Dossier - ManRos Therapeutics

poorgardenBiotechnology

Dec 10, 2012 (4 years and 10 months ago)

483 views

L
es ressources vivantes de l'océan sont immenses et diverses.D'elles dépendent nos
avenirs climatique,alimentaire,énergétique...à condition de se donner les moyens de
les identifier,de les exploiter mais aussi de les gérer.Tels sont aujourd'hui les enjeux
des biotechnologies marines.
Dossier
D~~~ ~ _
• Université de technologie
de Compiègne.
UMR CNRS 6022.Cent re de
reche rche de Royalli eu.
BP 20529.
602 05 Compièg ne cedex
• * Sta tion de bi olog ie
ma rine.Pl acede la Cro ix.
29900 Co nc arn ea u
y.legaI2@ora nge.fr
e t www.mar- eco.no
Pourquoi des biotechnologies
marines?
Les biotechnologies marines existent-elles?Telle était la question posée
par Christine Nouaille en ouverture du numéro spécial de Biofutur
(novembre 1991) consacré à ce sujet alors émergent.Car la spécificité
biochimique des organismes marins a longtemps laissé perplexes les
scientifiques,même si des applications technologiques particulières
semblaient aller de soi.
Daniel Thomas*,Yves LeGal **
60 chercheurs de 13 nationalités différentes ont étudié
la vie dans les grandes profondeurs,le long de la dorsale
médie-atlantique (expédition Mar-Eco 2004),captu-
rant des espèces rares et pour certaines jamais décrites
de poissons,de calmars et d'organismes encore inclas-
sables".Même les campagnes de pêche commerciale
rapportent régulièrement des espèces de poissons
jusqu'alors totalement inconnues des scientifiques.
La réalité de la biodiversitémarine va sans doute au-delà
de ces observations classiques.Les missions de décou-
verte et d'observation des fonds marins laissent parfois
apercevoir,furtivement,des êtres vivants parfaitement
inconnus,inclassables.Peut-être certains d'entre eux
représentent-ils des phylums ignorés et,sans doute pour
longtemps,hors de notre champ d'investigations.
Diend'autres facteurs doivent être pris en compte pour
comprendre la nature spécifique de la biodiversité
marine.C'est donc tout un ensemble de contraintes
physico-chimiques d'organisations tridimensionnelles
complexes qui encadre chaque organisme,à l'image
de la pression,de l'absence de lumière aux très grandes
profondeurs,des îlots chimiosynthétiques près des
fumeurs abyssaux ou tout simplement le fait que la
mer soit salée:chlore,brome,iode sont incorporés
dans des structures moléculaires organiques tout à fait
originales créées puis détruites par des mécanismes
enzymatiques eux aussi originaux.
Un champ d'investigations immense
Aujourd'hui,le champ des biotechnologies s'est
considérablement élargi:aspects fondamentaux ou
es systèmes vivants sont construits sur un même
schéma général:aux acides nucléiques,l'infor-
mation,aux protéines,la catalyse,aux lipides,
la délimitation des territoires,à l'ATP,la gestion
de l'énergie,etc.La réalité est bien sûr plus complexe
et moins tranchée que cette vue schématique mais,
réellement,procaryotes et eucaryotes,unicellulaires,
plantes et animaux répondent bien à un modèle quasi
universel,élaboré au cours des centaines de millions
d'années qu'a duré l'évolution du vivant.Et puis,existe-
il spécifiquement une organisation biologique monta-
gnarde,lacustre...?Pourquoi des biotechnologies
« marines»?
La vie est née dans un univers océanique,profondeurs
abyssales ou lagunes littorales,il y a près de 3,8 mil-
liards d'années et cette durée doit être mise en
perspective avec les 400 millions d'années de la vie
continentale.Ainsi,la vie marine est bien,par de nom-
breux aspects,différente de celle des terres émergées.
Les océans sont beaucoup plus stables que les envi-
ronnements terrestres et favorisent moins les effets
« niches»:lesespècesmarines ne représentent que 10 %
environ de celles qui sont connues aujourd'hui (les
insectes en représentent bien plus de la moitié).Mais
cette stabilité a,à l'inverse,favorisé le maintien des
très nombreuses formes d'organisation (phylums),dont
un grand nombre n'est retrouvé que dans les océans.
On sait aussi que la quasi totalité de la production
de biomasse des océans provient de minuscules
organismes photosynthériques (picophytoplancton),
encore inconnus il y a vingt ans,et que ces organismes
assurent une part majeure du fonctionnement
géophysiologique de la planète.C'est ainsi qu'en 2004,
26 BIOFUT UR301 • JUIL LE T - AOÛT 2009
recherche et ses applications:
cent-cinquantenaire de la Station de
logie marine de Concarneau
• g
énomique,valorisa'0 iom es
~''ar ion dela filiè re d pr odu its de
s a i applica tion envi ron nemen rales,
- ioremédiarion (qu i on i te à augmen -
_ _ dat ion ou labiorran formation pour
_ e biofouling (contr e lacoloni arion des
organ ismes vivants,zoo mp.48) ou la
xiqu e,T In y a pas de bio technologies
ivemenr mol éculair es,Ledomaine
gestion des resso urc es est auss i de venu
::=:::a:::.e apart enti ère des biot echno logies mari nes,
ol ogie des espè ce s,modé lisat ion et iden-
;~ éti que des stocks expl oitables.
~_.-.~ _,,,n On est de venu une source de produi ts ou
-'iolo giq ues utiles en bi otechno logie,bi en
__- -'èr e mari nes traditionne lles,Avecces
-=== ~:.=.ll ~-e mili eu mar in enri chit l'indu stri edans
_'- l e.la chimi e fine,la pharmaci e ou les
_~.•..•..-:-:- - act ifs,A titre d'exemp le,le génie enzy-
-~- e- a bio conve rsion *'se sont ouverts aux
on conventionne ll es et tirent désormais
= -~ ~'l;~..JJ'D proposé s parla biot echn olog ie mari ne,
~ STIl ti ondebi olo gi emarinede Concarneau a ét é crééeen 1859,
-=:~'en fait la plu sanc ienn edu mo nd e,C'es t,avec l'établis se-
-- - de Di nard (CR ESCO ),l'un des deu x lab orat oi res de biol ogi e
-'-e du Muséum nationa ld'hi stoire naturelle,Autou rde ses
:- erm ane nt s,ce sont plus de 40 cher cheur s,thé sardset étu -
:- s fr ançais etétrang ers qui,annue lleme nt,par ti cipentà so n
~ ivi té.C'es t unét abli ss ementde ta ille mod este,ce qu i,aut ou r-
:ui,facili tela créati vitéetla pr oduct ion sci enti fiquelors qu'on tra -
li e au sein deréseaux spécial isésinterna ti on aux,
Il spui s 150 ans,sous ses di ff ér ent es tute lles- Co ll ègede Fran ce
is MNHN-,ses cher cheur s exp lorentle mond ema rin,pn vllé-
;;'n san s dou tepl us les org anismes eux -mê mesque leu rmil ieu,
rès la grande époq ue des embr yologistes (Co ste,Chabry)pui s
"e ll e des ph ys iolo gistes (M arey,d'Ar son va l),ce fut ce ll e des
_ioc himi stes (Ro che,Florkin ),pui s cel ledes biologi stes rnol éc u-
aires,Sta tion de re cherche fon dament ale,ses act ivités sont auss i
,,'depui s longt emp s en pris e dir ecteave c l'éco nomie:pê che,
a uacu lt ure,biotechn ologie s,Son fonda teur,Vi ctor Cos te,voulait
évelop perl'aq ua culture:cefut la naissance de l'ostréic ulture.
avec pa r exe mple l'utili ation d'enz ymes issu es des
extrê mophile s comm e réa cteurs solid e-gaz,
C'est au milieu des année s1980 qu e des programmes
de R&D spécifiq uemen t cib lés sur les biotechno log ies
marines ont vu le jour au xÉtats -Uni s,auJapo n et
en Au st rali e,avecla cr éa tion de centr es de rech er ches
dé diés,Cec i ne sign ifie pasqu e la « viei ll e» Eu rope
fût en ret ard,L'i ntér êt pou rles imm enses ressources
ma rin es à exp loit er existait:mo léc ul es d'intérê t
thérape utiq ue,enzymesther mop hil es oupsychrophiles
(fonc tionna nt à des températures com pri ses en tre0 et
20 °C environ),su bstanc es textu ran tes,etc,Mai s,sans
que ce la fût simpl eme nt une questionde sémant iqu e,
le concept de bi otechno logies marines avai tun peu de
ma l à pas ser,par ticuli ère ment en Fr ance,pays qu i a
toujours eu un pe u de mal à assumer se s merset son
aven ir mari time,Ain si,c'est,auj ourd'hui,dan sdes
con textes régionau x (e npa rticuli er,avec les pôles de
compé ti tivi té) et européens (l es progr ammes cadr esde
recherche et développeme nt réc ent s pr ennent encompt e
ce sect eur) qu'il fau t ret rouve r ledynamisme des
biotec hno log ies mari nes,•
ez Transfor matio n d'un e
substance organ ique en
une au tre
ZO ~
L'élevagede la Sol e,réali sédans les ann ées1880 fut une pr emière.
lleput s vingt ans,laSt ati on de Co nca rne au es t un élém entmo teur
dans l'éme rge ncedes biot ec hnol og iesmarines en France et
au-delà,en particul ier encon tribuanttrès ac tivementà la cr éa tion
de l'ESMB(Europ ea nSoc iet yfor Mar ineBiotec hnology) en1995
(ww w.esr nb.orç).•
Yves le Gal
La st ation marin e de Concarneau,la pl us anciennedu mo nde,
init ialement cr ée pou rdéve lopperl'aquacu lture.
BIOFUTUR301 • JUIL LET -AOO T2009 27
Dossier
g~~~ ~ _
• Laborato ireArago,
Universi té Pi er re et Mar ie
Curie,Paris6/CNRS,BP 44,
66650Banyuls -sur-me r
Musé um nat ionald'histoi re
nat ure lle,57 rue Cu vier,
750 05 Paris
•• Me rMo lécules Santé,
Ins titut Sub stances et
orga nismesde la mer,
Uni vers ité deNantes,
2 ruede la Hou ss inière,
44322 Nan tesce dex3
jean-michel.k orn prob st@
univ- nant es.fr
*'Unitéde sali nitépratiq ue
(pr acticalsalinity uni~,
qui cor re spo ndsc hém a-
tiquem entau poids en
gramm esde rési duso-
lide cont enu dan sun
kil ogramme d'ea u
de mer
Diodiversité et
chimiodiversité marines
Les océans constituent un espace continu,homogène et relativement
stable au regard du temps géologique.Témoins des origines de la vie,
ils en conservent une mémoire,illustrée par une biodiversité particulière
à laquelle correspond une chimiodiversité encore peu explorée.
es océans (1 370 millions de krri') recouvrent à
l'heure actuelle 70,8 % de la surface de la Terre,
soit 361 millions de km',pour une profondeur
moyenne d'environ 3800 m.Outre sa continuité,
ce gigantesque milieu présente,par rapport au reste
des eaux libres de la planète,une autre particularité:
sa salinité,extrêmement stable au large (35 psu",
1050 mOsm.L").La composition de l'eau océanique
est la même partout,et ceci depuis des centaines de
millions d'années.L'océan est aussi beaucoup plus
homogène que l'ensemble des terres émergées.
Biodiversité
Le mot « biodiversité",contraction de « diversité
biologique",a été créé en 1985.Il est généralement
assimilé à la diversité spécifique,soit l'ensemble des
espèces vivantes,bactéries,protistes (unicellulaires),
fun gi (champignons),végétaux et animaux d'un milieu,
par exemple en environnement marin,un mètre cube
d'eau de mer au large,un morceau de fond vaseux,de
marge continentale,une source profonde hydrother-
male ou encore un fragment de calanque côtière...
Mais,en fait,la biodiversité est bien plus que la seule
diversité spécifique,incluant à la fois les espèces et
leur abondance relative.Cependant,en pratique,l'es-
pèce est commode:elle peut être assimilée à une sorte
« d'unité de monnaie"identifiable et comptabilisable
et donc aisée à utiliser.
Gènes,espèces,écosystèmes
Pour le biologiste,la biodiversité se définit sur trois
niveaux:les diversités génétique,organismique et
écologique ou encore les gènes,les espèces,les
écosystèmes.Si l'espèce est le niveau taxinomique
privilégié pour la description et la reconnaissance,
28 BIOFUTUR30 1 • JUI LLE T -AOÛT 2009
Gilles Boeuf* et Jean- Michel Kornprobst* *
la biodi vers ité correspond en fait à toute l'informa-
tion génétique que contient chaque unité élémentaire
de diversité,qu'il s'agisse d'un individu,d'une espèce
ou d'une population.On distingue quatre grandes
problématiques autour du terme « biodiversité »:
• l'étude des mécanismes biologiques fondamentaux
permettant d'expliquer la diversité des espèces
et leurs spécificités,qui nous oblige à davantage
« décortiquer"les mécanismes de la spéciation et
de l'évolution;
• les approches plus récentes et prometteuses en matière
d'écologie fonctionnelle et de biocomplexité,incluant
l'étude des flux de matière et d'énergie et les grands
cycles biogéochimiques;
• les travaux sur la nature « utile"pour l'humanité
dans ses capacités à fournir des éléments nutritionnels,
des substances à haute valeur ajoutée pour des médi-
caments,produits cosmétiques ou encore à offrir des
modèles plus simples et originaux pour la recherche
fondamentale et finalisée,afin de résoudre des
questions agronomiques ou biomédicales;
• la mise en place de stratégies de conservation pour
préserver et maintenir un patrimoine naturel consti-
tuant un héritage naturellement attendu pour les
générations futures.
C'est à partir du Sommet de la Terre sur l'environne-
ment et le développement,organisé à Rio de Janeiro
en juin 1992 par les Nations unies,que le terme « bio-
diversité"est sorti des laboratoires du vivant et du
sérail des biologistes pour partir à la conquête des
sciences humaines et sociales,des médias,des poli-
tiques et du grand public.C'était la signature d'un
engagement historique:la première Convention inter-
nationale sur la diversité biologique,un traité conclu
au niveau mondial (ratifié aujourd'hui par 188 pays),
assurant non seulement la protection des espèces,mais
prenant aussi en compte les écosystèmes,le patrimoine
PHYLUM PÉLAGIQUE BENTHIQUE
Placozoaires ~ ~
Cténophore
s
-=
Kinorhynques
- =
=
Priapulides
= = -
Loricifères
=
=
Pogonophores = = --
Échiuriens
=
= -
Phoronidiens
=
~
Brachiopodes
=
= -
Échinodermes
=
~
Chaetognathes
- =
= -
= =
Hémichordés
=
= = -
Céphalochordés
=
=
Tuniciers - =
=
'Mnm.Phylumsanimaux apparus dans l'océan et ne l'ayant
jamais quitt é
Benthi que se rap po rteaux fon ds marins,péla giq ueau x
eau xmo insprofondes.
genetique et l'utilisation durable des ressources
naturelles.Le débat se déplaçait ainsi des sciences
biologiques vers les politiques.
Des bi omasses considérables
Aujourd'hui,la diversité spécifique reconnue dans
les océans ne dépasse pas 13 % de l'ensemble des
espèces vivantes actuelles décrites,soit environ 275000
(dont 93000 pour les seuls écosystèmes coralliens) sur
les 1,8 millions connues.On décrit environ 16 000
espèces nouvelles par an,dont 1 600 marines.
Face à l'immensité du volume,ceci est peu.On peut
avancer deux raisons à cela.La première est que les
connaissances,surtout pour les zones profondes et
pour les micro-organismes,bactéries et microalgues,
ne sont encore que très partielles (nous sous-estimons
donc considérablement la biodiversité océanique).Les
nouveaux moyens,comme le couplage entre la cyto-
métrie en flux et les sondes moléculaires (mettant en
évidence un organisme avec une grande spécificité),
permettent la découverte d'une extraordinaire diver-
sité biologique,absolument inattendue,des micro-
organismes marins.Le « séquençage de mers» (sé-
quençage par Craig Venter de tout l'ADN contenu dans
un volume d'eau de mer filtrée) va dans le même sens,
les données obtenues apparaissant pour la plupart
inconnues (de l'ordre de 80 %).Pour les procaryotes
et les très petits eucaryotes,les approches moléculaires
récentes (séquençages de l'ARN ribosomal165 ou 185
entre autres) apportent chaque jour des connaissances
étonnantes.
Par ailleurs,et c'est la seconde raison,il est aussi clair
que les écosystèmes marins et le mode de vie dans un
milieu continu (à travers la dispersion des gamètes
et des stades larvaires) des espèces qui les peuplent pré-
disposent moins à l'endémisme strict que dans les bio-
topes terrestres.Il existe beaucoup plus de barrières et
d'isolats favorables à la spéciation sur terre qu'en mer.
Ceci entraîne des différences importantes en matière
de diversité spécifique,la plupart des niches éco-
logiques marines n'atteignant pas la richesse des
terrestres,beaucoup plus morcelées et favorisant plus
les spéciations nouvelles.En revanche,les biomasses
marines peuvent être considérables,les seules bacté-
ries marines représentant à elles seules plus de 10 %
de toute la biomasse carbonée de la planète.
Par ailleurs,le plus grand groupe de métazoaires ter-
restres,et de très loin,les insectes,n'a quasiment pas
de représentants marins.Une des théories avancées
pour expliquer cela (car beaucoup d'entre eux peuvent
parfaitement se développer et vivre en eau salée) a été
qu'ils ne sont pas parvenus au cours de l'évolution à
acquérir la transparence de l'organisme,fondamentale
pour la diversité et la survie des invertébrés marins
contre la prédation.
Si la diversité spécifique est faible,la diversité en grands
groupes est en revanche considérablement plus impor-
tante en mer:sur les 33 grands phylums animaux
aujourd'hui connus,14 n'ont jamais quitté l'océan
et n'ont aucun représentant terrestre ou dulçaqui-
cole actuel (tableau 1).
Des évén emen ts clés
L.aformation de la Terre est datée à 4 600 millions
d'années (Ma).La vie est apparue dans les océans,
finalement assez rapidement,après le refroidissement
initial et la condensation des masses d'eau,il y a envi-
ron 3 800 millions d'années.Les plus anciennes roches
sédimentaires connues (île d'Akilia,au sud du
Groenland) contenant du carbone d'origine bio-
logique sont datées à 3 850 Ma.Il faut imaginer la
vie primitive très simple au début,à partir d'un monde
AR et de protocellules.Les gisements actuels de
stromatolithes",en Australie par exemple,sont très
précieux car ils contiennent dans leurs parties silicifiées
les plus anciens fossiles de micro-organismes,des
cyanobactéries.
Il y a 3 400-3 200 Ma,celles-ci sont parties à la
conquête généralisée des océans,alors dépourvus d'oxy-
gène atmosphérique.Grâce aux pigments spécifiques
des cellules,en milieu aqueux,la photosynthèse pro-
duit de l'oxygène et des sucres à partir de lumière et
de COl et serait apparue vers 3 500 Ma.Une fois
l'océan saturé,l'oxygène a commencé à diffuser hors
du milieu aquatique vers 3 200 Ma,la composition de
l'atmosphère actuelle avec ses 21 % d'oxygène datant
d'environ 100 Ma,au Crétacé.
Dans cet océan ancestral se sont produits des événe-
ments déterminants pour le vivant et la biodiversité:
• l'apparition de la membrane nucléaire et du noyau
individualisé (transition procaryote-eucaryote) vers
1500 MA;
• la capture de cyanobactéries ambiantes qui devien-
dront des syrnbiotes et des organites de la cellule,la
mitochondrie et le plaste,avec leur propre petit ADN,
respectivement vers 1 400 et 900 Ma;
• l'apparition des pluricellulaires et métazoaires vers
800-900 Ma.
B I O F UT UR3 01 • JUIL LET -AO Û T2 00 929
*'Conc ré tionsdes fon ds peu
pro fonds con stitué es de
mil lia rdsde mi lliardsde
cyan ob ac téri es
ORDRES DE ÉLÉMENTS PPM* ORDRES DE ÉLÉMENTS PPM
GRANDEUR GRANDEUR
> 10
3 CI 18980 10- 1 B
5,00
> 103 NA 10560
10- 1 Si 4,00
> 103 Mg 1 275
10- 1 F 1,50
103 - 102 5 885
1 - 10"N 0,70
103 - 102 Ca
400 1 - 10"A1 0,50
103 - 102
K 380 1 - 10.1 Rb 0,20
102 - 10 Br 65
10.1 - 10.2
P,Li 0,10
102 - 10 C
30 10"- 10.2 l,Ba 0,05
102 - 10
Sr 15
10.1 - 10.2
As 0,02
• Partie par mil lion,so it 1mg par kg;un élément trac e correspondà une con ce ntr atio n inf érie ureà 0,01 ppm.
En gras,élémen tsfr équemme ntrencontr ésdansdes métabo lit es parti culiers,pri maires et/ou se con daires,d'organ ismes marins,
ma is plu s rare men tou non obser vésdans des organ ismesterr es tr es.
sSler ~~~~ ~ _
t;:;
œ
o
œ
n,
Z
œ
o
y:
~
@
lEm Exemples de dérivés halogénés atypiques d'algues
rouges
Contr aireme ntauxapp arence s,ce ttealgue des côte sdu
Qa tar estune algu erou ge (e xcè sde chl or ophyl lespa r rap-
port aux autres pigmen ts),Lau rencia pan ic ul ata.Le gen re
Laurencia est par ticul ièremen t ric he en déri vés halogénés.
Il s'est produit aussi un fait exceptionnel dans cet océan
ancestral:l'apparition de la sexualité,qui se révélera
si importante pour l'explosion de la biodiversité.La
reproduction sexuée permet un brassage génétique créa-
teur de nouveauté et d'une diversité sans précédent:
tous les individus sont différents,Une population pour-
vue de sexualité évolue beaucoup plus vite.De plus,la
prévalence de la sexualité permet le développement de
la « course aux armernents » des parasites et de leurs
hôtes (co-évolution et dialogue moléculaire),le bras-
sage génétique permettant à terme plus rapidement de
« désarrner » le parasite et une sélection sexuelle,bien
différente de la sélection naturelle.
La sortie des océans
La sortie des océans pour la vie métazoaire organi-
sée s'est produite après l'explosion de vie précarn-
1ffl~.J
Concentrations
des 20 éléments
les plus abon-
dants de l'eau
de mer
(après Het 0)
30 BIOFUT UR301 • JU I L L ET - AOÛ T2 00 9
brienne (550 Ma) et les premières formes végétales
(premières plantes vasculaires au Silurien supérieur,
vers 415 Ma) et animales terrestres (arthropodes,ver-
tébrés entre autres) laisseront des traces sur les conti-
nents (myriapodes,scorpions,dipneustes,rhipidistiens,
Ichthyostega,vers 400 Ma,au Dévonien).De très nom-
breuses nouvelles adaptations seront développées,
autant par les végétaux que les animaux,le passage
à la vie terrestre et à la respiration aérienne constituant
un événement exceptionnel dans l'histoire de la vie.
LesdiHérencessont fondamentales entre animaux aqua-
tiques et terrestres.Les premiers tirent leur oxygène
de l'eau par diffusion vers l'organisme profond pour
les petites espèces ou grâce à la branchie pour les plus
grands.Un volume d'eau de mer en équilibre
avec l'air contient environ 30 fois moins d'oxygène
que le même volume d'air.Du coté des métazoaires
plus évolués,les respirateurs aquatiques (animaux
respirant dans l'eau) ne peuvent développer une trop
grande surface d'échange (essentiellement la branchie)
à cause des dangers inhérents aux « flux » physiques
osmotiques (eau et électrolytes),l'animal perdant son
eau en mer et étant « envahi » par l'eau en rivière.
En fait,un poisson est constamment soumis à un délicat
compromis,entre une surface maximale à développer
pour aller capter l'oxygène dans un milieu pauvre et
très changeant et,par ailleurs,une surface minimale
pour éviter de graves déséquilibres hydrominéraux.Les
animaux aquatiques excrètent de l'ammoniaque et,
pour la plupart,ne thermorégulent pas.À l'inverse,
les animaux terrestres doivent faire face aux UV,à la
déshydratation,à l'expression d'une pesanteur bien
différente (nécessitant un squelette beaucoup plus lourd
et résistant et une masse musculaire en conséquence),et
doivent trouver des produits d'excrétion différents,peu
ou pas toxiques pour l'organisme excréteur (acideurique,
urée,moins toxiques que l'ammoniac).
Lesprémices de la thermorégulation se sont développées
bien plus tard,au Trias,vers 210 Ma,après la troisième
grande extinction.Elles trouveront leur efficacité
optimale chez les grands dinosauriens,puis surtout
chez les oiseaux et les mammifères.
Un très bel exemple de retour à l'océan est le cas des
Cétacés.Ils ont débuté cette ré-acclimatation à la vie
marine à partir de formes terrestres d'artiodactyles'",
pro
ches de Di acodexis primitifs,puis amphibies (comme
Indohyus,Paki cetus ou Ambu locetus...) vers 55 à SOMa
et leurs gigantesques formes actuelles (la grande baleine
bleue,le cachalot...,les plus grands animaux ayant peu-
plé la planète depuis les origines de la vie et que l'homme
massacre allègrement depuis 160 ans) sont très récentes.
Par opposition,il n'existe que deux groupes exclusive-
ment terrestres,les myriapodes et les amphibiens.
Lenvironnement marin a donc joué un rôle déterminant
dans l'histoire de la vie et l'océan actuel conserve son
rôle primordial dans l'évolution de la vie et du climat.
Chimiodiversité
Si la biodiversité en phylums est ainsi plus riche dans
l'environnement marin que sur terre,il en est de même
pour la chimiodiversité,qui s'intéresse aux métabo-
lites primaires et secondaires des organismes vivants".
Les organismes marins vivent dans une solution saline
complexe qui renferme la quasi totalité des 92 éléments
naturels,dont certains sont fortement présents dans
l'eau de mer mais beaucoup moins ou seulement à l'état
de traces dans l'eau douce ou sur terre.
L.achimiodiversité marine se caractérise ainsi par la
présence d'éléments chimiques inhabituels ou très rares
dans les organismes dulçaquicoles ou terrestres.Il
est ainsi permis d'envisager une « spécificité marine })
pour certains groupes d'organismes qui possèdent
abondamment des métabolites possédant ces éléments
chimiques particuliers et en quantités notables.
Rappelons que si la croûte terrestre est essentiellement
constituée d'oxydes (silice et alumine regroupés sous
le terme de Sial) avec seulement 1,5 % d'eau,l'océan
mondial contient surtout de l'eau (96,5 %),des halo-
génures et des sulfates.Si personne n'ignore que la mer
est salée par le chlorure de sodium,peu de personnes
savent qu'après le sodium et le chlore,les éléments les
plus abondants de l'eau de mer sont le magnesium"
et le soufre (tableau 2).
Halogènes
L.esquatre halogènes (fluor,chlore,brome et iode) sont
présents dans l'eau de mer,mais à des concentrations très
différentes.On observe l'ordre Br > CI > 1> F.
L.echlore et le brome sont très fréquemment rencon-
trés dans les dérivés lipidiques (acides gras,stérols,
terpènes) d'éponges et de cnidaires,dans les terpènes
et mérorerpènes"de certaines algues vertes et rouges,et
dans la plupart des alcaloïdes indoliques par ailleurs
présents dans de nombreux phylums (cyanobactéries,
algues vertes et rouges,spongiaires,cnidaires hexa-
coralliaires,mollusques,bryozoaires,urochordés).
L'iode est plus rarement associé à des métabolites secon-
daires,bien qu'il existe des terpènes et des stérols iodés,
et c'est sa forte concentration dans les grandes algues
brunes du genre Lami naria qui a conduit le Français
Courtois à la découverte de cet élément dans les cendres
du « goémon »,en 1811.
L.esdérivés fluorés sont particulièrement rares dans la
nature.L'anion fluoroacétate est présent dans quelques
légumineuses terrestres,les rendant ainsi toxiques,et en
milieu marin des analogues du 5-fluoro-uracile*'ont été
découverts dans une éponge d'origine chinoise.Quelques
molécules halogénées,sans aucun équivalent terrestre,
sont présentées figure 1.
Oxygène,soufre
L.esmétabolites marins oxygénés les plus originaux,et
pratiquement sans aucun équivalent terrestre,sont les
hydroperoxydes et peroxydes linéaires et cycliques.
Ces composés sont généralement très instables et sou-
vent considérés par les chimistes comme des explosifs.
La présence de peroxydes naturels est quasi générale
chez les éponges Homoscleromo rpha et il en a été
identifié dans d'autres phylums d'invertébrés.Leur
biosynthèse et leurs fonctions chez les espèces qui les
contiennent restent encore largement méconnues.
Un groupe important de toxines polyoxygénées que
les Anglosaxons désignent sous le terme général de
« polyether la dders}) (échellespolyéther) semble carac-
téristique des dinoflagellés,microalgues responsables
des blooms toxiques communément appelés marées
rouges.Ces toxines extrêmement puissantes n'ont
encore aucun équivalent terrestre et leur biosynthèse
*3 Mamm ifèr eson gulés
possé dan tun nombr epair e
de doigt sà chaq ue pa tte
*4 Les métab olit espri mai res
(ac ide s nuc léiques...) sont
comm unsà tou s les orga-
nis me set vitaux,à'la diffé-
rence desmétabo lites
seco nda ires,so uve nt
vect eurs del'infor matio n
chimique.Les pr em ier s
trad ui sent l'unit édu mo nd e
vivan tet les seco nds sa
div er sité.
miliiiA Exemples de dérivés atypiques de l'oxygène et du
soufre retrouvés chez des éponges
énigmatique a été résumée de la façon suivante par
le chimiste japonais Yuzuru Shimizu en 1993:« Il est
très intrig uant que les dino flagellés synth étisent des
polykétides de diffé rentes façons,comme s'il s'agissa it
d'organismes de planètes différentes}).C'est à ce groupe
qu'appartient la maitotoxine,qui est actuellement
la plus grosse molécule naturelle non protéique et non
polymérique,et en même temps la toxine non pro-
téique la plus puissante.
Elément majeur de l'eau de mer,le soufre est omni-
présent dans les organismes marins,dans des méta-
bolites primaires comme les polysaccharides sulfatés
de certaines algues rouges (agars,carraghénanes) et
brunes (fucanes),ou dans de très nombreux métabo-
lites secondaires d'algues ou d'invertébrés.Les
polysaccharides sulfatés isolés des algues rouges sont
largement utilisés comme agents texturants - épais-
sissants et gélifiants - dans diverses industries,notam-
ment en agroalimentaire où ils sont identifiables par
les sigles E406 (agars) et E407 (carraghénanes) visibles
sur les emballages.
BIO F UT UR301 • JU ILL E T - A OÛT200 931
es Le magnési um des
ch lor oph yllesest essen tiel
à l'ac tivi téphot os yn thé -
tiqu e.L'«inve nt ion"de
la photosyn thèse pa r les
micro -orga ni smesma rins
n'aurai t doncprobab le-
men t pasét époss ibl e
san ssa pr ése ncedans
l'e aude me r.
*'Classes d'hydro ca rbu res
*,Produitde syn thès eutili sé
pour letr aitemen tde
ce rtains can ce rs.
Sa découve rtecomme
sub stan ce nat ure lleest
largement pos té rieu re
à son uti lisa tion
théra peut ique.
Dossier
~g~~ ~ _
la présence de cet élément dans des métabo-
lites souvent considérés comme secondaires,
les céramides et les stérols par exemple,est
beaucoup plus rare.Ainsi,des phosphocé-
ramides et des phosphostérols ont été
découverts dans le phylum strictement marin
des échinodermes.
Enfin,la présence d'arsenic dans des substances
naturelles est tout à fait exceptionnelle,du fait
de la toxicité de cet élément.Cependant,cer-
taines algues brunes incorporent l'arsenic de
l'eau de mer dans des dérivés glucidiques que
l'on retrouve dans les mollusques herbivores
qui consomment ces algues.Très fréquentes,
les bétaïnes contiennent presque toutes de
l'azote,mais très rarement de l'arsenic,comme
l'arsénobétaïne des carapaces de la langouste
Palinurus longipes cygnus.Enfin,l'arsénicine
A est un composé exceptionnel isolé d'une
éponge et possédant le squelette arséno-oxo-
carboné de l'adamantane,un hydrocarbure
tricyclique isolé de certains pétroles (figure 3).
W
N
~
W
o
f-
;::
W
0..
0..
@
milii;'Exemp les de dérivés atypiques de l'azote,
du phosphore et de l'arsenic
Certai nsde ces dériv és son tnot ammen trenc ontr és ch ez
la gorgonocé ph ale,échinode rmeaty pique dela même
famillequ e les oph iures.
Une diversité vitale
I..es moyens analytiques modernes nous ont trè
récemment permis de mettre en évidence une extra-
ordinaire diversité biologique dans les océans,dans
tous les sens du terme.Elle était tout à fait sous-
estimée,surtout pour les micro-organismes pro- et
eucaryotes,les champignons et les invertébrés.La
chimiodiversité est bien sûr en accord avec cette
diversité biologique.
I..emécanisme d'expertise le plus performant en matière
d'estimation de l'érosion de la biodiversité,le Millenium
Ecosystem Assessment (Compte-rendu 2005) pour
lequel ont travaillé 1 320 chercheurs à travers le monde,
a démontré les atteintes dramatiques et irréversibles
causées à la biodiversité en estimant les taux de dis-
parition actuels des espèces à au moins 1 000 fois plus
que le rythme naturel attendu,estimé sur la dizaine de
millions d'années écoulée.Une consultation interna-
tionale est en cours,lancée par la conférence
Biodiversité,science et gouvernance qui a réuni 1 500
personnes à Paris en janvier 2005,à l'instigation de la
présidence française.L'IMoSEB (International
Mechanism of Scientific Expertise on Biodiversity),
dont la première réunion s'est tenue à Paris en février
2006,a été créé pour mieux organiser les travaux sur
l'évolution de la biodiversité,un peu à l'image du GIEC
pour le climat.
L'enjeu est grand pour faire prendre conscience aux
opinions publiques et aux hommes politiques de
l'acuité du sujet et de l'urgence à prendre des mesures
concrètes et efficaces.Les aspects touchant à la
formation sont essentiels et l'enseignement,surtout
auprès des jeunes,est déterminant;il faut très sérieu-
sement les informer,sans non plus les désespérer!
Nous sommes en train de nous priver de ressources
indispensables pour l'avenir de l'humanité.La
destruction et la pollution des écosystèmes,la
surexploitation des stocks,la dissémination anarchique
d'espèces invasives et le changement climatique
global sont extrêmement impactants en environne-
ment marin.•
I..amajorité des dérivés soufrés d'origine marine sont
des esters sulfuriques de stérols et de triterpènes que l'on
trouve fréquemmenr chez leséponges et de manière sys-
tématique dans les saponines d'échinodermes*'(figure 2).
Azote,phosphore,arsenic
I..esterpènes sont largement répandus dans la nature,
mais une des caractéristiques des terpènes marins est
la présence d'azote engagé dans des groupes fonction-
nels très inhabituels ou inconnus dans les terpènes d'ori-
gine terrestre.C'est ainsi que dans plusieurs éponges
appartenant aux ordres des Halichondrida et des
Haplosclerida,beaucoup sont substitués par les groupes
isonitrile (- C),isothiocyanate (- =C=S),et N-for-
mylamino (-NHCHO).Ces trois groupes sont général
présents sur le même squelette carboné d'un sesqui-
terpène ou d'un diterpène,et principalement obser-
vés dans les éponges.Des alcaloïdes indoliques
substitués par des groupes isonitrile et isothiocyanate
ont également été observés chez certaines cyanobac-
téries marines.
L'azote est enfin pré-
sent dans des dérivés
nitrosés,des dérivés
nitrés et des esters
nitriques dans
d'autres phylums
d'invertébrés marins.
I..aprésence de phos-
phore est générale
dans de nombreux
méta bolites pn-
maires comme les
acides nucléiques et
les phospholipides
membranaires,mais
*.Mo lécu lescomp lexes
qui ne so nt pré sen tes
en grandequan titéque
chezle phy lum des
éc hino de rme sdans
le règn e an imal
Pour en savoir plus
'+ Ba na igsB,KornprobstJM (2 007 )L'actualité chimique 306,7-13
'+ Bl onde lJ (20 05) Biodiversi téet sci ences de la nature.Les biodiversités,
obje ts,th éories,pr ati ques,CNRSEdit ions,23-36
'+ Boe ufG (20 07 )J Soc Biol20 1,5- 12
'+ Boe ufG in Chang euxJP,ReisseJ (e ds) (2008 )Un monde meil le urpour
to us,projet réal is te ou rê ve ins en sé?,Co ll.de Fran ce/Od ileJac ob,47-9 8
'+ BouchetP in Du ar teCM (e ds) (2006 )Th e exp lo rati on of Ma rineBi odi ve r-
sit y,Fon dation BBV A,32 -64
'+ CS PN B(200 8)La biodi vers it éà tra ver sdes exemp les,les rése auxde
la vie,MEEDDA T,196 p.
'+ Kornp rob stJM (2005) Su bstanc esnature lles d'orig ine marine,
Tec& Doc Lavo isie r,2 vol,183 0p.
32 BIOFUT UR 301• JUILLET-AOÛT 2009
"
o
~
w
a:
::J
(L
Hiodiversité marine et génomiQue
T
ous les êt res vivan ts dan sleur fo rme act ue lle so nt lerésult atd'une
histoire év ol uti ve contr ainte parles va ri ab les phy sico-c him iques
de leur envir onneme nt.Po ur le ssé lectio nnistes,c'est la di ve rsité
géné tique qu i dét ermi nele succ ès d'un groupe don nédan s
un en viron nementvar iab le,alors qu e pour les ne utr alistes,la
fréquence desall èlesest dé terminéepar de s règ les st och astiques,
le poly morphi smequ i en résulte étan tla co ns éq uence soi t dela
fixa tio n,so it de l'éli minat ionde cer tai nes forme s al léliques.
On peu tauss i co nsid érer qu e lemaintiende la bi od ive rsité est
étroi temen tco rr élé avecla diversit égénétiquecar le po lymor-
phi smegé néti que da nsune es pèc e don née cons tituela bas edeson
potentiel év olut if.On pe utavo ir une idé e del'adapt abi lit éet de
l'év oluti onde s esp èc es et desind ivi duspar l'étude de la stru cture
génét ique enmes ur ant,pa r exe mpl e,la diversit éde mar qu eur s
sim plestels qu edes micros ate ll ites(séque ncesd'AD Nrépét ées).
De nouveaux écl airage sfournis par la génomiqu e
Oeux axe sde rech erche appo rtentde nouv eauxécl ai ragessu r le
rôle de la div ersi té gé nétique ch ezles eu caryote s:la dé termina ti on
du polymor phismegén étique,par exe mp le parde s an alysesde
sé qu enc ed'introns,et la détermin at iondu rô lede cer tainsgènes.
Avantl'uti lisation des marqu eursde type mi crosatel lit e,c'ét ai ent le s
déte rmin ati onsd'allozy mes*qui étaien tuti li sée spo ur l'évaluati on
de la di ve rsité gén étiqu e.
L.esrés ultatsrécent s de lagénom iqu e peuve ntrévé lerla présen ce
de plus ieurs esp èceslà où la taxon omi e cl ass iquene per me ttait
d'en distingu er qu'une seul e.Ainsi,parmi les ép on ges qui
po ssè den t pe ude caract èresmorp ho log iquesper met tantleu r
déterminationau stade adul te,l'ana lysegéné ti quepeut
con du ire àl'identi fi cat ion de no uve lles esp èces
cry pt iques ausei n degroupe s cosmo pol ites.
Chez deno mbre ux an imauxmar ins,on a ob-
servé uneass oc iat ion étr oi teen trela divers ité
des allozy me s et les capaci tésadap tatives.
Cepen dant,les con clusionsqui peu venten
êtretirée s dépe ndentdu fai t que l'on accep te
ou non la neut ral it é sélecti vedes marq ue ur s
géné tiqu es:onne peu tpas suppo se rque tous les
loc i soient en clins à un edé rivealéa toireliée à l'ac cu-
mu lat ion de mut atio ns neu tres oupr es que
neut res,pui sque lasélec tion nat urellepe ut
aff ec terdiff éremmentce rtainsloci.Peut -êtr e
ces derni er s serv ent-ilsde bas eaux voi es
princi pal es d'u ne str atégiede su rvie,en
particul ierchezles anim auxmar ins.
Si on repr endl'exem pledes éponge s (plu sparti cu lière mentdu
phylumPo ri fer a),org anismes sessil esfiltreurs,deu x espè ces so nt
auce ntred'un pro jetde sé quen çage,Subeti tesdomu ncul aet Geodia
cydoni um.l'ensemb le desdo nné es recu eillies per metuneap proc he
dela di vers ité gén éti que au moy endes gèn esinformatif s,gène squ i
cod entles protéines st ruct uralesoude régul ation.Lespori fères so nt
des an imaux surles quels le s fact eu rs en viro nneme ntaux exer cent
un epress ion fort e.Ainsi,la su rvie de s él ém entsde propag ation,
sexués ou asexués,es t étroitemen t liée au x per turbat ionsnaturel les
ou ant hropi ques.Cepend an t,les pori fères ont bien réuss i jus qu'à
prése nt:ils sont appa rus ily a ap proxi mative ment600 à 800
mi llions d'années et semaintien ne ntencore actu el lem ent.
La comp réhensiondesch ange ments etde l'acc roiss em entde la
com plex ité gé né ti queau mo yen d'ét udes comp arat ives engéno-
miquefonc tion nelledoit cond uire àfor mulerdes hypo thèses su rles
règlesqu i po urr aient avoi rdirigél'év olut ionet (peut- êt re)perme ttr e
de prév oirdestendances del'évo lution.Cequ i n'es tpas anod in:
ladiversit émo lécul aire estnon se ulementbénéfiqueau maintiende
la divers it é biol og ique mais ell e està la base d'u ne imm ense
ri ch esse gén étiquepot entielleme nt valori sa bledans les act ivités
huma ines.•
Wemer Müll er
Institut für Physiologische Chimie,Main z,
Allemagne
* Enz ymes synt hétiséespa rdif fér ents allè lesd'u n seul gè ne
Des géno mesde po ri fères sontac tue lleme nt
sé que ncés.
B I O F U T U R 301• JU I LL ET - AO Û T2009 33
> -
w
I
o
::J
«
z
z
o
o
~
::;;
Ii
u:
z
«
::;;
tu
w
-'
u,
g
en
œ
@
Dossier l
ID!m~~~ ~ _
• Muséu mnati onald'hi sto ir e
na tu rel le,US M0502,
FRE320 6CN RS,Mo léc ules
de commun ica tion et
adaptati on desmicro -
organ ismes,ca se 54,
57 ru e Cuvie r,75005 Paris
bourgu et@mnhn.fr
•• Labo ratoi rede chimie
de sbiomo léc ules etde
l'en vironnem ent(EA 4215),
un i v ers i t éde Per pi gn an via
Dom itia,
52,ave nu ePaulAldu y,
668 60Perpignan
bana igs@uni v-per p.f r
(1) Emble yTM,Marti n W
(200 6) Nature440,62 3-30
pas si secondaires.
Des métabolites
• •
À l'origine,les substances naturelles isolées chez les plantes et les micro-
organismes ont été qualifiées de métabolites secondaires,par opposition
aux métabolites primaires,communs à tous les organismes vivants et
nécessaires pour leur croissance et leur reproduction.Ce n'est que depuis
les années 1960 que leur rôle dans la communication chimique est connu.
La biodiversité marine est un réservoir exceptionnel pour l'étude de ces
molécules.
n mer,plus encore que sur terre,les systèmes de
communication chimique constituent un élément
indispensable dans l'établissement des relations
intra- et interspécifiques.Le milieu marin est
depuis des millénaires le théâtre d'incessantes luttes
entre proies et prédateurs,colonisateurs et colonisés.
Il facilite l'établissement de barrières chimiques:des
substances organiques réduisant la valeur nutritive
des tissus,au goût désagréable,toxiques ou antico-
lonisantes y sont facilement diffusées et dispersées.
Ce milieu est ainsi très riche en substances allélochi-
rniques de tous genres,des plus simples,comme l'acide
chlorhydrique ou l'acide sulfurique,aux plus
complexes,comme certains alcaloïdes,pseudopep-
tides ou autres macrolides.
Les animaux sessiles (éponges,coraux,gorgones,asci-
dies...,vivant fixés à leur substrat) possèdent une éton-
nante capacité de synthèse de médiateurs chimiques
impliqués dans la défense et la compétition interspé-
cifique.D'un point de vue écologique,la plupart de
ces animaux sont semblables aux végétaux:ils SOnt
immobiles et « phorosynthétiques » de par les micro-
organismes qu'ils renferment.Ils sont ainsi le plus
souvent incapables de produire une réponse comporte-
mentale face à une agression mais sont pourvus de
protection physique ou chimique,ou de caractéris-
tiques morphologiques qui leur permettent de filtrer
3 4 B I OF U T UR3 01 • JUILLET- A O Û T2 009
Mari e- Li seBourguet-Kondracki *,Bernard Banaigs**
les uv,ou de se protéger des prédateurs,compétiteurs
et autres organismes pathogènes.
Cependant,les exemples documentés dans lesquels le
rôle de médiateur chimique a été clairement démon-
tré pour les molécules isolées d'invertébrés marins sont
moins nombreux que dans le milieu terrestre.
L'écologie marine est une discipline récente puisque
les premières observations dans le domaine n'ont été
rendues possibles qu'au début des années 1970,quand
les scientifiques ont eu accès à la plongée sous-marine.
En une quarantaine d'années,plus de 18 000 molé-
cules nouvelles ont été caractérisées.La biodiversité
marine est la source d'une formidable diversité
chimique qui mobilise un nombre croissant d'équipes
de recherche dans le monde et de grands groupes
pharmaceutiques se penchent sur ce gisement de
molécules encore peu exploité.
La chimie des substances naturelles
marines,une histoire récente
Les premiers travaux significatifs en chimie des sub-
stances naturelles marines sont ceux de Werner
Bergmann qui,en 1951,isole d'une éponge de Floride
des nucléosides inhabituels dont le classique ribose
est remplacé par un arabinose (1).Les chimistes ont
t
rès vite l'idée d'utiliser ces structures originales,
proches des bases puriques de l'ADN,pour concevoir
des molécules antitumorales.Deux molécules de
synthèse sont ainsi développées,l'ara-A (vidarabine)
pour son activité antivirale et l'ara-C (cytarabine) pour
ses propriétés antitumorales.De façon étonnante,
l'ara-A est isolée en 1984 de la gorgone Eunicella
clavolini,laissant le monde scientifique pantois et
admiratif devant Dame Nature.
Durant les années 1960,les chercheurs,fascinés par
la nouveauté et l'originalité des structures chimiques
isolées d'algues ou d'éponges,réalisent un inventaire
de nouvelles molécules (2).L'intérêt pour la découverte
de nouveaux archétypes de molécules à propriétés
pharmacologiques est stimulé par la découverte en
1969 dans une gorgone des Caraïbes,Plexaura homo-
malla,de quantités importantes de prostaglandine
15(R)-PGA2,que l'industrie pharmaceutique peine
alors à synthétiser.Le concept des « médicaments
de la mer» est né!
Vers la fin des années 1970,la chimie des substances
naturelles marines a évolué en suivant trois voies prin-
.cipales:l'étude des toxines,la recherche de substances
d'intérêt biologique et,plus récemment,l'écologie
chimique.
I..'étude des toxines marines telles que la saxitoxine,la
tétrodotoxine,l'acide okadaïque ou la maïtotoxine a
attiré non seulement l'attention des chimistes des sub-
stances naturelles,mais également celle des chimistes
de synthèse,des biochimistes et des pharmacologues.
Lincroyable complexité chimique et l'activité biologique
très intense et très spécifique de la plupart de ces molé-
cules expliquent en grande partie cet engouement.
Saxi toxine et tétrodotoxine ont par exemple servi
d'outils biologiques pour l'étude et la caractérisation
des canaux ioniques,ce qui a ensuite ouvert la voie au
développement d'effecteurs spécifiques (tableau) (3).
Les résultats obtenus principalement lors des dix der-
nières années,dans le domaine de l'écologie chimique,
11Mb Exemples de substances
d'origine marine commercialisées
comme outils biologiques
avec notamment l'étude des fonctions biologiques des
métabolites secondaires,permettent aujourd'hui de
mieux comprendre pourquoi tant de composés aux
structures chimiques si diverses ont été isolés chez des
organismes marins.Ces travaux,ainsi que ceux effec-
tués sur les toxines marines,permettent une approche
plus rationnelle de l'étude des métabolites marins d'in-
térêt biologique dans des perspectives de valorisation.
les molécul es d'intérêt biologique
I..abiodiversité marine,à même de fournir des molé-
cules très originales sans équivalent avec des molé-
cules isolées de plantes ou de micro-organismes
terrestres,a suscité un vif engouement de l'industrie
pharmaceutique.Celle-ci a dès lors fondé beaucoup
d'espoirs sur les « médicaments de la mer »,
I..aplupart des molécules d'origine marine susceptibles
d'être utilisées dans le domaine de la santé sont des-
tinées au traitement des cancers.Cette prédominance
est le résultat des moyens financiers importants mis
dans la recherche de nouveaux anticancéreux,par le
National Cancer Institute (NCI) aux États-Unis,par
des instituts universitaires comme le Harbor Braneh
Oceanographie Institution en Floride,le Cancer
Researeh Institute dans l'Arizona,le Center for Marine
Bioteehnology and Biomedecine en Californie et par
des firmes pharmaceutiques spécialisées comme
PharmaMar en Espagne.Certains groupes pharma-
ceutiques s'intéressent également aux neurotoxines
comme les phycotoxines produites par des rnicroalgues
ou les toxines du venin des cônes.De son côté,la
recherche de nouveaux antibiotiques,antiparasitaires
ou antiviraux est pour l'instant peu ou pas développée.
Curieusement,peu de brevets ont été déposés dans
le domaine d'application des produits phytosanitaires
ou antifouling (anticolonisation) d'origine marine.
Cependant,la recherche de nouveaux biocides pour
B I O F U T U R30 1 • JUI L L ET -AO Û T2009 35
(2) Kornp ro bstJM (2 005)
Subs tanc esnaturel les
d'or igine marine,Tec & Doc,
La voisier,Pa ris
(3) Kao GYet al.(198 6)
An n NYAcad Sci 479,52·67
tresse
üemet n e
Composé Origine
chimi que
d'uti lisatio n
.....•.........•....
......•.........••....
Ac ide kaïniq ue Digenea simpl ex(algue rouge) Acide amin é Neuro biolog ie(exci toto xine')
Aéquor ine Aequora aequ orea(cn idai re) Ph otoprot éine In dic at eurde biolumine sce nce
(ut iliséepou rlemicrodos ageducalcium )
Ga lyc ulineA Discodermi a calyx (éponge ) 1 nhibiteur de protéin e ph os pha tase
u-Cono tox ineGIl IB Conus geographus (mol lusq ue) Pept ide Inhibiteu rdes cana ux so di um
vo ltag edépen dant
Dolas tat ine15 Do/abe/la au ricul aria(mo llus qu e) Pept ide Inh ibiteurde
des mi cr otub ules
Jas plak ino lide [aspis sp.(é pon ge) Depsipept ide Inducteur dela poly mérisat ion
mac ro cycliqu e de l'actine (é tudedu cy tosquel ette)
Latr unculinesA,B Latrunculia magni fica (éponge) Ma cro lide Inhi biteur dela polyméri sation
de l'ac ti ne
Manoalid e Luffariella uariabil is(é ponge ) Se st er terpène Inh ibiteu rde la phos ph oli paseA2
Ph ycoérythrin e Alguesroug es Tét rap yrrole lin éaire Bi ologi emoléculai re
(EL ISA,cytométr ie enflux)
Tétro dotoxine Bacté ries Al calo ïdede la guan idine Inhibiteurdes canaux sod ium
voltagedépend ant
Vent ™DNApo lymér ase Ba ctériesdes sou rces Pr otéi ne Biolog iemoléc ulaire(PGR )
hydr other malesprofo nd es (enzym e thermos table )
Sources.-A.G.Scientific BioLabs/nc.,Bio/Mo/,Mo/ecu/ar Probes.Lux Biotechn% gy,Sigma
,subs tanceQu i suractive les cellu les nerveuses ju squ'à les endommager,voi re le stuer
Oossier
g~~w~ _
Willlj'Structure
tridimensionnelle de
l'ro-conotoxine
peintures antifouling
s'intensifie au
Japon,aux États-
Unis et dans les
pays du nord de
l'Europe (Danemark,
Norvège,Pays-Bas).
Le marché mondial
de ces peintures
e t estimé à 40
millions de litres
par an.
(4) Blun!J et al.(2 009)
Nat Pr od Rep 26,170-6
(5) Oliv era SMin Fuse taniN
(ed) (2 00 0)Drug str om the
S e a,Ka rger,Bâle
(6) Pom mierY et al.(1996)
Biochemistr y35,133 03-9
Les médicéments
d'origine marine
Aujourd'hui,le milieu
marin,avec les quelque
18 000 molécu les décrites
dans la littérature (4),a fourni
deux médicaments récents,
plus d'une vingtaine de
molécules en phases
d'essais cliniques
dont sept en phase
II et III d'essais
cliniques pour des
activités essentielle-
ment antitumorales,
et une vingtaine de molé-
cules en phase d'essais précliniques*'.
*'www.ma rineb iot ech.o rg
*'www.ph armamar.com
l'ro-conotoxine MVIIA,un analgésique isolé du
cône marin du Pacifique Conus magus
Les cônes marins sont des coquillages extrêmement
variés qui comptent à ce jour 500 espèces,essentiel-
lement dans la région inde-pacifique sud.Ce SOntdes
carnassiers redoutables qui,pour capturer et paralyser
leurs proies,utilisent un système d'envenimation éton-
nant constitué d'un véritable harpon empoisonné qui
agit telle une sarbacane naturelle.Leur venin,composé
d'une multitude de peptides toxiques - conotoxines -
qui agissent en synergie par une action tétanisante du
système neuromusculaire,procure un modèle de choix
pour les neurobiologistes.
C'est en étudiant le venin du cône marin du Pacifique
Conus magus que l'équipe de Baldomero Olivera,à
l'université d'Utah,découvre en 1979 l'œ-conotoxine
MVIIA (figure 1).
Ce peptide cationique linéaire de 25 acides aminés
se révèle un analgésique extrêmement puissant,mille
fois plus actif que la morphine.Son mode d'action
original au niveau des canaux calciques lui confère
l'avantage de ne générer aucune accoutumance.Sa
synthèse chimique est achevée en 1987.En 2004,la
molécule reçoit de la FDA l'autorisation de mise sur
le marché (AMM) aux États-Unis et l'année suivante
l'AMM par l'agence européenne du médicament
(EMEA).Elle est commercialisée sous le nom Prialt
par la firme pharmaceutique Elan Pharmaceuticals
pour le traitement des douleurs chroniques.Son uti-
lisation est réservée au milieu hospitalier en raison de
son mode d'administration par voie intrathécale (5).
[le nombreuses autres conotoxines sont à l'étude,en
particulier celles des cônes Conus geographicus,et
sont source d'espoir pour les traitements de l'épilepsie
et de la schizophrénie.
36 BI O F U T U R3 0 1 • JU I L LE T - AO Û T2009
l'ectéinascidine 743,un succès majeur de la
recherche de médicaments d'origine marine
Presque 40 ans après sa découverte et 17 ans après la
publication de sa structure,cet alcaloïde (également
dénommé ET743 ou encore trabecrédine) de structure
tétrahydro-isoquinoline est devenu le premier anti-
cancéreux d'origine marine disponible sur le mar-
ché pour le traitement des sarcomes mous (figure 2).
Extrait du tunicier des Caraïbes Ecteinascidia turbi-
nata,son activité in vivo exceptionnelle sur des sou-
ris atteintes de cancers ovariens est mise en évidence
dès 1969.L'infime disponibilité au sein de l'organisme
(10-4%) et la complexité de sa structure nécessitent le
travail acharné de plusieurs équipes de recherche
durant près de deux décennies pour l'identification de
sa structure en 1990.La première publication de la
synthèse totale remonte à 1996 mais le rendement
désastreux (0,75 %) exclut alors tout développement
industriel.Il a fallu se tourner vers l'aquaculture et
vers l'hémisynthèse pour obtenir les quantités néces-
saires pour mener à bien les essais cliniques.
Aujourd'hui,l'ecteinascidine est préparée par la société
pharmaceutique espagnole PharmaMar par hérni-
synthèse en 21 étapes à partir de la cyanosafracine,
obtenue par fermentation de la souche Pseudomonas
fluoresce ns.L'ET743 possède un mode d'action unique
basé sur l'alkylation des guanines dans le petit sillon
de l'AD (6).
Cecomposé a reçu l'AM.J.\t1européenne en 2007 pour
le traitement des sarcomes mous.Il est commercialisé
sous l'appellation Yondelis par les sociétés PharmaMar
en Europe et Johnson & Johnson/OrthoBiotech aux
États-Unis et au Japon depuis cette année*'.
les promesses
Didemnine B et déhydrodidemnine B
La didemnine Ba été isolée du tunicier Tndidemnum
solidum,récolté dans les Caraïbes,en 1981 par
l'équipe de Kenneth Rinehart.Ce depsipeptide cyclique
à fort potentiel antiprolifératif présente aussi à des
concentrations nanomolaires des activités antivirale
et immunosuppressive.Son activité antitumorale
intervient au niveau de la synthèse des protéines.C'est
la première molécule issue d'organismes marins à être
entrée en phase d'essais cliniques pour une activité
anticancéreuse.Cependant,malgré son potentiel,la
molécule n'a jamais atteint la phase III et son
développement a été stoppé en 1995 en raison d'une
toxicité trop élevée.
Autre molécule marine naturelle,la déhydrodidemnine
B,de structure très proche puisqu'elle ne diffère que par
cellede sa chaîne latérale,a été isoléeà partir d'une autre
espèce de tunicier,Aplidium albicans,récoltée cette fois
en Méditerranée.La déhydrodidemnine Bprésente des
propriétés cytotoxiques supérieures à cellesde la didern -
nine Bsur diverses lignées tumorales solides humaines
et une toxicité moindre.Elle est aujourd'hui obtenue par
synthèse torale et est actuellement développée (phase II)
par la société PharmaMar sous l'appellation Aplidin,
contre une grande variété de cancers:mélanome,côlon,
rein,poumon,pancréas.Le statut de médicament or-
phelin lui a été accordé en Europe pour la leucémie
lymphoblastique aiguë en 2003.
[les peptides hydrophobes isolés à partir d'invertébrés
mar
ins sont d'autres exemples de composés actuel-
lement en phase d'essais cliniques pour des activités
antitumorales.Parmi eux,on peut citer la dolasta-
tine 10 (développée par le CI et Knoll) et ses déri-
vés,ILX651 (Ilex),TZT-1027 (Daïchi) ou LU-103793
(BASF Pharma,Knoll),le HTI-286 (Wyeth),dérivé
synthétique de l'hémiasterline isolée d'une éponge,le
kahalalide F,issu à la fois du mollusque gastéropode
Elysia rufescens et de l'algue verte Bryopsis spp.dont
il se nourrit.
Halichondrine B et éribuline mésylate
Le développement clinique de l'éribuline mésylate,
actuellement en phase III d'essais pour le cancer du
sein,illustre l'un des problèmes majeurs rencontrés
par les chimistes,à savoir l'obtention du produit en
quantité suffisante pour les essais cliniques.
L'histoire débute en 1996 par la découverte d'un
macrolide polyérher,l'halichondrine B,et de quelques
analogues par l'équipe japonaise de Daisuke Uemura
à partir de l'éponge Halichondria okadai.
L'halichondrine B possède des propriétés antitumo-
raies exceptionnelles,à des concentrations de l'ordre
du nanomolaire.Cependant,bien que retrouvée dans
d'autres éponges des genres Axinella et Phakellia,
la biodisponi bilité est insuffisante pour les études
précliniques.La synthèse a été envisagée dès 1992
mais les 90 étapes proposées et la complexité de la
molécule entraînent alors l'abandon de cette voie de
production.L'heureux hasard de la découverte par
l'équipe de John Blunt et Murray Munro d'une nou-
velle source d'approvisionnement,une éponge récol-
tée en eaux profondes au large de la Nouvelle-Zélande,
Lissodendoryx nov.sp.,oriente les recherches vers la
récolte par chalutage mais aussi vers l'aquaculture.
Les efforts concertés des chimistes,des biologistes
et des écologistes aboutissent ainsi à l'obtention des
310 mg d'halichondrine B nécessaires pour les essais
précliniques.
Une réelle avancée se produit ensuite avec la colla-
boration des scientifiques académiques et des indus-
triels de la société japonaise Eisei qui trouvent des
analogues structuraux plus simples avec la même
efficacité.L'un d'entre eux,l'éribuline mésylate
(E7389),a atteint la phase III d'essais cliniques pour
le traitement du cancer du sein.Son mécanisme d'ac-
tion provoque l'arrêt de la division cellulaire en mitose,
en agissant au niveau de la tubuline tout comme
l'halichondrine B.
Bryostatine 1 (GPC Biotech)
L'activité cytotoxique de la bryostatine 1,issue du
bryozoaire Bugula neretina (récolté dans le golfe du
Mexique),remarquable sur des cellules leucémiques
murines P388,est mise en évidence en 1968.Sa
structure,déterminée par cristallographie en 1982,
révèle la présence d'une lactone macrocyclique à
26 membres,possédant Il centres stéréogéniques et
un squelette carboné polyacétylé inédit.La bryosta-
tine 1 est un inhibiteur de protéine kinase qui,à la
différence de la plupart des antitumoraux,active
l'hématopoïèse.Elle est rapidement pressentie comme
un anticancéreux prometteur.Sa faible abondance
et sa variabilité au sein des organismes retardent les
essais cliniques.Il aura fallu la récolte massive de
13 tonnes d'organismes pour obtenir les 18 grammes
indispensables pour mener à bien les études cliniques.
La firme californienne CalbioMarine Technologies
engage en parallèle sa production par aquaculture.
Toutes ces stratégies d'approvisionnement ont été déve-
loppées après les résultats décevants des synthèses
engagées.Aujourd'hui,si les essais cliniques en phase II
ont été stoppés en mono thérapie,principalement à
cause de myalgies sévères,le développement de la bryo-
statine 1 pour le traitement de tumeurs solides en asso-
ciation avec d'autres anticancéreux,dont elle stimule
l'activité,se poursuit.Un analogue de synthèse qui
possède le squelette carboné cyclique responsable
de l'activité,le bryopyrane,est un bon candidat pour
un développement clinique.
Iles études récentes ont démontré que la bryostatine 1
était produite par la y-protéobactérie symbiotique
Candidatus Endobugula sertula.Cette bactérie n'est
pas cultivable mais des études génomiques ont permis
d'identifier et de séquencer le cluster de gènes
responsables de la biosynthèse de la bryostatine 1 (7).
La production d'une molécule par métagénomique
permettrait d'assurer un approvisionnement compa-
tible avec les exigences économiques d'un dévelop-
pement industriel et le repect de l'environnement.
Les outils biol ogiques
Au-delà de la recherche de nouveaux « médicaments
de la mer",le milieu marin fournit régulièrement
de nouveaux outils biologiques très utiles par leur spé-
cificité pour l'étude de différents types de récepteurs
cellulaires.Une trentaine de composés est actuelle-
ment commercialisée comme outil biologique et
à la disposition des pharmacologues et biologistes
cellulaires (tableau).De plus,ces molécules aux modes
d'action originaux sont susceptibles de conduire à
l'identification de nouvelles cibles biologiques.
La situation actuelle en France
Compte tenu des étendues considérables du domaine
maritime français dans toutes les mers du monde et à
toutes les latitudes,la France possède une place de
(7) Hildebra ndM et al.
(2004) Chem Biol 11,
1543 -52
lIE Structure de
l'ectéinascidine 743,
premier antitumoral
d'origine marine
(issu de l'ascidie
Ecteinascidia turbinata)
disponible
sur le marché pour
le traitement des
sarcomes mous
B I O F U TUR 301• JU I LLET-AOÛT 2009 37
Uossier
~g~~ ~ 1
*3 www.ec imar.org
(8) Fen ica lW et al.(20 09)
Bioorg Med Che m 17,
2175 -8
choix pour la valorisation de la biodiversité marine.
Elle occupe le quatrième rang mondial pour la sur-
face de ses récifs et est le seul pays à avoir accès à des
récifs coralliens dans tous les océans où ils se déve-
loppent (Caraïbes,océan Indien,océan Pacifique).
Un effort de mobilisation et de structuration a été
récemment initié avec le regroupement des équipes
françaises autour de plusieurs programmes fédératifs.
Le programme ECIMAR (Écologie chimique marine),
soutenu par l'ANR,regroupe systématiciens,bio-
logistes et chimistes,et constitue un réseau d'excel-
lence d'étude et de valorisation de la chimiodiversité
marine,en Méditerranée".Le programme de recherche
international Coral Reef Initiative in the South Pacifie
(Crisp),et son volet « Biodiversité et substances
marines actives» financé par l'Agence française de
développement,a pour objectif la valorisation de la
biodiversité par l'augmentation de la connaissance
patrimoniale et la recherche de nouvelles substances
naturelles d'origine marine.
Ungroupement de recherche CNRS (GDR BioChiMar)
a récemment vu le jour et une plate-forme techno-
logique Biodiversité et biotechnologie marines
(Bio2Mar) est en cours de création.
Tous ces programmes récents d'étude de la biodiversité
marine à travers sa composante chimique illustrent le
nouvel élan pris par la recherche publique en France.
Parallèlement,de jeunes sociétés innovantes françaises
spécialisées dans la valorisation des ressources du
milieu marin ont récemment vu le jour.La start-up
ManRos Therapeutics,dont l'action est centrée sur
les applications thérapeutiques (cancers,maladie
d'Alzheimer,polykystose rénale,douleur) d'inhibi-
teurs de protéines kinases d'origine marine,développe
la roscovitine (CYC202,ou Seliciclib),produit de syn-
thèse obtenu à partir de travaux sur l'étoile de mer
Marthasterias glacialis.La société CoValMar,étudie,
elle,en collaboration avec des chercheurs du MNHN,
les micro-organismes associés aux éponges marines.
Des applications sont attendues en cosmétologie par
la découverte de molécules anti-oxydantes et antimi-
crobiennes.
les nouvelles tendances
Le principal écueil au développement d'un « médica-
ment de la mer» est lié au problème de la production
de la molécule en développement quand cette dernière
n'est pas accessible par synthèse totale ou hémi-
synthèse,ou quand la synthèse n'est pas économi-
quement exploitable.Des études fondamentales en
écologie chimique sont alors nécessaires pour
comprendre dans quelles conditions la molécule
d'intérêt est biosynthétisée et caractériser l'organisme
producteur pour éventuellement identifier le ou les
gènes gouvernant la biosynthèse.Les micro-organismes
associés ou symbiotiques,bactéries et cyanobactéries,
sont en effet souvent présents dans les invertébrés
marins et peuvent être à l'origine des composés actifs.
Après l'étude des algues puis des invertébrés marins
.au cours des cinquante dernières années,nous devrions
assister dans la prochaine décennie à une intensifica-
tion des recherches sur les micro-organismes marins.
Ceux-ci ont développé des mécanismes de résistance
pour répondre à des variations importantes de pres-
sion,salinité,température,radiations et de teneurs
en oxygène.Huit mille espèces ont été décrites à
ce jour,représentant seulement 1 % de la diversité
microbienne marine estimée.Les molécules qu'elles
produisent sont particulièrement intéressantes en
termes de diversité et d'originalité.La salinospora-
mide A,découverte en 2003 par l'équipe de William
Fenical,au Scripps Institute (Californie),à partir de
bactéries de sédiments marins profonds récoltés aux
Bahamas,en est un exemple probant.La molécule
possède un squelette ~-lactone y-lactame inhabituel
et est produite par un genre nouveau d'actinomycètes.
La salinosporamide A est un inhibiteur du protéa-
some p26 et possède une activité antiplasmodiale signi-
ficative.Elle a terminé la phase 1 d'essais cliniques
sur de nombreux myélomes sous l'égide de la société
Nereus Pharmaceuticals (8).À l'aube du troisième
millénaire,l'exploitation des micro-organismes marins
est extrêmement prometteuse.•
Des pu cesà ADN pou r identifier les produits de la mer
~
38 BIOFU TUR301 • JUI LLE T-AOÛT2009
Daniel Sellos (MNHN)
L'u ti lisa tion d'un e signature gé néti queconstitu e unoutil très performa nt po url'iden tificatio nd'org anismeset la délim itati on des
espè ces (pr og ramm e int ernat ion alBarcod eof Life).Cepe nd ant,jusqu'àpr ésen t,la plup artde sdonné esmol éc ul air es archi vé esdans
les base sint ernation ales ne font quera rement référe nc eà des sp éc imen srée ll ement con se rvésdansdes collec ti onset,da ns de
nom breux cas (organi smesmarinsrarementobse rvéstels lespoi ss on sou inv er tébr és vi van ten zones prof ond es,or ga ni smesdefaibl e
intérêt commerc ialou ne cons tit uant pasde s« modèle sbiolog ique s» ••• ),de nom br euses err eur sd'iden tif icat ionsont obse rvées.
Il fau t donc s'appu yerà la foi s su rlescarac téri stiqu es morph ol ogiqu es sur les que lles ontétébasées les identifi cation s,la taxono-
mi e,lesdonnéesph ylog énétiqu es et les sig natur esgénétique s.C'es tce qui est pr ati qué à la stati on deBi ologi e marin e duMusé um
nation ald'hi stoire na ture lle,àConca rn ea u:les sp écimen s co llec tés sont échantillonnéspour les an alyses gén étiqu esmais so nt
égalementdé posésdans les colle ctionsinstitutio nn elle sdu ry1 uséu m.Cecigarantit un possi bl eretour vers un e no uve lle étude des
éc hantillon slor squ eles inform ation smo léculaire smettent en év idencedes diff érences avecles donn ées mo rpho -an atomi ques.La
tec hnologi e (extra ctiond'ADN,amplificatio npar PCRdes marqu eu rs cod ant la sou s-u nité1 de la cyt ochro me oxy dase C01ou les
AR Nr 12 Set 16S,et séqu en çage) est util iséepour dé terminerles séquences gén étique s si gnature sde pro du it s comm erciaux
aliment air es:poisso ns cong elés,fumé s,dés hyd raté s,con ser ves.
L'ave nires t ma int enan tà la mi seen placed'outil s d'ident ifi ca tion ra pid ed'orga ni smes marin s,tels que les microalg uesmar ines
toxique sou lesproduit sde la pêche,au moye n depu cesà ADN.


Les développements récents de la recherche en biotechnologies marines
laissent entrevoir des perspectives prometteuses en matière de
valorisation des sous-produits marins (peaux
,têtes,etc.) pour la
production de molécules à valeur ajoutée destinées aux marchés de
l'alimentation,la nutrition,la cosmétique et la thérapeutique.
Valorisation des biomasses
ror des coproduits
'exploitation du milieu marin produit une biomasse
estimée chaque année à 140 millions de tonnes de
produits divers,poissons,mollusques et crustacés,
issus d'espèces sauvages ou cultivées(1).La démons-
tration récente des effets bénéfiques"de la consomma-
tion de poissons gras et maigres dans la prévention des
maladies cardiovasculaires et du tractus gastro-intes-
tinal (2-5) a renforcé l'intérêt des consommateurs pour
les produits de la mer et encouragé une utilisation
complète des captures.En effet,la transformation de
la biomasse marine génère des volumes considérables
de sous-produits/déchets comme les peaux,les têtes,
les viscères,les os ou les cartilages.
Outrela traditionnelle valorisation des biomassescondui-
sant à la production de farines et d'huiles de poisson,
de nouvelles manières d'exploiter les coproduits marins
se sont développées ces dernières années.On extrait
désormais de ces derniers une grande variété de com-
posés:huiles marines,enzymes,pigments,squalène,
dérivés de la chitine,etc.Par ailleurs,l'hydrolyse enzy-
matique de la fraction azotée,si elle est menée en condi-
tions contrôlées,permet de générer une fraction soluble,
l'hydrolysat.Celui-ci se caractérise par de nouvelles pro-
priétés fonctionnelles,nutritionnelles et biologiques,et
trouve des applications en alimentation humaine et
animale et dans le domaine des nutraceutiques (6).
Quand un produit cesse-t-il d'être un
déchet pour devenir un coproduit?
Selon Turid Rustad (7),il n'existe pas de définitionsimple
d'un coproduit.D'une façon générale,le terme désigne
une biomasse qui n'est pas considérée comme commer-
Fabienne Guérard
cialisable en l'état mais qui le devient après avoir subi
un traitement.Le terme « déchet »,quant à lui,se rap-
porte aux produits qui ne peuvent être utiliséspour l'ali-
mentation animale ou humaine mais devront être
compostés ou détruits (par exemple par incinération).
l..esparties comestibles d'un poisson ne constituent
que 30 à 50 % du poids total (figure),on estime donc
que les parties non comestibles représentent plus de la
moitié de la matière vivante tirée de l'océan.À cette
biomasse,il convient d'ajourer les espèces (poissons,
crustacés et mollusques) qui n'ont pas trouvé d'acqué-
reur et sont otées du marché au prix de retrait".Leur
devenir est assujetti à la réglementation en vigueur,
variable d'un pays à l'autre.C'est pourquoi une même
matière première pourra alternativement trouver un
débouché en alimentation humaine ou au contraire
être transformée en farine,selon sa qualité,la période
de l'année,le cours du marché,etc.Ceci illustre
clairement qu'il n'y a pas de distinction établie et
permanente entre les coproduits et les déchets.
Comment améliorer l'utilisation
des coproduits marins?
Parmi les procédés biotechnologiques offrant un champ
très dynamique de recherche et d'applications indus-
trielles,l'obtention d'hydrolysats constitue une
approche d'un intérêt stratégique majeur pour réha-
biliter la fraction protéique des coproduits marins.
l..'hydrolysedes protéines de poisson résulte de la liqué-
faction des tissus.L'hydrolyse chimique est réalisée par
clivage de la liaison peptidique à l'aide d'un acide ou
d'une base,dans des conditions drastiques de pH et
Lab ora toire des sci ences
de l'envi ronn ement mari n
(LE MAR),UMR CNRS6539,
IUEM-UBO,plac eNico las
Copernic,Tech nopo le
Brest- Iroise,29280 Plouzané
fab ien ne.gu erar d@uni v-bres t.fr
*1 www.sea foo dp lus.org
ea Tout po issonpêché a un
prix mini mum de vente,
appliqué si le poisson
n'est pasvend u.
(1) Rapp ort SOF IA2006,
FAO,www.fao.org
(2) B0re sse n T(2008 )
Improvi ngseaf oo d pr oduct s
for the co nsumer,Woo dhead
Publish ingLim ijed,Cam brid ge
(3) Bergé JP(2008) Mded
Va lue toFisheries Wa ste,
Transwcrtd Resea rehNe twork,
Kera la,In de
(4) Sh ahidi F (200 7)
Max imising th e value of
marine by- prod ucts,pa rt 2:
By-produ cts rec ove ryand
pro ces sing,Wo odh ead
Publishin gLimi ted,
Camb ridg e
(5) Lut en Jet al.(2006 )
Seaf ood resea rchfrom fi sh
to dish.Qualit y,safet yand
processing of wi ld and
farme dfis h,Wage ningen
Aca demie Pu blis he rs,
Pays -Bas
(6) Guérar dF et al.(2005)
Aa« Bi oc hemEngin/
Biotechnol96,127 -63
(7) Ru stadT (200 3) Ele ctron
J Envir Agric Food Chem2,
458 -63
L B I O F U T U R301• J U I LL ET-AO ÛT2009 39
~~~------
Dossier ~~~~
~ _
a:
o
@
•• Utilisations des
différentes parties des
poissons
D'ap rèsF.Guérard,
2007
(8) Yo shikaw a Met al.
(20 00) Bio factor s12,143-6
(9) Ko unaK et al.(2005 )
Biosci Biotec hno l Bioc hem
69,911-5
(10) Kawasa ki Tet al.
(20 00 )J Hum Hy pertens14,
519-23
*2 Stimulant la séc rétion par
une gl ande en do cr ine
de température.Les qualités nutritionnelles et
fonctionnelles du produit final sont faibles.Lorsque
les procédés d'hydrolyse font appel à des enzymes
protéolytiques déjà présentes dans les viscères ou les
muscles du poisson (protéases endogènes),on parle
d'autolyse.Enfin,une hydrolyse partielle des protéines
peut être obtenue en conditions contrôlées par addi-
tion d'enzymes exogènes,d'origine végétale (papaïne,
ficine...),animale (pepsine,trypsine...) ou microbienne
(Alcalase).Le cboix du procédé d'hydrolyse sera inti-
mement lié aux applications visées.
Rinsi,dans le cas d'une production d'bydrolysats pour
des applications en nutraceutique ou en vue d'obtenir
des populations peptidiques dotées d'une activité bio-
logique,l'hydrolyse enzymatique par des protéases
exogènes est préférée à l'autolyse ou à l'hydrolyse
chimique car elle présente de nombreux avantages,
notamment les suivants:
• la spécificité d'action des enzymes rend possible le
contrôle des caractéristiques du produit final,en
termes de taille des peptides,d'hydrophobicité,etc.;
• la digestion en conditions douces,ne détruisant pas
les acides aminés,permet d'éviter des valeurs
extrêmes de pH et de température susceptibles de
compromettre la valeur nutritive du produit final;
• la dénaturation thermique des enzymes est réalisée
par chauffage de l'hydrolysat à l'issue du procédé.
Ceci garantit la reproductibilité de ce dernier.
Activités biologiques des hydrolysats de
protéines de poisson et de peptides marins
Rprès la préparation d'isoiats protéiques,les industries
se lancent depuis quelques années dans l'obtention
d'hydrolysats de protéines susceptibles de contenir des
peptides bioactifs.Les nombreuses recherches sur
les protéines alimentaires (lait,soja,etc.) incluent
désormais les substrats marins pour des applications
en alimentation infantile,en diététique,en cosmétique
et en produits pharmaceutiques et vétérinaires.Le
marché des hydrolysats est en pleine croissance.
Un large spectre d'activités biologiques est attribué aux
40 B I OFU T UR301• J UILLET-AOÛT 2009
peptides:activités anti-hypertensives,hypochole-
stérolémiantes,immunornodulantes,antimicrobiennes,
anri-oxydantes et opioïdes (ou antistress).Les peptides
bioactifs résisteraient à l'action des enzymes diges-
tives et franchiraient la barrière intestinale pour être
véhiculés par le sang.Obtenus par hydrolyse enzyma-
tique,ils comportent généralement 4 à 12 acides ami-
nés et sont issus de coproduits très variés.La propriété
la mieux connue est leur activité anti-hypertensive
due à une inhibition de J'enzyme de conversion de
l'angiotensine I (ECA).Cet effet anti-hyperrenseur
de l'ingestion de peptides a été démontré in vitro et in
vivo chez des rats spontanément hypertendus (RSH),
et aussi chez les humains.A titre d'exemple,un
peptide composé de cinq acides aminés (LKPNM) a
été isolé d'un hydrolysat de viscères de thon.Outre son
activité inhibitrice de l'ECA,il a un effet direct sur les
muscles vasculaires lisses (8,9).
Par ailleurs,l'administration à des RSH d'un hydro-
Iysat de protéines de sardine produit par une protéase
alcaline de Baci llus licheni formis à une dose de 2 g de
protéine/kg a entraîné une diminution de la pression
sanguine.L'effet s'est poursuivi durant les six heures
qui ont suivi l'administration.Le peptide le plus actif
est un dipeptide valine-ryrosine,dont on a démontré
l'effet antihypertenseur sur des humains moyennement
hypertendus et également sur des RSH (10).
[les hydrolysats commerciaux produits par les socié-
tés Copalis (France),Marinova (Danemark) et Primex
(Islande) ont été testés in vitro pour leur effet anti-ECA
dans le cadre du projet Propephealth,au sein du pro-
gramme européen SeaFoodPlus*'.La plupart d'entre
eux présentent un effet inhibiteur modéré sur l'ECA,
avec une activité nettement moins élevée que celle du
captopril,le plus puissant inhibiteur de l'ECA.
Certains peptides et hydrolysats présentent des pro-
priétés anti-oxydantes.Or les ami-oxydants naturels
sont recberchés pour inhiber l'oxydation des lipides
alimentaires et pour améliorer les défenses du corps
humain vis-à-vis des altérations dues au stress oxy-
dant.Sur le marché des anti-oxydants naturels,les
extraits végétaux ont la vedette:extraits de fruits,
de légumes,de thé,de plantes médicinales,mais
également de coproduits végétaux (marc de raisin ou
extraits de pépins de raisin,peau de pomme de terre...).
Plusieurs familles de molécules sont alors mises en jeu
dans le mécanisme de lutte contre l'oxydation (caro-
ténoïdes,vitamines,alcaloïdes,glucosides,huiles essen-
tielles...),mais la famille des polyphénols est la plus
fréquente.Le traitement enzymatique de peaux ou
de carcasses de poisson (Hoki,maquereau,lieu jaune
d'Alaska,erc.) fournit également divers peptides anti-
oxydants,d'autres de ces peptides ayant par ailleurs
été isolés à partir de jus de cuisson de thon ou de sauces
fermentées de poissons ou de moules.
[les travaux en cours ont révélé que certains peptides
possèderaient des propriétés sécrétagogues*'suscep-
tibles de réguler l'appétit.S'agit-il pour autant de
peptides anti-obésité?Seules des étude cliniques
permettront de confirmer ou d'infirmer cette activité
biologique.Enfin,un bydrolysat de poisson aux effets
antistress pourrait bientôt conquérir le marché des
compléments alimentaires et concurrencer directement
le Lactium,un ingrédient 100 % naturel issu du lait
et qui a pour vocation de limiter les effets du
« mauvais stress ».
le marché des dérivés peptidiques
I
..esaliments fonctionnels et les compléments nutrition-
nels constituent le marché alimentaire dont la crois-
sance est la plus forte,les protéines et peptides marins
entrant de plus en plus en compétition directe avec les
produits d'origine laitière ou végétale.Malgré cela,le
marché des extraits,des isolats ou encore des déri-
vés peptidiques issus de la valorisation de biomasses
marines reste un marché de niche,proposé par des
petites ou moyennes entreprises (TPE ou PME) qui
commercialisent leurs produits sous forme de concen-
trés liquides ou pâteux et de poudres.Les débouchés
se situent principalement en Europe et en Asie.
Deux d'entre eux sont d'origine japonaise et ont reçu
le statut FOSHU (Foo d for Sp ec if ied Hea/th Use ).Ils
revendiquent un effet antihypertenseur.L'un est un
oligopeptide obtenu par hydrolyse de thon par la
thermolysine.Son nom commercial varie selon le pays:
Peptide ACE 3000 au Japon,Vasotensin aux États-Unis
et PeptACE et Levenorm au Canada.Le second est un
peptide issude l'hydrolyse de muscle de sardine,SPIOOI.
On peut citer d'autres exemples:Secure,hydrolysai
de poissons blancs disponible sur le marché américain
depuis 1994 et qui a un effet régulateur sur le tractus
gastro-intestinal,ou encore Nutripeptin,peptide de
cabillaud dont la fonction est de réduire le glucose san-
guin et que l'on envisage d'incorporer à différents ali-
ments tels que certains pains,chocolats,glaceset boissons.
Freins et perspectives à la mise en
valeur des coproduits marins
Legrand domaine de valorisation des coproduits marins
est aujourd'hui celui de l'obtention des hydrolysats.
À partir d'une matière première initialement considé-
rée comme un « déchet »,il est ainsi envisageable de
générer des populations peptidiques à haute valeur
ajoutée,dotées de toutes sortes d'activités biologiques.
Si l'un des freinsmajeurs reste l'absence de preuves scien-
tifiques suffisantes concernant leurs effets sur la santé,
par manque d'études cliniques sur l'homme (elles sont
très coûteuses),certaines barrières d'ordres technique
et économique restent encore à franchir.Tout d'abord,
le souci de la reproductibilité
(dans le sens d'une maîtrise
de la variabilité inter-lots) est
récurrent pour les produc-
teur d'hydrolysars.Or,toute
modification de composition
d'un hydrolysat peut s'avérer
dramatique dans le sens où
elle se répercute sur les pro-
priétés (biologiques,nutri-
tionnelles,fonctionnelles...)
et sur la qualité générale du
produit.De plus,la question
de la rentabilité économique
d'un hydrolysat doté de prin-
cipes actifs se pose et devra
prendre en compte les étapes intermédiaires de concen-
tration,de fractionnement et/ou de purification néces-
saires pour garantir un degré d'activité minimum.
Ensuite,il faudra concentrer les efforts afin de collec-
ter des coproduits de grande qualité (faible charge
microbienne,faible teneur en métaux lourds et dioxines)
sans oublier la formation des personnels travaillant au
traitement des coproduits marins et à la stabilisation
primaire de ceux-ci par stockage à basse température
ou congélation.
Cesont là les enjeux du projet transnational de recherche
BIOTECMAR,cofinancé avec l'appui de l'Union euro-
péenne (par le FEDER,fonds européen de dévelop-
pement régional) via le programme Espace Atlantique,
qui vise à soutenir le développement d'une filière inté-
grée pour la production de substances à valeur ajoutée
à parrir des ressources marines.
La valorisation biorechnologique des coproduits issus
des biomasses marines conduit ainsi à l'obtention d'une
grande diversité de molécules intéressant les domaines
stratégiques de la santé,de l'alimentation humaine et
animale,et de la cosmétique.Aujourd'hui,on peut
considérer que l'effort de recherche dans ce domaine
est intense en Europe.La prochaine étape sera de ren-
forcer le transfert technologique des centres de recherche
vers les entreprises afin que les molécules issues de
ces procédés biotechnologiques innovants puissent trou-
ver rapidement un avenir commercial au côté des molé-
cules issues des biomasses d'origine végétale.•
Ul
::J
C f:
o
o
@
Unit éde pr oduc ti on
pou rla nutriti onà
l'usin e Copa lisdu
Po rtel,près de
Bou logne-s ur- Me r.
Des cellules d'invertébrés marins établies en culture pour des tests innovants
Les cu ltur escel lulaires cons tituent depréc ieux out il s derecherche fond amen-
tale,not amme nten ph ys iologie,avec des appl icati ons en écotox icolog ie,en
pa thologie ou enco redans le cl'iblage de sub stanc esbioactives.Bi en qu'i l
n'ex iste pasà l'heure ac tue lle delignéece llul ai re ch ezles inve rtéb rés mari ns,
les cu ltur espri ma iresissues de ti ss us cibl esadul tesou lar vair es co ristituent
des syst èmesin vitr oà forte div ersi té de ty pe s cel lul ai res,qui pe rmet tent de
réali serdes tests al ternati fs et compl émentairesdes études in vivo.Les tiss us
impliquésdans la forma tion dela coqui lle (mant eauet hémocyt es)sont mis
en cultureafin d'é tudierle proces sus de biomin éralisation chezl'ormea u.Les
sy mbioses so ntéga lemen tabordées,pa r descoc ultu res de cell ulesde co raux
ou d'ép onge avecleur s mic ro-organ ismes associ és.Avec le déve loppement
de marq ueurs d'identi té etde fon ction nalitédes cellu les,ce stests à cou rt
terme dev raie ntse dével opper.
w
'i(
z
w
o
0:
o
m
X
~
2
~
..:
@
Cult urepri maire en ex pl ants demant eau d'or-
meauHali oti stuberc ulata(4 jours)
S.Auzoux-Bordenave (UPMC) et 1.Domart-Coulon (MNHN)
BIOFUTUR 301 • JU I L LE T-AOÛT 200941
P
uis vi ntle tour de la cosm étiq ue,qui ajou teà ses pr od ui ts des
microalg ues entièr es ou frac tionnées.Et c'es tmaintena nt le do-
ma ine de l'éner gie qui su sc it eun eng ouementexce ptionnel,av ec
la (r e)déco uverte dufait que les micr oalguesprod ui se ntde 10 à
30 fois plus de bi om asseà l'hec tare qu'uneplanteterr estr eet 5 à 10
fois plus d'hui le qu ele meilleur pa lmier(2),élan,il fa ut le di re,
enco re lar ge men ttempé ré par le s coû tsde prod uc tion.La pr odu c-
tion d'hy drogène et de bi oga zpar les mi croa lgues estparailleur sà
l'étud e dansplusieurslaboratoireshexag ona ux.
Ensan té,même si les per sp ect ive srég ulièreme nt an non cées re s-
tent encore largeme ntà con créti se r,de s prog rammes am bi tieu x
voient lejour (3).Parmi le s systèm esdi spo nibles de pr od ucti onde
mo léc ul esrecombi nant es,les mi croa lgu espourraient en ef fet
conc urrence rles autres cellu les eucar yo tes,avec po ur pr emi er
ava ntage un e sécuri té acc rue.Iln'existe pas de tr ansmiss ion
connue de pathogène sani mau xà pa rtir des pl antes.Elles mat u-
rent les prot éines commeun eucaryote ani mal,de façon post -
trad uction ne lle,co ntr aire mentaux bactéries,et leu rcroissa nce est
me illeure quecellede la lev ure.En tan t que végéta l,ell es pos sè -
dent dessystèmes de st ockage at trac tifs,que des ad ress ages
transc ripti onn elspeuvent util iser au mieu x.
Reste nt le sdomaines de l'en vironneme ntoù lesalgues con tribu e-
ront prochain emen tà dépol luerles rejetsurba ins etag rico les(4).
Onle voi t,ce tt ebi oma ss evégé taleest ce lledu fu tur.Enchimi eve r t e
ou en én ergie,l'extrêm e di ve rsité,la mani pu lab ilit é,la cult ure
aisée,et donc renouvel able,laisse nt un e pl ace évide mme nt
prom ette useà ces micrové géta ux aq uatiques.•
Microalgues et biotechnologies
L.esmi croalgue srestent un mon deà ex plorer.Lesestima tions du
nombre d'espè cesvon t de 40 000 à 200 000 sui vant les sources.
Ell es con tr ibuera ient po ur 50% à l'activité pho tosynthétique gl o-
ba le.El les ont colonis étous les milieu x,de sglaces polaires aux
zonesdéser tiques,et se sont adapt ées au xenvi ronnement sex-
tr êmes,viva nt da ns des marai s salan ts,dan sdes mili eux acid es,
voire dans des condi tions d'éc laireme nt trèsfaibles.On dist ingue
les algues rouge sactuelle set les algues vert es(desq uelles les
pl antesdr essées se son tsépa rées ily a seu lem ent 700 mil lions
d'an nées ).Un au tre grou pe rassembletou t un ensemble d'algues
extrê mementvar ié,qui co ntrib ueà la biolumi nescenc ema rine et
auxeff lores cen cestoxi ques,des al guesdorées,avec env ironmille
espèces connu es,de sespèces d'eau dou ce,d'autres provoqu ant
des effI QrJl §cenc ~mass ives mettantles él evages de poi sson s en
péril,des al guesbruneset enfi nles bac illaryo ph ytes.
Ces derniè res,appelée sencor ediatomée s,tie nnent une pl ace im-
po rt ante dan sl'équilibrenatu relmondial.On en com ptera it100000
es pèces décr ites,d'une co ul eurdo rée oubr une.Elles sont res pon-
sable sde 20 % de lafixat ion carbonée océanique(1).Cettedi versité
biolog iqu e,réponda ntà uneexcept ionne lle adapt abilité,laisse
préj ugerd'une ri chesseprop ortion nell e enmo lécu les or iginales et,
de fai t,lespremier stravau x« biot echnologiques » sont à la mesure
des estim at ions.
L.edoma ine oùces mi croa lgue sont,en premie r,tr ouv éleur place
est cel uide l'aquacu lture.Le phy top lanc ton reste uneétape incon-
tourna ble de l'élevage de moll usq ues et de poi sso ns.Cet te néces-
sité a con duità la concept ion deph otobioréac teurs de cu lture aux
desse ins très variés,qui ont eux rnême contribué à l'esso rd'une
disc ipline pl us biot ec hn ol ogiqu e.Nat ure ll emen t,cette al imentat ion
dest inée aux anim aux a ét é ét endueà l'aliment at ion hu maine
avec deux microa lgues ay ant un agrémentnatio nal (Odontel/a
et Spi rulina).
cr
LU
::;;;
LU
cr
I,!,
@
42 BIOFUTUR301 • JUI LLE T-AOÛT200 9
Jean-Pau lCadoret
jean.pau l.ca dor et@ifre mer.fr
(1) KrothPGet al.(2008 )PLoS ONE3(1),doi:10.1371 ~ourna l.po ne.0001426
(2) Ca dor etJP et al.(200 8)J Soc 8io1202,20 1-11
(3) Seka rS,Ch andr amo ha nM(2 008)J Appl Physico l20,113 -36
(4) Ben emannJR et al.inGaleJ,Ka yaY(eds)(2003 )Gr eenh ouse Gas
Control Techn ologie s,Vol.1et Il,Proceedings,Else vierSc ience,1433- 8
La microa lgueCylindrotheca closterium
C
réée en 1998,In nova lgest l'a bout iss ement desrecherches
pionn ières en tamées en1976.Les cu ltures s'op èrenten bass ins
extéri eur sde type « rscewsy » (cana ux sou ventrectan gulai res
tr aversés par un coura ntd'eau ),lesalguesétan tmaint enuesen
suspensionau moyen derouesà aubes.Lepro cé déde prod uc tion
repo sesur de ux con ce pt sfondame ntaux:
• cul tureen conti nu,les ba ss insétant ino culésune seul efois en
débu t du cy cle an nuelde pr oduc tion,va riable suivan t les es-
pèces.Le sréc ol tesde la se ul e bi omasseprod ui te,par ra pportà
l'inoculum ci rcul ant,s'ef fec tuen tsur un rythm ejou rnalier(mi-
croa lgues) ouhebdo mada ire (m acroa lgu es);
• automatisa tionde s cul tures par asservissem ent desintran tsà
l'intensitéde la ph otosy nthèsede s al gues.La con so mm ationde
carbon epar les al gu es se trad uitpar un dé place me ntdel'équili bre
carbon ique avec,comme cor ollaire,un e élévati ondu pHdu mil ieu
de cu lture.Descal ibrat ions exp éri mentales on t per mi s dedéfini rles
dé bitsun itairesdes prin cipauxintrants,à savo irea ude mer,azo te,
ph os pho re etca rbone,les app or ts ét anttemporelleme ntfrac tionné s
enfonc tion desbes oinsnu tri tifs exp rimésparles al gu es.
Si une vin gtained'espèces di fférentes se son trévélées comm er-
cialeme ntcul tiva bles,la produc tionstanda rdest con ce ntr ée sur
tr ois esp èces demac roa lgues(Chondrus cr ispus,Enteromorpha
flexuos a,Monost roma obscu rum)et deux esp ècesde mi croa lgues
(Phaeo dactylum tricor nutumet Odont ela au ri ta).To utes les
sou ches on tfait l'ob jet d'unesél ec ti on se lonla mass eet ont été
Zoom
••
c r:
llJ
::<
ur
c r:
LL
f"c
ur
c r:
o
o
- <
ü
@
Production d'iJlgues miJrines piJr culture
en bassins
Odonte lla aurita,microa lgu eut ili séedans le
sect eur des comp léments nutr itionne ls eten
cosmé tologie
iso lées,par not re équi pe,à partirdes pop ulat ions au tocht on es.
L.es débou chés se si tuentprincipale ment dans les secteur s
cos métiqu es etdes co mpléme ntsnutr itionne ls,la diatoméeOd on-
tella aurita (22 % d'EPA*'/ac ides gr as totaux ) étant la seul e mi -
croalguemar ineà disposerde l'hab ili tation alim en taire au ni vea u
europée ndepui sdécem bre 200 2.•
Jean- Paul Braud
Innovalg,Polder du Dain,8523 0Bouin
*1 Acide éi cosapen taén oique(oméga 3)
S'adress antaux ent rep risesdesbiotec hn ologiesmari nes,de la
pêc he et de l'aqu acultur e,de l'agroalimentaire,de la nutr ition
anim aleet hu ma ine,de la cosmétique...,cettetabl e ron de,
cofinancée par l'Eu rope,Interr eg Espace Atlan tique,proj et
Biotecm ar,est l'une desmanifesta tions org aniséespar la
Sta ti on de bi olog iemari nedu MN HNà Co ncarneau,à l'occa -
sio n de so n 150'anni versa ire.Ell e setien drale 3 sept embre
2009,faisa nt suite auco ll oqu e eur opéen debi otec hn ologi es
ma rin es (w ww.m nhn.fr/mnh n/conc/ind ex.htm).Elle s'i nscr it
dansle cad redu proj et Bio tec mar(Interreg Es paceAt lantique ).
Cett etabl e rond e arabord eradeux th èmes maj eur s:
• biotechno log ies marin es etdémarche d'innova tiondansles
entr epri ses:panoramaint erna tiona l,enj euxtechn ologique s,
cas sp éc ifiques (m icroalgues...).
Expert sinvités:Shige Haraya ma (T okyo),Vér oni queDufey
(If remerParis),Berna rdKloareg (CN RS);
• quelles st ratég ies ad opte rpo urcréer un efi li èredes cop roduits
de la pêch e et des algues vers des mo lécu lesà for t
potenti el?Comm en t mie uxut ili ser les pro duits pêch ésdans
l'At lanti qu e?Com ment sout enir ledéve lopp ementd'une
fili ère de val orisa ti onde ces pr oduits?
Expe rt sinvit és:Torge rBo rr ese n(Sea foodp lus Co pe nha gue ),
SigrunBek kev old(Rubin,Oslo).
Sur ces de uxthè mes,interve nti ons ettémoignages
d'indust ri els.
Pour plus d'inf ormation s:4- mb sc @mn hn.fr
BIOFU TU R30 1• JUILLET-AOÛT200 943
Dossier ~
I I~'~~~~ _
Dépa rt eme nt Éco logie et
mod èle spour l'halieutiq ue,
IIreme rNantes
andre.fores t@ifreme r.fr
.,Dela mer
.,De l'océan
.,Œufs et larv es dr ainés
pa r l'eau
(1) Brethes JC,D'Boyle R
(1990) Méthodes d'évalua-
tion des stocks hali eutiques,
Projet CIED- 860060,Centre
internationa ld'ex ploita tio n
des océans,Halifax (Nou -
vel le-É cosse,Cana da),963 p.
(2) LaurecA,Le Guen JC
(1981) Dynamiq ue des
populations marines
exploitée s.Tome1:
Con ce pts et mo dele s,
11 7 p.
(3) Mesn ilB in Lau bie rL
(ed.)(2 003 )Exploitation et
surexplo itation des res-
sources marines viva ntes,
Académie des sci ences,
rap portssur lascience et la
tech nolog ie,vol.17,123-55
tIfIII
Evaluation des ressources
halieutiques et modèles
Les impacts parfois irréversibles de la pêche sur les écosystèmes sont
devenus une préoccupation majeure.L'évaluation et la modélisation
des ressources halieutiques et des pêcheries ainsi qu'une meilleure
compréhension des écosystèmes sont devenues aujourd'hui des outils
essentiels pour raide à la décision des gestionnaires.
a pêche est une des plus anciennes activités
humaines et une des rares à exploiter des res-
sources naturelles d'origine sauvage.Si elles sont
renouvelables,les ressources vivantes de la mer
ne sont pas inépuisables,et bien que l'ambition de
la gestion des pêches ait d'abord été d'adapter l'ex-
ploitation des ressources à leurs potentialités afin d'en
tirer le meilleur parti possible,on constate un peu par-
tout dans le monde qu'une pêche excessive ou mal
conduire peut entraîner la baisse,voire l'effondrement,
de leur abondance.D'autres objectifs,dépassant la
seule conservation des ressources,se sont ensuite impo-
sés.Ainsi,des impacts parfois irréversibles de la pêche
sur les écosystèmes ont pu être mis en évidence et leur
minimisation devient une préoccupation première des
gestionnaires.Pour tenter d'enrayer cette situation,la
gestion des pêches s'est très tôt appuyée sur des dia-
gnostics de l'état des ressources et leur évolution pré-
visible sous différents scénarios de gestion,et la
demande d'appui scientifique a toujours été forte.
Mais une des spécificités des ressources et des écosys-
tèmes marins est qu'ils sont le plus souvent difficile-
ment observables directement et que l'expérimentation
à grande échelle n'y est pas aisée.Aussi,la modélisa-
tion visant l'évaluation des ressources halieuriques"
et des pêcheries ainsi qu'une meilleure compréhension
des écosystèmes a joué un rôle essentiel dans l'aide à
la décision.Quelques exemples de ces modèles sont
présentés ici,des compléments pouvant être obtenus
dans diver es publications (1-3).
44 BIO F UT UR3 0 1 • JU I L LE T - A O ÛT2009
André Forest
Estimation de l'abondance des stocks par
les méthodes directes
Ces méthodes mettent en œuvre des campagnes d'ob-
servation en mer selon un plan d'échantillonnage
contrôlé.Elles permettent d'obtenir des informations
rigoureusement comparables sur les changements tem-
porels d'abondance et de structure démographique des
populations (composition en taille,âge,sexe,etc.).Il
peut s'agir de comptages directs (comptages en plongée,
vidéo sous-marine...),de réaliser des échantillonnages
par pêches (chalutages,dragages...),ou d'utiliser les
techniques d'écho-intégration qui permettent l'éva-
luation instantanée des ressources à partir de leur signa-
ture acoustique.
En acoustique,le développement d'outil de deuxième
génération comme le sondeur mulrifaisceaux halieu-
tique (SMFH) permet d'échantillonner plus finement
le volume prospecté sous le navire et d'améliorer les
possibilités de reconnaissance des espèces à partir de
leur signature acoustique,ainsi que d'analyser leur
comportement et leur mode de regroupement.Dans
un proche avenir,l'apport de ces outils à la compré-
hension du fonctionnement des écosystèmes péla-
giques'"devrait être notable.
Un cas particulier de méthode directe est l'estimation
de l'abondance des géniteurs à partir de la quantité
d'œufs pond us (estimée par échantillonnage de
l'ichryoplancton"] et la fécondité des femelles.
1
20000 7000
•• Évolution de la capture
éi)
par recrue et de la biomasse
CI)
6000
des géniteurs en fonction de
e
100000
c:
éi)
la mortalité par pêche
g
QI
c
Au fur et à me surede l'au gmen -
CI)
5000
e
0
g
tation dela mortalitédue
;;;
80000
0
CI)
à la pêc he,l'abond ancedu stock::J
::J
"'0
4000
U
(bi oma ss erepr oductri ce)dimi-
0
•..
~
a.
nue,tout comm eles ren de ments
e
60000
~
CI)
3000
a.
ind ividue lsde snavir esde pêche.
(/)
(/)
e
La pro du ctiontot ale (c aptur e par(II
::J
E
40000 15..
rec rue) va néanmo ins cr oi ssa nt.
0
(II
i D
2000
o
Si l'exploi tation conti nuede
20000
s'intensif ier,la ca ptureatt eint
1000 un maximum pu is bai sse:la
diminution desren dem ents
0
0
n'es t pl us comp enséepar
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
1.80 2.00 l'augme ntati ondes mo ye ns de
c r:
Mortalité par pêche pr oduc ti on.Lesrec rue s so ntles
0
1...•...Biomasse reproductrice -+- Capture par recrue 1
indi vidu s ac cess ibl esà la pêche.
@
Estimation de l'abondance des stocks par
méthodes indirectes
Ces méthodes reposent sur l'analyse de séries tempo-
relles de captures et de paramètres de l'exploita-
tion (effort de pêche,sélectivité...) pour reconstituer
l'abondance des stocks (une espèce donnée dans une
zone donnée) ainsi que les taux d'exploitation,via
des modèles mathématiques de dynamique des
populations.
Modèles globaux
Ces modèles sont attractifs car ils n'exigent que des
séries de données portant sur la caprure totale et l'effort
de pêche.D'une manière simple,on peut décrire
l'évolution de la biomasse d'un stock selon l'équation
suivante:
By+l = B;+ g(B) - Y
avec:
By+l:biomasse du stock au début de l'année y+l
By:biomasse du stock au début de l'année y
g(B):gain de biomasse au cours de l'année y
(fonction de la biomasse By,du recrutement,de
la croissance,de la mortalité naturelle)
y:caprures de l'année y.
Le maintien à un niveau constant de la biomasse B
suppose que la capture d'une année corresponde au
gain de biomasse de cette année.En cas de prise
dépassant les gains annuels,la biomasse du stock
diminue.La capture Yest directement proportionnelle
à l'effort de pêche développé.Différentes variantes de
ces modèles existent,dont certaines permettent la prise
en compte de plusieurs espèces.
l.argernent utilisés,ces modèles souffrent toutefois
de limitations importantes.Une des difficultés tient
à la définition d'un effort de pêche standardisé sur une
longue série temporelle et qui prenne en compte
l'augmentation difficilement quantifiable de l'effica-
cité des navires liée au progrès technique.Par ailleurs,
ces modèles ne prennent pas en compte d'éventuelles
variations du recrutement et ne permettent pas de
simuler certains scénarios de gestion comme des
changements de sélectivité des engins de pêche ou
des interactions entre flottilles de caractéristiques
différentes (chalutiers et fileyeurs par exemple) exploi-
tant une même ressource.
Modèles structuraux
Ces modèles dérivent largement de l'approche de
Beverton et Holt (4) et prennent en comptent explici-
tement les processus biologiques (reproduction et recru-
tement,croissance,mortalités naturelle et par pêche).
Le modèle dit de rendement (ou capture) par recrue
permet d'évaluer les rendements à court et à long terme
en fonction de la mortalité due à la pêche et de l'âge
d'entrée dans les caprures.il ne nécessite pas la connais-
sance des prises mais,en contrepartie,ne fournit que
des estimations relatives des captures (rendement par
recrue) (figure 1).
l.'analyse de cohortes,elle,nécessite de disposer de
séries de pyramides des âges des captures sur de
nombreuses années,à partir desquelles on cherche à
reconstituer la population présente en mer,la morta-
lité naturelle étant considérée comme connue.Les tech-
niques les plus utilisées appartiennent au groupe des
analyses séquentielles de population,encore appelées
analyses de cohortes,qui Ont connu de nombreux déve-
loppements (5).Elles permettent d'estimer des séries
temporelles d'effectifs par groupe d'âge de la popu-
lation ainsi que de régimes d'exploitation (mortalité
par pêche par groupe d'âge).En incorporant dans le
processus d'estimation des données complémentaires
(captures et effort de flottilles de référence,indices
dérivés de campagnes scientifiques,etc.),les résultats
gagnent en fiabilité.
Cesmodèles permettent de dresser des diagnostics sur
l'état des ressources et de l'exploitation,par compa-
raison avec des points de référence prédéterminés.De
plus,il est possible de prévoir l'évolution du stock pour
B I O FU T U R 301• J U I L L E T- A O Û T 20 0945
(4) Be vertonRJH,Holt SJ
(1957 )Fis l) Inve st,19
(5) Megrey BA(1989)
Am Fi shSo cSym6,8-48
Dossier
~~~~ ~ _
*4 Relatif sà la nu trition,
un issen tpro ie etpr éda -
teu r dans un éc osystème
(6) LaurecA et al.in Daan
N,Sis senw ine MP(ed.)
(1990)Mult ispecies Model s
Relevant to Ma nagem entof
Li ving Reso ur ces,225 -36
(71 Mah év as S,Pel letier D
(20 04) EcolMode l1?1,
65-84
(8) Sparre P in Daan N,
Si ssen wine MP(e ds )
(1991) Mu ltispe ciesMod els
Releva nt10 Managem ent
of Liv ing Reso urces,12 -21
(9) Chris tensen V,Pa ulyD
(1992) Ecol Mode/6 1,
169-85
::>
S
-'
5
o
<.'J
~
w
~
w
c r:
'"
@
différents scénarios d'exploitation et de faire les pro-
jections de captures correspondantes.Ceci suppose
toutefois d'estimer les recrutements futurs,soit par
évaluation directe (campagnes d'estimation des recrues,
des larves...),soit par modélisation (relation entre bio-
masse des géniteurs et recrutement,entre recrutement
et environnementaux...).
Modèles muHispécifiques
Dans leur version simple,les analyses de cohorte ne per-
mettent l'évaluation que d'un stock unique exploité par
un seul type de navires.Dans la pratique,le plus sou-
vent,un même stock est exploitépar des métiers de carac-
téristiques différentes (chalutiers,fileyeurs...) pouvant
capturer des phases différentes du cyclede vie (juvéniles,
adultes...).De plus,un même métier capture différentes
espèces.Les pêcheries sont alors dites « composites » et
les interactions entre métiers sont qualifiées de « tech-
nologiques » pour les différencier des interactions bio-
logiques dont il sera question plus loin.La modélisation
de pêcheries composites sur la base des modèles struc-
turaux ne pose pas de problème particulier (6).Elle per-
met d'obtenir pour chaque stock pris en compte,et pour
l'ensemble des pêches de l'année,les effectifset les mor-
talités par groupe d'âge,et la contribution des différents
métiers à ces mortalités.Il est ainsi possible de modéli-
ser les effets de mesures de gestion très variées (chan-
gement de sélectivité,distribution de l'effort de pêche
entre métiers,erc.) sur les ressources exploitées et sur les
captures de chacun des métiers.Il peut ainsi être mis
en évidence que telle mesure peut être bénéfique pour
un stock mais néfaste pour un autre,procurer des béné-
ficesà certainsmétiersmais être pénalisantepour d'autres.
La mise en application de ces modèles impose de dis-
poser de séries de données,en particulier des com-
positions en âge des captures par espèces et par métiers
dont l'obtention peut s'avérer difficile et coûteuse en
terme d'échantillonnage.Ils sont cependant très lar-
gement utilisés,notamment pour l'évaluation des stocks
de l'Atlantique Nord et leurs résultats sont très sou-
vent à la base de décisions de gestion (dans le cadre de
la politique commune des pêches de l'Union euro-
péenne notamment).
Appartenant à cette catégorie,le modèle ISISFish (7)
intègre les dimensions spatiales et saisonnières de la
dynamique des ressources,de l'exploitation et de la
gestion.Il permet de comparer les impacts respectifs
de mesures de gestion conventionnelles comme les
totaux admissibles de capture (TAC),les contrôles sur
l'effort de pêche,les mesures techniques sur les engins
mais aussi les mesures de gestion spatialisées comme
les aires marines protégées (Ai\tfP).
Tri de coqu illes
Sai nt-Jacques à bord
d'u n drag ueur
46 BIOFUTUR301• JUIL LE T-AOÛ T2009
'::>
's
-'
'5
o
<.'J
~
w
~
w
c r:
'"
@
LaTh alassa,navi re sp éc ialeme ntéq uipépo ur réa li se r des
miss ion sde rec herchehali eutique
Les modèles décrits jusqu'à présent ne prennent pas
en compte les interactions entre espèces,notamment
les relations prédateurs/proies ou les compétitions
interespèces pour une même nourriture.Les liens tro-
phiques?sont particulièrement importants pour les
premiers groupes d'âges des prédateurs supérieurs,
sur lesquels s'exerce une forte prédation,et pour les
espèces fourrages (proies),dont l'abondance régule en
partie celle des prédateurs.L'exploitation des préda-
teurs et des espèces proies peut donc modifier,voire
déséquilibrer,les relations trophiques au sein d'un
écosystème.La combinaison de modèles de prédation
et d'analyse de cohortes a notamment permis de déve-
lopper un modèle d'analyse de populations virtuelles
multispécifique (multispecies uirtual population ana-
Iysis ou MSVPA).Une de ses caractéristiques est
de décomposer la mortalité naturelle en mortalité par
prédation Ml> d'une parr,et autres causes de morta-
lité naturelles,non explicitées dans le modèle,Mz,
d'autre part (8).
En termes de diagnostics et de simulation de scénarios
de gestion,cette approche fournit des résultats de même
type que les modèles structuraux décrits précédemment
qu'il est facile d'intégrer dans le processus classique de
gestion.En général,la prise en compte des relations
prédateurs/proies modifie peu les diagnostics et les
simulations de court terme mais la perception des
effets à moyen et long terme peut être profondément
changée (3).
La mise en œuvre de la MSVPAdemande de disposer,en
plus des données indispensablesaux analysesde cohortes,
d'informations conséquentes sur les régimes alimentaires
des différentes espèces,les taux de digestion...,très
coûteuses à collecter.De plus,elle fournit une image
incomplète de l'écosystème et de sa dynamique.
Modèles d'écosystèmes
Pour tenter de pallier ces inconvénients et de repré-
senter la complexité d'un écosystème,des modèles de
types différents ont été développés,comme ceux dits
« d'équilibre de masses »,dont le modèle ECOPATH
(figure 2) (9).Le réseau trophique est représenté par un
ensemble de compartiments ou groupes fonctionnels
qui englobent tous les organismes de l'écosystème et
qui sont interconnectés par des flux de matière.
L'estimation de ces interactions trophiques repose sur
la mesure ou l'estimation des principaux processus
métaboliques,les informations sur la composition de
l'alimentation des différents groupes (niveaux
tr
ophiques) pour chaque compartiment ainsi que les
prélèvements dus à la pêche.Ces modèles et leurs
différents développements permettent d'analyser le
fonctionnement des écosystèmes,d'évaluer l'impact de
la pêche sur les écosystèmes,de simuler différentes
options de gestion et d'explorer les effets des change-
ments climatiques.
Malgréleur capacité à refléter comment les écosystèmes
peuvent évoluer sous l'effet de la pêche,les modèles
de simulation d'écosystèmes ont été relativement peu
utilisés jusqu'à présent dans le cadre de la gestion
des pêches,probablement du fait de la difficulté à ren-
seigner tous les paramètres qu'exigent les modèles,
et de leur sensibilité aux données d'entrée,pouvant
aboutir à des résultats incohérents (10).
Vers une approche écosystémique
des pêches
Cette revue rapide présente les modèles les plus utilisés
pour l'évaluation des stocks et des pêcheries,des
plus simples aux plus complexes,sans notion de

chronologie,la plupart d'entre eux étant utilisés en
fonction des questions qui se posent et des données
disponibles.Tous ces outils ont leurs limites mais
il serait illusoire d'y voir la seule cause de la sur-
exploitation de nombreux stocks,d'autres pouvant
être largement évoquées (divergence des objectifs de
gestion,conditions d'accès aux ressources mal contrô-
lées,biais dans les processus de décision,déficit
d'application des mesures...) (11).
Sortant de son cadre traditionnel (gestion mono-
spécifique,stock par stock) on s'oriente maintenant
vers une approche écosystémique des pêches,dont les
concepts fondateurs ont été inscrits dans différents
textes internationaux,qui impose de mieux comprendre
les systèmes et exige la mise en oeuvre de modèles plus
élaborés capables de prendre en compte plus de fac-
teurs.Mais au-delà de la sophistication des modèles,
qui représente en soit un vrai défi intellectuel et qui
sera source de production de connaissance,se posera
la question du choix des objectifs de gestion,ce choix
devenant encore plus difficiledans le cadre d'une vision
globale des écosystèmes.•

Ouand les orgamsmes marms aident
à dépolluer leur milieu
L'uti lisationdes or ga nismes mar ins pourdégra der des subst ances
na ture lles ousynthé tiques et endimi nue rla concentr ation dans l'en -
vi ronn ement s'est con sidé rab leme ntdévelo pp ée ces der niè res années.
Ce rtaine s souches de bactéri es,naturellemen t présen tes dansl'env i-
ronne ment mar in,uti lisent par ex emple le pé tro le comme sour ce
de car bon e.Ilco nvi en tdon cde sél ect ionne rces bac térie set de leur
do nne run coup de pouc e,pa rexemple en opt imisa nt latempé rat ure,
la con cen tra tion en oxy gène ou la teneuren nutr iments,et de créer
de sco nditions idéales pour leur prolifération et accé lérerla biodé -
gradat ion des substanc esci ble s.
Cette solut ion él égan te esttrès av ant ageuse auregard des coûts lié s
à l'éliminat iondes déchets après traitemen texsitu ou réc upé ration.
Une altern ati veà cette appr oche estla produ ct ionet l'uti lisa tionde
bios urfac tants,surfac tants naturel s(gl yco lipi des,li popo lysaccha-
rides,Iipope pt ides)pr odu it s par di verses bact éries invit ro (1).La
sé questra tiondespo lluantspardes micro -or ganismes mari ns est un e
autr e app roc he.Utilisée avec succès pour la séqu es trationde l'ura -
nium pa r de s cyan obac ter iesmarines(2),ce tte appr oc hepou rra it
se révé leref ficacepour laremédi ation demoléc ulesco mme lesmét aux.
D'au tr esappl icat ion s ontétédéc rit es,commel'utilisation dela bio-
masse algalepour lacon sti tution defiltresou réac teu rsabsor ba nts (3).
L.eslimit es de l'u tilisati on des mi cro-orga nismesrepose ntsur un e
très grande dive rsi té des espèces,de smilieu xà traite ret des polluan ts
encause.l'ut ilisa tionréce nte del'ingé nieri e géné tique perme t aujou r-
d'hu i d'env isager des sol ut ions pl us ad aptéesà la dépo llut ion.Si la
voie de la tr ansgenèse restelimi téedu fait de prob lème séth iques,
l'iden tification de plasmi desliés à la résis tanceà cer tainsconst ituants
organiques ou métal liques età la mis e enœu v rede processus de
dégradatio nde spoll uants révèle une div ersité import ante des méca-
nisme sd'adaptation des micr o-o rga nisme s.Si le futur de la bio-
reméd iat ionpara ît rose,elle est n'est pa sune solu tion mi rac le,son
utilisation nerestant actuell eme nt env isagée qu'en compl ément des
méthodes mécani ques etchimiqu es ex istan tespou r comb attr eles
pol lutions.•
François Galg ani
Ifr emer,LERI PAC
(1) Saek iH et al.(2009) Bioresour ce Techno/100,572-7
(2) Ach aryaSBet al.(2009) Bior esour ce Tec hno/100,21 76-81
(3) Ghimire KNet al.(200 7)Sep Sci Technol42,20 03-18
BIOFUT UR301 • JUILLE T-A OÛT200947
(10) Chr istensen V,
WallersCJ(2004 )
Eco lMode I172,10 9-39
(11) Fore stA in LaubierL
(ed.) (20 03)Exp loi tati on
et sure xploit ati on des
re ssour cesmar ine sviva nte s,
71-96
( Zoom
ossler
~~~~~ _
~aQuête de substances antifouling
La colo ni sati on des coqu esde navires par de sorgani smes
mar ins,appelée biof ou li ng,estun probl èmerécurrent et com plexe
da ns l'hi stoi re de la navi gat ion.Tout e sur face imme rgéese
recou vre enqu elqu esse co nd es d'unfilm or ga niqu e (po lysaccha -
ride s,li pid es et pr oté ines) ser va ntde bas eà l'insta llati on de s
bioco lonisat eur s.Cesder niers so nt divisés entrois cat égo ri es,
selo n leur impact sur l'augm ent ati ondes forc es de frottement.
Ondisti ngu eles microco lonisateur s (b acté ries,champ ignon set
microa lgu es),les macr oc oloni sa teursmous (macro algue s)et les
macr oco lonisa teurs dur s (b alan es,moules,bryozoa ires,ver s cal -
cai res).res ponsa ble sd'une augm ent ation desforces de frot te-
ment res pe ctivement de1 à 2 %,pl us de 10 % et jusqu'à 40%.
Les espè ces imp li qu ées va rientgrand emen tsel onles co nditi ons
environnementales(sa linité,tem pé rature,nutr iment s,cou rant s
et int ensitélumine use).La pr ess ionde fouli ng es tcorr éléeau x
saisonsderepr od uct ion de sorganismesco lonis ateu rs:con stan te
dansles zon estropi ca leset subtrop ica les,ell eest vari ab ledans
les zone stempérée save c unpi c au prin temp set en été.
L'utili sation de pro tect ion s anti fou ling efficace s génère une
éc onom ie de 15 0 Md €/an en carbu rant (sans comp ter les
dépe nses indir ec tes liées au x ret ardsda ns les transpor ts
maritimes,les réparati onset les naufr ag esdu s àla bi ocor ro-
sion),uneréduction desémiss ionsde gaz à eff et de ser reet une
limitati ondu trans port d'es pèces col onisatr icespouva nt de veni r
potentie ll emen tinva si ves.
fi partir des ann ées19 70,la long év itéde s peintur es an ti fou ling
(AF)et le ureff icaci téa ét égrandeme ntamél iorée pa rl'utilisa ti on
Lefou li ng,ou
'"la col onisat ion
des surfaces par
des espèces,pose
de réel s pr ob lèmes
da nsles sect eur
du transport.
48 BIOFUTUR301• JUI LLET-AOÛT2009
d'agent sfort ement toxiqu es (TBTet TPT).Ce pen dant,ce s for-
mul at ion sont été rend ue srespo nsablesde gr avespertu rbation s
de s éco sys tèmes côti erset son t auj our d'huiinterdites.À ce jour,
la nécess itéde trouve r des su bstancesAF non tox iques est un
objec ti f qu imobi li sede nomb reux or ganismes pub lics etpri vés
danstous les pa ysindu str ialisé s.
Il es sol utions àce pr oblèmepour raientémergeren faisan tapp el
aux st rat égi esdévelopp éespar les orga nismesma ri ns.Eneffet,
tou s les sub st ratsnatur els,imm ergé s en me r,son t des sit es
poten tiels po ur l'ins tallation d'organi smes co loni sate ur s.
Cert aines esp èc esd'inve rt éb rés etd'algue s sont to ujour s,au
moinspartiell ement,dép our vu esd'épi biontes,et ce grâc eà l'éla-
bo ration dedé fensesphysi ques et/ouchi miques.Ce spr oces sus de
défensesnaturel lessont actu ellementétudiés pou r élabor erde
nouve auxprocé dés ut il isa blespo ur la pro tect iondessurf ace sim-
me rgée set non noc ivespour l'env ironnement.Deuxaxes majeurs
de recherches so ntaujour d'hu i en co ur s d'inves tiga tion:le s
mo lécules ac tives sy nthéti sé espar les al gu es etles épo nges et
lesétud estopog raph iqu esdes mollu sques.
Les moléc ules ac ti ves,gé né ralemen tissues du métabo lisme
secondaire,jou ent un rô le esse nt ieldans la comm unica tion
chimi que.À ce jo ur,plus de 200 com po sésà ac tivité srépulsives
contr e les col onisate ursont été id entifiés.Ce doma ine de
recher cheest en ple ineex pansi ongr âce aux ava nce stechno-
logiqu es d'anal ys es chimiq ues (NMR,FT- MS ).Le frein ma jeur
pou r lamise sur le mar ché de fo rmulat ionsde pei ntures estle
coû t de déve loppe mentde no uveau xbioc idesqui es t es timé à1
à 3 M€ pourles étu desdetox icité,600 k€ à 4 M€ pou r lesétud es
d'imp ac t en vironnem ent als,plus de 1 M€ po ur le sét ude s de
risques et d'expositi on,et à 100à 250 k€ pou r lapréparationdu
dossi erd'enreg ist rement denouvea ux bioc ide s.
Un au tre dom aineprome tt eur est l'étude des micro- et na no-
topog raphies etdes con di ti on shydrodyn ami quesau nivea u
desurf acede mo uleset de cr abesdépou rvusde fou li ng.À cejour,
des résinesà haut esréso lution s ontété sy nthéti sé eset donne nt
des rés ult ats prom ett eur savec defortes inhibiti ons dela co loni -
sation par les ma cr oal gueset les bal anes.De sfi lms de peintu res
repro duisant ces sc hé mastopogr aphi qu es son t encours de
déve loppemen t,les diffi cult ésmajeu resétant les appli cati ons sur
gra ndes sur faces.•
Claire Hellio
Schoo/of Bi%g ica/Sciences,KingHenry Building,
Portsmouth University,Portsmouth P01 2DY,Gran de-Bretagne
claire.hellio@po rt.ac.uk