Développement de nouvelles méthodologies en chimie analytique environnementale pour la métabolomique spatialisée

Development of new methodologies in environmental analytical chemistry for spatialized metabolomics

• Auteur / Autrice : Robin Wisson
• Direction : David Touboul, Véronique Eparvier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LCM Laboratoire de Chimie Moléculaire

Mots clés

Mots clés libres

Chimie analytique environnementale

Métabolomique spécialisée

Holobionte

Bois

Microorganism

Environmental analytical chemistry

Specialized metabolomics

Holobionte

Wood

Microorganism

Résumé

Les plantes ont développé de nombreuses stratégies de défense contre les stress biotiques et abiotiques en produisant des métabolites spécialisés. Notre équipe s'est intéressée depuis plusieurs années à un modèle d'étude de ces relations complexes entre microbomes internes et externes avec une plante, i.e. l'holobionte tropical Sextonia rubra. Les métabolites du bois ont été identifiés et les communautés microbiennes associés étudiées mais aucune information n'a été jusqu'à présent donnée sur la capacité du microbiome à 1- Protéger l'hôte macroscopique d'agressions biotiques en produisant des composés antibiotiques. 2- Dégrader la lignine et de la cellulose. Pour aborder ces questions scientifiques en écologie chimique, de nouvelles méthodologies en chimie analytiques doivent mises en œuvre. Il s'agit en particulier de mettre au point de nouvelles approches en imagerie multimodale (spectrométrie de masse et de fluorescence), l'analyse comparée du métabolisme spécialisé produit en milieu marqué (13C et 2H) sur boite de Petri et non marqué par imagerie MS, et finalement une approche métabolomique par photo-CIDNP en RMN. Ces méthodes en métabolomique spatialisée pourront être ensuite proposés à la communauté et être appliqué à de nombreuses études en écologie chimique, chimie environnementale ou en biologie/santé.

Plants have developed numerous defense strategies against biotic and abiotic stresses by producing specialized metabolites. For several years, our team has been studying a model of these complex relationships between internal and external microbomes with a plant, i.e. the tropical holobiont Sextonia rubra. Wood metabolites have been identified and the associated microbial communities studied, but no information has yet been provided on the microbiome's ability to 1- Protect the macroscopic host from biotic aggression by producing antibiotic compounds. 2- Break down lignin and cellulose. To tackle these scientific questions in chemical ecology, new analytical chemistry methodologies need to be implemented. In particular, we need to develop new approaches to multimodal imaging (mass and fluorescence spectrometry), comparative analysis of specialized metabolism in labelled (13C and 2H) and unlabelled Petri dishes using MS imaging, and a metabolomics approach using NMR photo-CIDNP. These spatialized metabolomics methods can then be proposed to the community and applied to numerous studies in chemical ecology, environmental chemistry or biology/health.