Doctorante: Kieu Oanh NGUYEN Directeur de Thèse: Pr. Dr. Eric GONTIER Co-directeur de Thèse: Dr. Rebecca DAUWE Equipe de recherche « Procédés pour la production de biomolécules » Profilage métabolomique d‘Isatis tinctoria pour le développement d'un procédé biotechnologique de production de molécules à usage pharmaceutique Date de début de Thèse: Mai 2010 Date de soutenance prévue: Mai 2013 BioPI EA3900- Biologie des Plantes et Innovation UPJV, Faculté des Sciences, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens, France

Indirubine Isatis tinctoria L., Brassicaceae La métabolomique: une vision globale des métabolites présents dans la plante… Analyse du métabolome: révéler des changements métaboliques globaux après l’application d’un traitement Le sujet ma Thèse porte sur l’espèce Isatis tinctoria L., sous la famille Brassicaceae. C’est une plante colorante traditionnelle utilisée en Europe depuis longtemps pour la teinture de textiles et la coloration de monuments (cathédrale d’Amiens). Elle synthétise des métabolites secondaires tels que des alcaloides et des glucosinolates présentant des activités biologiques intéressantes. En particulier, la littérature souligne les effets anti-cancéreux et anti-inflammatoires de certains composés accumulés chez Isatis. Cette plante présente donc un intérêt majeur pour le développement d’applications en médecine et en cosmétique GC-MS et LC-MS Tuyau d’arrivée d’air Solution nutritive Agrobacterium rhizogenes

Etat d’avancement Etude de la bibliographie (base en place, maintien à jour et approfondissement) Analyses GC-MS et LC-MS sur des extraits de graines et de fruits d’Isatis tinctoria pour caractériser la valeur potentielle des huiles dans les graines. Même démarche suivie pour les feuilles et les racines de la plante: caractériser « tous » les métabolites présents dans chaque partie de la plante (. Cultures hydroponiques mises en place pour étudier l’influence de souches bactériennes (Agrobacterium rhizogenes ) sur: la croissance de plantes// augmentation de la vitesse de croissance, plus de biomasse produite par unité de temps. la biosynthèse des métabolites secondaires et primaires // approche métabolomique utilisant XC-MS sous la langue R. Cette partie donne une image de métabolites secondaires végétale, de métabolomique végétale, de stratégies pour obtenir les métabolites d’intérêt à partir de la plante. La généralité de la plante d’Isatis tinctoria L. a été présentée et également ses métabolites, des activités biologiques de ses métabolites et métabolomique qu’on a réalisé sur Isatis. Ce chapitre parle aussi de Agrobacterium rhizogenes, une bactérie du sol, qui est capable de réaliser un transfert d’information génétique dans les cellules végétale et de les faire se différencier en racines autonomes, son rôle en optimisation la production de biomasse en particulier des molécules d’intérêt pharmaceutique

XC-MS profiling Extraction des méabolites (et dérivatisation). Chromatographie (GC, LC) couplée à la spectrométrie de masse (MS). Intégration des pics (caractérisés par un temps de rétention RT et un m/z). Analyses statistiques par XC-MS sous la langue R. Identification des pics: AMDIS (Automated Mass spectral Deconvolution and Identification System) + NIST (libraires: Golm, BioPI – 56 métabolites) Par GC-MS, 132 métabolites ont été étiquetés dans les feuilles et les racines d’Isatis tinctoria L.: Etiquetés par groupe : 81 Acide aminés : 23 Sucres : 16 (not identified) Acides organiques : 16 Glucosinolates : 12 (not identified) Autres : 14 Autres composés étiquetés non identifiés : 51

Difficultés rencontrées Pour la suite: Continuer à compléter nos résultats de GC-MS et LC-MS. Réaliser des cultures hydroponiques stériles pour l’étude de l’interaction plante-microorganismes. Tests d’activité anti-microbien de l’extrait de feuilles et de racines d’Isatis tinctoria. Difficultés rencontrées Le manque de standards spécifiques engendre une difficulté pour l’identification des molécules. Résultats attendus Evaluation du potentiel d’ Isatis tinctoria pour la production de métabolistes d’intérêt pharmaceutique à partir de cultures hors-sol. Des publications sur les travaux de thèse.