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Biomimétisme de paroi cellulaire végétale par assemblage de lipide et cellulose

Les interactions entre bi-couche lipidique et biomatériaux sont impliquées dans la paroi cellulaire des plantes et des bactéries mais sont aussi utilisées pour la conception de liposomes portant des principes actifs. Dans le cadre de la thèse de Yotam Navon (co-tutelle entre l’UGA et l’Université Ben Gurion), des nanocristaux de cellulose (CNC) ont été déposés sur une bicouche lipidique supportée. Une microbalance à cristal de quartz (collab. DCM) a été utilisée pour suivre la formation de la bicouche, en mesurant l’épaisseur du film, mais aussi son hydratation. La microscopie à force de balayage (SFM) et la microscopie à fluorescence à réflexion interne totale (TIRF) ont été utilisées pour déterminer l'homogénéité des couches déposées, révélant les détails fins ? Les résultats ont montré que l'adsorption des CNC sur la membrane lipidique supportée dépendait de la composition des lipides, de la concentration des CNC et des conditions de pH, et que l’interaction était dominée par des interactions électrostatiques. Dans des conditions appropriées, un film uniforme a été formé, avec une épaisseur correspondant à une monocouche de CNC, qui constitue la base d'un modèle 2D pertinent d'une paroi cellulaire végétale primaire.

Les chitinoligosaccharides de CBO au cœur de nouvelles découvertes chez les plantes

Les chitinoligosaccharides (COs) et leurs dérivés LCOs (lipo-chitinoligosaccharides) jouent des rôles majeurs chez plantes en stimulant leurs défenses naturelles contre les agents pathogènes et en favorisant l’établissement de symbioses avec des micro-organismes du sol qui facilitent l’assimilation des nutriments. Mais comment les plantes discriminent-elles ces molécules aux structures si proches pour déclencher les réponses biologiques adaptées ? Comment les micro-organismes symbiotiques échappent-il au système immunitaire des plantes ? Les COs et LCOs produits par l’équipe CBO sont de formidables outils pour étudier ces questions. Ainsi de récents travaux menés au Royaume-Uni, au Danemark et en Allemagne et publiés dans Nature Communication montrent que les COs longs n’induisent pas uniquement des mécanismes de défense chez les plantes mais qu’ils contribuent également à la mycorhization en synergie avec les LCOs. Dans une autre étude publiée dans New Phytologist et menée par des collaborateurs de l’INRA de Toulouse et aux Pays-Bas, il a été montré qu’un récepteurdu champignon mycorhizien R. irregularis impliqué dans la symbiose permet également au champignon d’échapper au système immunitaire de la plante. Ces résultats confirment le potentiel de ces molécules utilisées pour favoriser la croissance et la protection des plantes en agriculture durable.

Bonne année!

Le Cermav et le CNRS vous souhaitent une belle nouvelle année!

Des analogues de sucre pour bloquer le développement des biofilms bactériens

Les bactéries utilisent plusieurs stratégies pour résister aux antibiotiques, dont la formation d'une matrice compacte, le biofilm, qui les protègent contre les médicaments. Pouvoir bloquer la formation du biofilm ou mieux pouvoir le disperser, est donc une approche thérapeutique intéressante contre certaines infections, dont celles causées par la bactérie opportunistes Pseudomonas aeruginosa. Les lectines solubles produites par cette bactérie jouent un rôle dans la cohésion du biofilm. L'équipe de Glycobiologie Moléculaire et Structurale travaille avec des chimistes organiciens pour concevoir des analogues de fucose capables de bloquer la lectine LecB. La collaboration avec l'équipe de Alexander Titz au Helmholtz Centre for Infection Research (HIPS Saarbruck) a démontré l'efficacité des dérivés sulfonamides du fucose. Ce projet se poursuit par la conception d'inhibiteur non-carbohydrate à travers une ANR franco-allemande.

Un 1er pas vers des polysaccharides à jonction supramoléculaire

De part la nature réversible et faible des liaisons des polymères supramoléculaires, des propriétés remarquables d'auto-réparation, de réponses à des stimuli et de dégradations sont souvent observées. Dans ce travail publié dans Chemical Communications avec nos collègues de l'Université d'Aalto (Prof. Olli Ikkala et coll., Finlande) et du SyMMES (P. Rannou, Grenoble), nous avons démontré, pour la 1ère fois, la possibilité de polymériser une brique élémentaire d'oligosaccharides fonctionnalisés à chaque extrémité par un "sticker" à liaisons hydrogènes de type UPy. Le produit résultant s'est comporté comme des cristaux liquides lyotropes et même des fibres ont pu être produites. Ce travail pionnier est une contribution d'un projet à plus long terme consistant à développer des glyco-matériaux/nanostructures aux propriétés auto-réparantes.

L'acide barbiturique comme thérapie du glycochimiste

Une nouvelle voie d'accès à des C-glycoconjugués fonctionnels a été développé au CERMAV. L'originalité de la méthode réside sur la condensation de Knoevenagel en position anomère de sucres libres à partir de dérivés d'acide barbiturique N,N-disubstitués. Divers groupements "clickables" ont pu être introduit pour conceptualiser cette nouvelle approche synthétique. Désormais, d'autres fonctions sont en cours d'investigations pour sonder tout le potentiel offert par cette chimie dans divers domaines des glycosciences.

Des étoiles de cellulose

Les nanocristaux de cellulose (NCC) sont des bâtonnets colloïdaux biosourcés présentant deux extrémités chimiquement différentes. Dans le cadre de sa thèse au CERMAV, Fangbo Lin a tiré parti de cette propriété encore peu exploitée en greffant à une seule des extrémités des NCC des chaînes de polymères thermosensibles. Cette modification a permis d’obtenir des particules hybrides qui s’assemblent sous l’effet d’une augmentation de la température en complexes innovants sous la forme d'étoiles à 3, 4, 5 ou 6 branches.

Santé : vers une biopile régénérable

La première pile biologique, respectueuse de l'environnement, capable de produire de l’énergie à partir de substrats biodégradables en continue voit le jour. Cette réalisation développée par des chercheurs du Département de chimie moléculaire (CNRS/Université Grenoble Alpes) et du Centre de recherches sur les macromolécules végétales (CNRS) constitue un changement de paradigme dans le domaine des piles à base d’enzymes.
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