PROSPECTIVE ECOLOGIE CHIMIQUE VI.2 Régulation et évolution des voies métaboliques Les connai sancesactuellesportantsur les voies fonctionnelle. Des progrès sur la biosynthèse de de biosynthèsedes métabolitessecondaires sont métabolites secondaires peuvent être issusd’une encore très nettement insuffisantes,particulière- combinaison d'approches de génétique quantita- ment en France où une structurationdes efforts tive et de travaux d'ingénierie métabolique utili- dansce domaine nécessite une interdisciplinarité sant des systèmes hétérologues (e.g. voie des difficile à mettre en place. En particulier, les glucosinolates indoliques chez le tabac). En l'ab- études des voies métaboliques chez les orga- sence de génome complet, les outils de Géno- nismes marins restent très nettement insuffi- mique fonctionnelle,qui intègrent les données de santes voire absentes. Chez les plantes terrestres Métabolomique et de Transcriptomique, permet- et un nombre croissant de micro-organismes, l'ac- tent de mieux comprendre un système complexe cession au génome complet a accéléré la com- dans son ensemble et de mieux interpréter les préhension des métabolismes et de leur conditions de modulation de ses voies métabo- évolution. En particulier la Génomiquecomparée liques. L’utilisation de précurseurs marqués iso- et la Phylogénomiqueontrévélé le rôle majeur des topiquement combinée à des approches transferts horizontaux de gênesdans« l’invention métabolomiques permet maintenant d’accéder à métabolique » et dans l'émergence de nouveaux des données cinétiques sur les flux de production phylums*. Par exemple, la conquête de la vie sur de ces métabolites. terre a été possible pour les plantes terrestrespar Des projets interdisciplinaires centrés sur desmo- l'acquisition de la phénylalanine ammonia-lyase dèles communs permettront sans nul doute d’élu- productrice de l’acide cinnamiqueet son intégra- cider des voies de biosynthèse de métabolites tion dans des réseauxmétabolique préexistants secondaires d’intérêt mais aussi de mieux com-s tels que celui des polycétides. prendrela régulation de ces voies en condition de Les approches génétiquesont égalementété dé- stress ou dans leur environnement. L’émergence cisives pour révéler de nouvelles voies et des de la Métabolomique appliquée à ce domaine est étapes manquantes et apporter une validation donc particulièrement prometteuse. VI.3 àp’Écologie fonctionnelle ueqimolobatéMaledtroplA Dans l’environnement, des signaux chimiques miques et moléculaires à la base de la Physio- jouent des rôles essentiels à différents niveaux logie de l’espèce et des interactions biotiques. écologiques, de l’espèce (e.g. dynamique des En effet, le changement d’échelle lié au trans- cycles de vie, développement larvaire, phénolo- fert d’études du laboratoire vers l’environne- gie, morphogénèse, croissance vs défense), aux ment naturel induit différents niveaux de réseaux trophiques (e.g. herbivorie,« brown food complexification, comme : chain », relation proie/prédateur) jusqu’à la • l’impact des facteurs abiotiques et de l’ontogé- structuration des communautés (allélopathie) nie sur la synthèse et la libération de métabolites mais aussi au niveau des cycles biogéochi- secondaires et sur les interactions biotiques, miques intégrant le compartiment microbien, qu’elles soient trophiques, symbiotiques, endo- que ce soit en milieu marin ou terrestre. L’Éco- phytes, pathogènes ou autres ; logie fonctionnelle est un champ d’application • la forte dilution ou la transformation spatio-tem- de la Métabolomique en plein essor. Elle s’ac- porelle des signaux chimiques ; compagne en général d’approches combinées • la nécessité d’intégrer des réseaux de commu- de type « Omiques » et est rendue possible par nication intra- et inter-spécifiqueset à l’échelle de une certaine connaissance des processus chi- la communauté ou de l’écosystème. 26
INEE Prospective ecologie chimique
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