Département Microbiologie et chaîne alimentaire (MICA)

Département Microbiologie
et chaîne alimentaire (MICA)
INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE
DÉPARTEMENT Microbiologie et chaîne alimentaire
Centre de recherche de Jouy-en-Josas
Domaine de Vilvert - 78352 Jouy-en-Josas CEDEX - France
Contact : [email protected]
www.inra.fr/mica/
Recherche, Partenariat, Innovation :
des préoccupations au cœur du Département Microbiologie
et chaîne alimentaire
www.inra.fr/mica/
29%
18%
7%
6%
6%
34%
Collectivités
territoriales
32 projets
Divers
partenaires
publics
Europe
7 coordinations,
12 participations
Partenaires
privés
78 contrats
Pôles de Compétitivité
7 projets
ISI-OSEO
1 projet
ANR
20 coordinations
60 participations
Un partenariat scientifique et socio-économique
diversifié…
Collaboration, au cours des cinq dernières années, avec plus de 500 partenaires
des secteurs public (55%) et privé (45%), apportant aux équipes de recherche
du département environ 37M€ de moyens financiers complémentaires.
…dans une dynamique d’innovation et de
valorisation
Protection des résultats par un portefeuille de 36 familles de brevets
(~ 5 dépôts de nouvelles demandes par an) portant sur des fonctions biologiques,
des outils et des procédés.
Valorisation par ~ 30 licences d’exploitation commerciale
de brevets et savoir-faire.
Des collaborations internationales
- Plus de 300 articles publiés chaque année dans des revues
scientifiques internationales, dont 40% en collaboration avec un
institut étranger ;
- 2/3 des articles publiés dans des revues de notoriété excellente
ou exceptionnelle.
L’information des citoyens
- Interventions dans les média (presse, radio, télévision)
- Accueil de collégiens et lycéens dans les laboratoires
- Participation à des manifestations d’intérêt général :
fête de la science, conférences et salons grand public, …
Tours :
• Zoonoses ;
antibiorésistancesépidémiologie;
relation animal/pathogène
Nantes :
• Bioconservation des aliments ;
flore carnée indésirable
Bordeaux :
• Champignons
producteurs de
mycotoxines
Toulouse :
• Biologie des systèmes ;
ingénierie métabolique et
enzymatique ; biotechnologies
Narbonne :
• Écosystèmes microbiens
et dépollution ; écologie
microbienne fondamentale ;
biogaz ; méthanisation
Jouy-en-Josas et Grignon :
• Microbiote intestinal ; interactions homme/micro-organismes ;
probiotiques
• Pathogènes opportunistes ; biodiversité ; adaptation ;
biofilms ; écosystèmes alimentaires (fromage et viande) ;
bioconservation des aliments
• Biologie des systèmes ; biologie synthétique ; biotechnologies
blanches ; lipides microbiens ; agrocarburants
• Bioinformatique ; métagénomique
Nancy :
• Mécanismes de l’évolution
bactérienne ; transfert de
gènes ; réponse au stress
et adaptation ; variabilité
génomique ; rhizosphère ;
écosystème buccal
Clermont-Ferrand - Theix :
• Pathosphère alimentaire ; flore indésirable ;
E. coli pathogènes ; pathologie bactérienne
intestinale
• Microbiote intestinal; métabolisme des fibres
Aurillac :
• Écosystèmes fromagers ; sécurité
sanitaire ; microbiologie des fromages
AOC
Marseille :
• Biodiversité fongique ; dégradation
de la lignocellulose ; biotechnologies
blanches ; agrocarburants
Avignon :
• Sécurité microbiologique des végétaux
transformés
Montpellier :
• Biologie des systèmes ;
levures œnologiques ;
physiologie intégrative ;
contrôle de la fermentation
Effectifs du département :
Rennes :
• Écosystème laitier ;
matrice fromagère ;
mammites ; probiotiques
Un potentiel humain de 630 personnes
- 280 scientifiques (chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs)
- 160 techniciens
- 180 jeunes scientifiques en formation
Un budget de fonctionnement annuel de 32,8 M€ (salaires inclus)
(salairesinclus)
dont 13 unités associées à d’autres organismes (écoles d’ingénieurs, écoles vétérinaires, universités, Institut Pasteur, CNRS)
2011 - Directeur de la publication :
E. Maguin, Chef du département MICA
Conception et réalisation : D. Canceill, J. Goacolou
et l’équipe du Département MICA
Conception graphique, dessins et impressions : Groupe GT
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Un acteur de la formation des jeunes
scientifiques
Encadrement de 120 doctorants pour des thèses financées
ou co-financées par :
- des partenaires publics : bourses de thèses institutionnelles
(Ministère de la Recherche, INRA, ANSES, conseils
régionaux…) ou liées à des contrats de recherche
spécifiques (ANR, projets européens, réseaux
Marie-Curie…) ;
- des partenaires privés : bourses Cifre, contrats industriels.
Accueil d’une soixantaine de jeunes post-doctorants chaque année
sur des projets contractuels.
Lille :
• Hygiène des surfaces
alimentaires ; biofilms
Des missions de formation, d’information et de valorisation
20 unités de recherche réparties sur le territoire
≈ 200 personnes
≈ 30-50 personnes
≈ 1-20 personnes

Légendes et crédits photos (copyright INRA pour toutes les photos) :
Couverture : 1. (photo sépia verticale) : Forme mutante de la bactérie du sol Bacillus
subtilis (R. Carballido-Lopez). Vignettes de gauche à droite : 2. Lactobacillus sakei, bactérie
intervenant naturellement dans la conservation des saucissons secs (F. Chiaramonte).
3. Travail de laboratoire (B. Nicolas). 4. Lactobacillus bulgaricus, l’une des deux bactéries du
yaourt (F. Rul). 5. Lactococcus lactis, bactérie utilisée dans la fabrication de certains fromages
(MP. Chapot-Chartier). Bas de page : 6 et 7. Aliments divers (JP Bruno, J Weber).
Pages intérieures : 8. Image brute d’une analyse sur un séquenceur d’ADN de dernière
génération (S. Kennedy). 9. Épis de blé contaminés par le champignon producteur de
mycotoxines, Fusarium graminearum (C. Barreau). 10. Enterococcus faecalis, bactérie
pathogène opportuniste du tube digestif (L. Rigottier-Gois, T. Meylheuc). 11. Staphylococcus
epidermidis, bactérie pathogène opportuniste capable de former des biofilms (JO. Kamgang,
M. Naitali). 12. Fusarium graminearum marqué avec une protéine fluorescente (C. Barreau).
13. Colonies de levures sur une boîte de Petri (C. Maitre). 14. Pycnoporus sanguineus,
champignon filamenteux riche en enzymes capables de dégrader la lignine des fibres végétales,
dans les filières de production de bioéthanol (A. Favel). 15. Biofilm de Stenotrophomonas
maltophilia, bactérie responsable de maladies nosocomiales (P. Lacroix-Gueu, R. Briandet).
16. Lactobacillus sakei (F. Chiaramonte). 17. Levures « obèses » : accumulation de lipides chez
la levure Yarrowia lipolytica pour la production de biocarburants (JM. Nicaud). 18. Travail de
laboratoire (B. Nicolas). 19. Atelier de technologie des aliments en environnement sécurisé
P2 (A. Delacroix-Buchet). 20. Travail de laboratoire (B. Nicolas). 21. Biofilm de deux souches
différentes de la bactérie Escherichia coli (R. Briandet). 22. Travail de laboratoire (C. Maitre).
23. Prélèvement de bioaérosols pendant le retournement d’andains sur plateforme de
compostage (N. Wéry). 24. Travail de laboratoire (B. Nicolas). 25. Manipulation dans
l’animalerie de rongeurs sans germes et à microbiote contrôlé (B. Nicolas). 26. (fond de carte)
Biofilm de la bactérie du sol Bacillus subtilis (A. Bridier, T. Meylheuc). 27. Bacillus subtilis
(A. Chastanet). 28. Stenotrophomonas maltophilia (P. Lacroix-Gueu, R. Briandet, T. Meylheuc).
29. Cours en amphi (B. Nicolas). 30. Empreinte d’une main sur un milieu de culture : les
microorganismes déposés se sont multipliés et ont formé des colonies (B. Nicolas).
Acquérir des connaissances fondamentales dans le champ des missions
de l’INRA.
Contribuer au développement durable par la composante microbienne.
Réduire les risques microbiens en santé animale, dans la chaîne
alimentaire et en santé humaine.
Organiser l’animation transversale de la microbiologie à l’INRA.
1. De la biologie des systèmes à la biologie synthétique et aux biotechnologies
Mots clefs : biologie prédictive, modélisation
Étudier la régulation des cellules et la modéliser pour prédire leur adaptation à un changement environnemental.
Optimiser des génomes microbiens (bactéries et levures) pour comprendre leurs fonctions ou pour concevoir des stratégies
biotechnologiques innovantes (production de biocarburants, bioplastiques, enzymes, vitamines,…).
2. De la biodiversité à l’évolution et à la pathogénicité
Mots clefs : pathogènes, pathosphère et pathosystème digestif
Comprendre les bases moléculaires de certaines infections.
Développer des stratégies anti-infectieuses non-antibiotiques.
Prendre en compte la pathosphère et son impact, pour développer des recherches translationnelles
3. De la caractérisation des écosystèmes à leur analyse fonctionnelle et à leur maîtrise
Mots clefs : microbiote, métagénome, écologie, aliments, digesteurs, modélisation
Comprendre le fonctionnement des écosystèmes microbiens et les modéliser pour prédire leur évolution.
Contribuer à une nutrition personnalisée, prenant en compte le génome et le métagénome.
Affiner le pilotage des procédés industriels fermentaires (alimentaires, de dépollution et de production d’énergie).
Enjeux socio-économiques de MICA
Missions de MICA
Ressources biologiques et technologiques de MICA Les atouts de MICA
Amélioration de la qualité microbiologique des aliments
Prévention des risques microbiens en santé publique
Réduction des risques de zoonoses
Développement des biotechnologies blanches
Transfert des connaissances dans le domaine de la nutrition et de la santé
5 collections de microorganismes, plus de 20 000 souches
Ces collections, certifiées Iso 9001, du Centre International de Ressources Microbiennes sont destinées à conserver, analyser
et valoriser les microorganismes d’intérêt alimentaire ou biotechnologique:
• Bactéries d’intérêt alimentaire (Rennes)
• Bactéries pathogènes animales et isolées des aliments (Tours)
• Champignons lamenteux impliqués dans la transformation des biomasses végétales (Marseille)
• Levures d’intérêt biotechnologique (Grignon)
• Bactéries phytopathogènes (Angers)
Des équipements de haute technologie
• Omique (Génomique, Métagénomique, Transcriptomique, Protéomique, Métabolomique et Fluxomique) :
- MetaQuant : Métagénomique quantitative ; séquençage ADN à haut débit (Jouy-en-Josas)
- Phenos : Métagénomique fonctionnelle pour le criblage à haut débit des interactions bactéries/cellules (Jouy-en-Josas)
- GenoToul : Génome et transcriptome (Toulouse)
- Papsso : Plateau d’analyses protéomiques de Paris Sud-Ouest (Jouy-en-Josas)
- Metasys : Métabolomique et fluxomique (Toulouse)
- PFEM : Plateforme exploration du métabolisme, des gènes aux métabolites (Theix)
• Bioinformatique :
- Migale : Analyses de données génomiques et post-génomiques (Jouy-en-Josas)
• Imagerie : microscopie optique, à épiuorescence, électronique, confocale
- Mima2 : Microscopie et imagerie des microorganismes, animaux et aliments (Jouy-en-Josas)
- PTM : Plateau technique de microscopie (Theix)
• Technologie alimentaire :
- Atalis : Atelier de technologie alimentaire au service de la santé, de type P2 (Jouy-en-Josas)
- Fromagerie expérimentale, de type P2 (Aurillac)
- Lait : Plateforme de recherche en technologie laitière (Rennes)
• Animalerie :
- Anaxem : Animalerie de rongeurs sans germes et à microbiote contrôlé (Jouy-en-Josas)
- PFIE : Plateforme d’infectiologie expérimentale de type P3 (Tours)
Accédez aux sites web de chaque plateforme sur www.inra.fr/mica/organisation/plateformes_et_ressources_biologiques
Diversité et complémentarité des microorganismes étudiés
• des microorganismes d’intérêt agro-alimentaire ou biotechnologique : bactéries, levures, champignons lamenteux…
• des microorganismes d’intérêt pour la santé publique : probiotiques, commensaux…
• des écosystèmes microbiens : ores d’afnage, digestive (humaine et animale) et de dépollution…
• des pathogènes de l’environnement : mycobactéries, staphylocoques, Bacillus cereus, champignons producteurs de
mycotoxines…
• des pathogènes d’origine animale : Salmonella, Listeria, E. coli, Brucella, Campylobacter…
• des pathogènes d’origine humaine : staphylocoques, streptocoques, entérocoques, Candida albicans, E. coli…
Des réseaux scientifiques thématiques incubateurs de projets sur
• des pathogènes de la chaîne alimentaire
• les probiotiques
• la nutrition et les écosystèmes microbiens
• les biolms
Un savoir-faire et des compétences multiples
• De la connaissance des génomes… à la modélisation
• Des contaminants microbiens… à la sécurité alimentaire
• Du microbiote digestif… à la nutrition et la santé humaine
• Des bactéries modèles… aux bactéries d’intérêt industriel
• Des levures et champignons… à la maîtrise des procédés agro-alimentaires et biotechnologiques
Des métiers diversifiés pour une démarche intégrée
Chercheurs, ingénieurs, techniciens :
animaliers, biochimistes, biologistes, bioinformaticiens, biomathématiciens, biophysiciens, fromagers, généticiens,
gestionnaires, informaticiens, microbiologistes, modélisateurs, physico-chimistes, physiologistes…
Objectifs scientiques de MICA
Le sens des mots :
Biologie des systèmes (ou biologie systémique
ou biologie intégrative) : approche visant à
comprendre un système biologique en
intégrant l’ensemble des informations via
une modélisation informatique
Biologie synthétique : approche visant à
la synthèse et à l’ingénierie de systèmes
biologiques nouveaux
Biotechnologies blanches : transformations
industrielles utilisant des enzymes ou des
microorganismes
Métagénome : ensemble des gènes d’un
écosystème microbien
Microbiote : ensemble des
microorganismes d’un écosystème
Pathosphère : environnement dans lequel
se développe un microorganisme pathogène
Probiotiques : microorganismes bénéfiques
pour la santé
Recherches translationnelles : recherches
qui permettent de passer d’une découverte
scientifique à une application.
Zoonose : maladie transmissible de l’animal
à l’homme
…mutualisées entre différents laboratoires, départements et organismes de recherche :
Le département MICA (Microbiologie et chaîne alimentaire) est l’un des 14 départements
scientiques de l’INRA. Il regroupe la majorité des microbiologistes de l’institut au sein
de 20 unités de recherche réparties sur tout le territoire.
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