’étude expérimentale de l’antenne collectrice de lumière et des gènes de la photosynthèse et de la photoprotection chez T. lutea. Puis, l’influence de l'irradiance et des nutriments sur la bioproduction de fucoxanthine ont été étudiés à différentes échelles. Enfin, une approche des techniques d'extraction et de purification pour la récupération des biomolécules a été proposée, dans le respect des principes de la chimie verte et d'éco- conception. La dernière partie de la thèse intègre à la production de biomasse le développement d'une méthode d'extraction de pigments de T. lutea avec un solvant vert, suivie du fractionnement et de la purification de la fucoxanthine par chromatographie de partage centrifuge pour atteindre une récupération et une pureté (>99%) élevées de la fucoxanthine

Fucoxanthin is the most abundant carotenoid in the oceans. It is produced by brown algae, the best producers being microalgae. Among them, the haptophyte microalga Tisochrysis lutea is known for its high fucoxanthin content. In mammalian cells, this pigment has anti-cancer, anti-diabetic, anti- inflammatory, etc. properties. The potential of fucoxanthin as a nutraceutical and as a bioactive molecule in pharmacology is therefore interesting. This thesis initially focuses on the experimental study of the light-harvesting antenna and the photosynthesis and photoprotection genes in T. lutea. Then, the influence of irradiance and nutrients on the bioproduction of fucoxanthin were studied at different scales. Finally, an approach of extraction and purification techniques for the recovery of biomolecules has been proposed, respecting the principles of green chemistry and eco-design. The last part of the thesis integrates the production of biomass with the development of a method for the extraction of pigments from T. lutea with a green solvent, followed by the fractionation and purification of fucoxanthin by centrifugal partition chromatography to achieve a high recovery and purity (>99%) of fucoxanthin