Thèse Coline Nazet

Les industries de la vigne et du vin constituent un pilier essentiel de l'économie française, tant par leur contribution au PIB que par leur rôle dans la préservation de la biodiversité microbienne mais aussi des traditions et savoir-faire ancestraux. Cependant, la filière vitivinicole est confrontée à des défis majeurs, tels que l'adaptation aux bouleversements climatiques ainsi que l’évolution des marchés face aux nouvelles exigences des consommateurs. Ces enjeux impliquent des modifications profondes des itinéraires de culture et de production. Au niveau du procédé de vinification, cela concerne notamment la réduction des intrants à la vigne et à la cave, l’adaptation des pratiques pour prendre en compte l’hétérogénéité de la matière première et rechercher de nouveaux profils sensoriels, etc. La levure Saccharomyces cerevisiae joue un rôle crucial lors de la vinification, en tant qu’acteur principal de la fermentation alcoolique. Cette dernière, loin d’être spécifique au vin, entraine la conversion des sucres du moût de raisin (glucose et fructose) en éthanol et en dioxyde de carbone. D’un point de vue physiologique, cette voie métabolique est essentielle pour la cellule, car elle assure la production d'énergie en conditions anaérobies. Ainsi, environ 92% des sucres sont convertis en éthanol et dioxyde de carbone. Les sucres sont également utilisés dans la production de biomasse et d'autres métabolites : glycérol, acétate et acides organiques, composés volatils ou arômes. La formation de ces molécules permet notamment de maintenir l’équilibre d’oxydo-réduction intracellulaire, qui doit être contrôlé pour la survie et la croissance des levures. Au niveau applicatif, bien que présents à de faibles concentrations (souvent inférieures à 100 mg/L), ces composés ont un impact significatif sur la qualité finale des vins, qui peut être positif ou négatif.
De façon générale, la formation des différents composés issus de la fermentation alcoolique dépend :
- de facteurs génétiques : la variabilité génomique intra-espèce chez S. cerevisiae conduit à des différences entre souches dans l’activité intrinsèque des enzymes impliquées dans le métabolisme et leur régulation, à l’origine de la diversité phénotypique chez cette levure.
- de facteurs environnementaux : la levure va adapter son métabolisme à la composition du milieu de culture pour assurer sa croissance, et notamment à la disponibilité en nutriments et en oxygène et à la température. Cela va conduire à des profils différents de production de métabolites.
Dans ce contexte, afin de développer des souches de S. cerevisiae présentant des capacités de production de métabolites permettant de répondre aux enjeux récents de la filière vin, une banque de mutants a été générée en utilisant la technique de mutagénèse aléatoire aux Ultra-Violet (UV), à partir d'une souche œnologique. Ces mutants ont montré une variation significative dans la production de l’ensemble des métabolites carbonés. En ce qui concerne les acides organiques, ces mutants présentent notamment une distribution bimodale claire pour la production d’acide succinique.
Cette thèse vise à identifier les bases génétiques et métaboliques de ces variations, en se concentrant plus particulièrement sur celles liées à la production d’acide succinique. Cela sera réalisé en combinant la génomique, la transcriptomique et le traçage isotopique de sources d’azote marquées. De plus, ce travail permettra de mieux comprendre les régulations impliquées dans le contrôle du métabolisme central du carbone, en se concentrant dans un premier temps sur les acides organiques du cycle de Krebs.

• Période : 04/11/2024 au 03/11/2027
• Directrice de thèse : Virginie Galeote (INRAE Montpellier, UMR SPO)
• Co-encadrant : Hugo Devillers (INRAE Montpellier, UMR SPO)
• Contact : coline.nazet@supagro.fr