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Plateforme Métabolisme Métabolome

Plateforme Métabolisme Métabolome

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Présentation

La plateforme est dédiée à l’analyse qualitative et quantitative des métabolites dans des matrices végétales avec des approches de métabolomique classique et d’utilisation des isotopes stables.

Elle offre ses services dans le cadre de collaborations ou de prestations. Dans les deux cas, la plateforme offre une expertise allant du design expérimental aux analyses statistiques des données.. En savoir plus

equipe

Nos outils permettent d’effectuer le phénotypage métabolique rapide des lignées végétales afin d’interpréter les conséquences des mutations génétiques spécifiques, de déterminer l’efficacité d’utilisation du carbone, de l’azote et de l’eau ainsi que les flux métaboliques dans les organes végétaux. Ces recherches s’inscrivent dans un objectif d’optimisation du métabolisme végétal vers la production de matière première utilisable dans l’agroalimentaire avec un apport d’engrais minimum.

Les missions de la plateforme s’orientent sur trois grands axes :

•Elle sert de support aux recherches sur les métabolismes primaires et spécialisés des plantes et leurs réponses aux contraintes environnementales. Elle est force de proposition dans les projets scientifiques.

•Elle  joue un rôle crucial dans la transmission du savoir sur des technologies de pointe. Elle intervient dans le domaine des formations initiales et continues.

Au-delà des collaborations locales, notre Plateforme est également ouverte aux laboratoires publics, privés, locaux, nationaux ou internationaux. Elle s’intègre dans le projet Plug in Labs de l’université Paris Saclay.

Qualité

Afin de mieux répondre aux attentes de nos utilisateurs et de donner une garantie de qualité aux processus de traitement des échantillons et des analyses, la Plateforme Métabolisme-Métabolome s’est dotée d’un système de management de la qualité (SMQ) inspiré des critères normatifs ISO 9001. Cette démarche s’inscrit :

•  dans la politique générale d’une approche qualité recommandée par la Charte IBISA regroupant les organismes de recherche dans les sciences du vivant.

•  dans un souci d’optimiser l’ouverture sur l’extérieur et des partenariats avec des acteurs publics ou privés offrant une plus-value à la Plateforme.

•  dans une volonté de s’inscrire dans les orientations générales des normes internationales des Systèmes de Management et de Qualité (SMQ) telles que ISO 9001.

• L’implication de tous les membres de la plateforme dans cette démarche reflète notre souhait de satisfaire les attentes de nos collaborateurs et d’améliorer en continu nos activités.

Activités

Analyses disponibles

La Plateforme sert de support aux recherches sur les métabolismes primaires (carboné, azoté et soufré) et secondaires des plantes et leurs réponses aux contraintes environnementales. Le rôle de la Plateforme consiste en l’établissement de profils métaboliques (GC-MS, LC-MS), l’identification, la quantification des métabolites d’intérêt (RMN, LC), la détermination éventuelle de leur composition isotopique (EA- IRMS) et le suivi de marquage (RMN).. En savoir plus

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Analyse GC-MS

  • Profilage des métabolites

 Il permet l’identification d’un grand nombre de métabolites primaires comme les acides organiques, les acides aminés , les sucres et quelques acides gras. Nous travaillons avec la bibliothèque Fiehn d’environ 700 métabolites

•Profilage des métabolites volatiles

Il permet d’identifier et/ou de quantifier les composés volatiles (le plus souvent, des métabolites spécialisés comme les terpènes et les composés phénoliques) :

– par la librairie FLAVOR de plus de 400 molécules contenant à la fois le spectre de masse et le temps de rétention attendu

– par la librairie NIST 2023 ( NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library) rassemblant les spectres MS de plus de 340 000 molécules .

Les profilages permettent de réaliser des spectres MS d’un ensemble de composés contenus dans une matrice et d’avoir leurs quantifications relatives. Toutes les données peuvent être traitées pour appliquer un traitement statistique et trouver de possibles corrélations (PCA, Heat Map, Réseaux…)

Analyses TD-GC-MS (Volatilomique) :

La TD-GC-MS utilise des tubes de désorption thermique afin d’analyser les composés organiques volatils ou semi-volatils et les métabolites volatiles émis par les plantes. L’équipement comporte un système de piégeage dynamique : les gaz sont aspirés par une pompe de précision et accumulés sur un tube piégeant les composés. Un débit-mètre permet d’intégrer au cours du temps le volume total de gaz prélevé.

Analyses LC:

Les analyses LC permettent selon l’application la quantification absolue d’une classe de métabolite. Les applications sont :

• Les acides aminés (NB la Proline ne peut pas être dosée par cette méthode)

• Sucrose, Glucose et Fructose

• Molécules phénoliques

• Amidon

• Anions ( fluorure, Chlorure, Nitrite, Bromure, Nitrate, Phosphate, Sulfate)

Analyses LC-MS:

L’analyse LC-MS permet la quantification absolue de 25 cofacteurs-nucléotides préalablement extraits d’une matrice. La chromatographie liquide va permettre de séparer les différents métabolites présents dans la matrice et le spectromètre de masse de les identifier et les quantifier par la masse exacte de l’ion de chaque cofacteur-nucléotides.

Analyses IRMS :

 Le couplage EA-IRMS a pour but l’analyse en parallèle de la composition élémentaire en % de masse pour le Carbone et l’azote et de l’analyse isotopique du carbone (13C/12C) et de l’azote (15N/14N) . Les échantillons peuvent être de la matière organique totale (poudre sèche végétale ou animale) ou des métabolites préalablement purifiés et séchés.

Analyses RMN :

Les analyses RMN permettent l’acquisition d’expériences 1 Dimension : H, 13C, 15N et 31P et/ou 2 Dimensions homo ou hétéro nucléaire (ex : HSQC, COSY….).Ces acquisitions peuvent permettent la quantification absolue dans la matrice (ex : Activité enzymatique), l’identification structurale ou encore de pouvoir de suivre un enrichissement isotopique dans les positions intramoléculaires.

Analyses à façon :

Avec ses différents appareils et ses expertises, la plateforme peut développer, à façon des analyses ciblées pour une classe de métabolites d’intérêt (terpènes, alcanes, acides gras, arômes, composés volatiles…).

Demandes d’analyses

Pour tout projet de prestation ou de collaboration, ou des renseignements scientifiques et techniques, contacter les interlocuteurs de la Plateforme :

•Informations générales, directeur scientifique : Bertrand Gakière 

•Ingéniérie, responsable de la plateforme : Francoise Gilard En savoir plus

demande-d-analyses

Tout projet de demande d’analyse doit faire l’objet d’une demande auprès du Directeur scientifique, éventuellement discutée en comité exécutif pour définir les priorités au sein de la Plateforme (lorsque les demandes sont nombreuses). A réception du devis, vous aurez à remplir un formulaire de d’entente préalable. Ce formulaire est important pour le système de management de la qualité de la Plateforme et est également essentiel pour s’accorder sur les termes de paternité des résultats scientifiques (simple prestation ou collaboration scientifique avec co-paternité des résultats). 

Tout projet de formation doctorale ou post-doctorale ou encore de développement analytique avec les outils de la Plateforme doit faire l’objet d’une demande auprès du Directeur ou de la Coordinatrice technique, accompagnée d’une fiche de demande spécifique Recherche et Formation que ces derniers vous feront parvenir.

Tarifs :

Les grilles tarifaires et notre politique tarifaire sont expliquées sur le document ci-dessous. Pour plus de renseignements, contactez-nous par téléphone ou e-mail.

Visualiser le fichier «Grille_tarifaire_SPOmics2024.pdf» en ligne

Protocoles :

Nous tenons à votre disposition (écrivez-nous) : Protocole de préparation des échantillons pour analyse isotopique de la matière organique; Protocole de préparation des échantillons et extraction pour GC-MS; Notre base de données des indices de rétention GC.

Traçabilité :

Les données de la Plateforme Métabolisme Métabolome sont gérées selon un plan de gestion FAIR (Findable Accessible Interoperable Reusable) développé sous l’outil DMP OPIDoR, avec la collaboration de l’informaticienne Valérie Cantonny.

Ce plan de gestion de données inclut notamment le dépôt des données métabolomiques dans un outil de traçabilité des données. DORA est une application web open source qui permet de partager, préserver, citer, explorer et analyser des données de recherche.

https://dora.ips2.universite-paris-saclay.fr

Sur demande, le dépôt des données métabolomiques peut également être réalisé dans le système dataverse de l’INRAE ( https://data.inrae.fr/dataverse/SPOmics), selon les normes ou standards du domaine. La norme internationale MSI (Metabolism Standard Initiative) est suivie. Il est nécessaire de suivre ces standards qui donnent une référence pour diffuser les données dans les publications et les bases internationales telle que MetaboLights. Référence : Valérie Cantonny, Bertrand Gakière, Françoise Gilard. DMP du projet ”Plan de gestion de données de la plateforme métabolisme métabolome version 5.3”. Inist-CNRS. 2018. hal-04437422

Exemple d’applications

Analyses métabolomiques du riz en fort et faible CO2 avec la technique de chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS)

En savoir plus

PubliIker2025
Illustrates the impact of various nitrogen forms (nitrate or ammonium nitrate) on selected leaf metabolites varying between treatments using the top 25 varying metabolites of rice plants cultivated in either ambient (aCO2) or elevated (eCO2) CO2 conditions. The values presented are means ± SD derived from 3 replicates.

Collaboration Internationale :

Nitrogen fertilization form and energetic status as target points conditioning rice responsiveness to elevated [CO2].

Jauregui I, Mitsui T, Gakière B, Mauve C, Gilard F, Aranjuelo I, Baslam M.

Front Plant Sci. 2025 Mar 11;16:1517360. doi: 10.3389/fpls.2025.1517360. PMID: 40134626; PMCID: PMC11933000.

Contacts

Pour toutes demandes de renseignements merci de contacter :

Directeur scientifique 
Bertrand Gakière MC, UPSaclay.

Responsable de la plateforme    Tel. 01 69 15 33 95
Françoise Gilard  IR, CNRS.

Ingénierie Plateforme    Tel. 01 69 15 33 78
Florence Guérard IE, UPSaclay.

Caroline Mauve IE, CNRS

Christine Vigne T,CNRS

contact

Equipements

2018-03-09-pyro

EA IRMS

Thermo

– EA Elementar, Model: Vario Pyrocube                  
– IRMS Elementar, Model: Isoprime 100

2018-03-09-GcMs

GCMS

GC Agilent Technologies

Model: GC 7890B
– MS Quadrupole type,
Agilent Technologies,
Model: MSD 5977B

2018-03-09-chromato

LC ionique

Thermo Scientific

Model: ICS5000+ SP

2018-03-09-LcMsMs

LCMS

Agilent

– UHPLC Agilent, Model: 1290 Infinity II
  – MS/HRMS Agilent ( Q-TOF) Model : 6540 

2018-03-09-rmn

RMN

Bruker

NMR 400 MHz spectrometer equipped with a liquid nitrogen cryoprobe (broadband probe for 13C and 15N in particular)

td-gc-ms

TD GCMS

GC Agilent Technologies

– TD Markes Uniti-xr avec passeur 100 tubes
– GC Agilent 8890
– MS Quadrupole type Agilent MSD 5977C

Communications

2026
Turpin C, Mauve C, Rattier A, Gakière B, Basset A, Harzic N, Garmier M, Ratet P. Exudate compositions differ between the cover crops vetch and oat. Sci Rep. 2026 Mar 22;16(1):14517. doi: 10.1038/s41598-026-44751-7. PMID: 41866369
2026
Ilyas A, Mauve C, Découard B, Caius J, Paysant-Le Roux C, Hodges M, de Zélicourt A. Enterobacter sp. SA187 boots high-affinity nitrate transporters expression, ethylene signaling, and plant growth under low nitrate. New Phytol. 2026 Mar;249(6):3021-3038. doi: 10.1111/nph.70885. Epub 2026 Jan 8. PMID: 41502330
2025
Teyssendier de la Serve J, Gautrat P, Laffont C, Lesterps Z, Huault E, Guerard F, San Clemente H, Aguilar M, Bensmihen S, Gakière B, Frei-Dit-Frey N, Frugier F. The sTDIF signaling peptide modulates the root stele diameter and primary metabolism to accommodate symbiotic nodulation. Curr Biol. 2025 Sep 22;35(18):4337-4348.e4. doi: 10.1016/j.cub.2025.07.056. Epub 2025 Aug 19. PMID: 40834857
2025
Jauregui I, Mitsui T, Gakière B, Mauve C, Gilard F, Aranjuelo I, Baslam M. Nitrogen fertilization form and energetic status as target points conditioning rice responsiveness to elevated [CO2]. Front Plant Sci. 2025 Mar 11;16:1517360. doi: 10.3389/fpls.2025.1517360. PMID: 40134626; PMCID: PMC11933000.
2024
Rodrigues GAG, Mauve C, Gakiere B, Bailly C, Steiner N.The metabolic profiles of Eugenia astringens and E. uniflora (Myrtaceae) sensitive seeds affect desiccation. Physiol Plant. 2024 Jan-Feb;176(1):e14220. doi: 10.1111/ppl.14220. PMID: 38356368
2024
Mauve C, Oury C, Glab N, Hodges M. Measuring Phosphoglycolate Phosphatase Activity Using NMR Detection of Glycolate. Methods Mol Biol. 2024;2792:19-27. doi: 10.1007/978-1-0716-3802-6_2. PMID: 38861075.
2024
Clara Lejeune, Sonia Abreu, Florence Guérard, Ahmed Askora, Michelle David, Pierre Chaminade, Bertrand Gakière, Marie- Joelle Virolle. Consequences of the deletion of the major specialized metabolite biosynthetic pathways of Streptomyces coelicolor on the metabolome and lipidome of this strain. Microbial Biotechnology. 2024;17:e14538. https://doi.org/10.1111/1751-7915.14538

Visibilité

La plateforme est impliquée dans plusieurs réseaux :

 LabEx Sciences des Plantes de Saclay (SPS).  

Consortium Paris-Saclay SMaCS  « Spectrométrie de Masse pour la chimie et la Santé »

 Réseau Francophone de Métabolomique et Fluxomique (RFMF)

 Plug-in-Labs

 Société Française des IsotopeS (SFIS)

Partenaires PMM