Une population mondiale croissante et l’épuisement des ressources fossiles a conduit à une augmentation de la demande alimentaire et énergétique. Si les plantes oléagineuses sont majoritairement exploitées pour leurs fruits et leurs graines riches en huiles dans le secteur agroalimentaire, elles sont également valorisées comme alternative aux produits pétrosourcés (biolubrifiants, biocarburants). La production de lipides et d’acides gras inhabituels a rapidement suscité un intérêt envers les organismes unicellulaires : les levures. L’objectif de ce travail consiste à étudier deux modèles biologiques : la graine de lin (Linum usitatissimum), dont l’huile est constituée à 57% d’oméga-3, et la levure oléagineuse Yarrowia lipolytica, exploitée comme châssis biotechnologique. L’approche utilisée pour appréhender le métabolisme lipidique est la fluxomique. De plus, la conception d’un modèle prédictif reposant sur un marquage isotopique (MFA) ou la contrainte (FBA) permet une analyse dynamique du métabolisme. L’étude comparative de trois lignées de lin (teneurs en huile et oméga-3 différentes) a permis une meilleure compréhension des mécanismes menant à l’accumulation des lipides (jusqu’à 44,2 g.100g-1 MS). Ainsi, nous avons pu montrer que l’assimilation du saccharose et la remobilisation de l’amidon sont essentiels à la synthèse des précurseurs et du NADPH nécessaires à la synthèse des AG. Une forte implication de la glycolyse cytosolique et de la voie des pentoses phosphate plastidiale a pu être notée, tandis que la synthèse des protéines et de la paroi cellulaire a été une étape plutôt limitante. De plus, la PDAT semblerait être une enzyme essentielle à l’incorporation d’acides gras polyinsaturés dans les TAG. L’étude de trois souches de Yarrowia lipolytica a également permis d’appréhender le métabolisme de la levure. L’assimilation d’une source de carbone alternative au glucose (glycérol) a entraîné une redirection métabolique majeure vers la néoglucogénèse. Le flux majoritaire pour la synthèse des TAG emprunte la glycolyse et une partie du cycle de Krebs, afin de convertir le citrate en acétyl-CoA. L’optimisation de la voie Kennedy (GPD1 et DGA2) a permis une amélioration du contenu en lipides : +72% par rapport à une souche optimisée pour la synthèse des acides gras inhabituels (expression du gène LRO1, codant pour une PDAT). Les principales voies compétitives sont la synthèse de glucides de réserve et la sécrétion de citrate, réprimée ici grâce à une assimilation de glucose modérée. La PDAT est là encore impliquée dans l’accumulation des acides gras inhabituels. / Growing world population and depletion of fossil resources have led to an increasing food and energy demand. While oleaginous plants are mostly cultivated for their fruits or their seeds in food industry, they are also valued in as an alternative to petrochemicals (biolubricant, biofuels). The production of lipids and unusual fatty acids increased the interest for unicellular organisms: yeasts. The aim of this work is to study two biological models: flax seed (Linum usitatissimum), whose oil is made up of 57% omega-3, and yeast Yarrowia lipolytica, exploited as a biotechnological chassis. The approach used to understand lipid metabolism is fluxomics. In addition, the development of a predictive model based on isotopic labelling (MFA) or constraint-based one (FBA) allows a dynamic analysis of the metabolism. The comparative study of three flax lines (with different oil and omega-3 levels) provided a better understanding of the mechanisms leading to lipid accumulation (up to 44.2 g.100 gDW-1). Therefore, we have been able to show that sucrose assimilation and starch remobilization are essential for fatty acid precursors and cofactors synthesis. Strong involvements of cytosolic glycolysis (G3P, acetyl-CoA) and pentose phosphate pathway (NADPH) have been noted, while protein and cell wall synthesis are limiting steps. In addition, PDAT would be a central enzyme for the incorporation of PUFA into TAGs. The study of three Yarrowia lipolytica strains also helped us to better understand yeast metabolism. The assimilation of an alternative carbone source to glucose, glycerol, led to a major metabolic redirection towards gluconeogenesis. The TAG synthesis flux especially uses glycolysis and a part of TCA cycle to convert citrate into acetyl-CoA. Kennedy pathway optimizations (GPD1 and DGA2 gene overexpression) allowed a lipid content improvement: +72% compared to a strain optimized for the synthesis of unusual fatty acids (LRO1 gene expression, encoding for a PDAT enzyme). The main competitive pathways are carbohydrate synthesis (glycogen) and citrate secretion (here repressed thanks to slow glucose assimilation. PDAT (LRO1 gene) also led to unusual fatty acid accumulation.

Cette étude a pour objectif la recherche d’huiles et de composés bioactifs dans des graines provenant de la région semi-aride à aride « Regueb » située au centre de la Tunisie. Plusieurs graines sont riches en huiles principalement composées d'acides gras classiques. Des teneurs élevées en acide pétrosélinique, un acide gras inhabituel, ont été détectées chez les espèces appartenant à la famille des Apiaceae, en particulier P. major et P. saxifraga. Les graines de d’Ap. graveolens, An. graveolens, P. saxifraga et L. sativum sont à la fois riches en huiles et en composés phénoliques fonctionnels. L’accumulation de ces composés dans les graines en développement a été étudiée pour P. major, P. saxifraga et L. sativum. Certaines graines contiennent également des huiles essentielles ayant un pouvoir antibactérien comme celles de P. saxifraga, Ap. graveolens et C. sativum qui sont riches en anéthol, dillapiole et linalol. L’huile essentielle des graines de P. saxifraga (PSEO) a été, pour la première fois, testée dans un enrobage comestible à base d’alginate de sodium pour la conservation du fromage frais. Une évaluation de sa toxicité chez les souris a permis la détermination de la plage de doses sans effet nocif. L’enrobage comestible d'alginate de sodium enrichi en PSEO a amélioré la conservation du fromage frais "Sicilien de Bèja" en permettant de préserver le pH et la couleur, de diminuer la péroxydation lipidique et d’améliorer la stabilité bactérienne. L'analyse sensorielle a montré une forte appréciation du fromage enrobé en présence de PSEO. / The aim of this study is to identify bioactive oils and compounds in seeds from the semi-arid to arid region of "Regueb" in central Tunisia. Several species contained high amounts of oil mainly composed of classic fatty acids. High amounts of petroselinic acid, an unusual fatty acid, have been detected in species of the family Apiaceae, in particular P. major and P. saxifraga. The seeds ofAP. graveolens, An. graveolens, P. saxifraga and L. sativum were rich in oil and functional phenolic compounds. The accumulation of these compounds in growing seeds has been studied for P. major, P. saxifraga and L. sativum. Several seed contained essential oils with antibacterial properties such as those of P. saxifraga, AP. graveolens and C. sativum, which contained anethole, dillapiole and linalool. The essential oil of P. saxifraga seeds (PSEO) was, for the first time, tested in an edible coating based on sodium alginate for the preservation of fresh cheese. An evaluation of its toxicity in the mice allowed the determination of the dose range without any harmful effect. The edible coating of sodium alginate enriched with PSEO has improved the preservation of the fresh Sicilian cheese by preserving pH and color, reducing lipid peroxidation and improving bacterial stability. Sensory analysis showed a strong appreciation of coated cheese in presence of PSEO