L’Université de Liège vient de réaménager son ensemble de surfaces de culture en phytotrons, vouées à la recherche fondamentale et appliquée en biologie végétale.

Parallèlement, d’une recherche menée au moyen de cet équipement par le laboratoire de physiologie végétale de l’ULg est née la spin-off Araponics, qui développe et commercialise un système original de culture de petites plantes en hydroponie, c'est-à-dire sur milieu nutritif liquide.

Fruit d’une recherche fondamentale portant sur les réponses d’Arabidopsis thaliana - la plante de référence pour la recherche en biologie végétale – aux variations de CO2 dans l’atmosphère, Araponics a mis au point un système d’hydroponie qui intéresse les laboratoires de recherche. Ce système pourrait également permettre à terme une production alternative de protéines humaines par un hôte végétal.

Le premier phytotron européen à Liège

Un phytotron est un «appareil à faire des climats » : une enceinte dans laquelle les conditions de température, d’humidité, la qualité de l’air et la lumière (la durée du jour et de la nuit, l’intensité de lumière) peuvent à tout moment être parfaitement contrôlées. C’est à l’Université de Liège que fut ouvert, en 1950, le premier phytotron en Europe . Aujourd’hui, avec un total de 15 chambres phytotroniques individuelles (3 grandes, 9 moyennes et 3 petites), dont trois nouvelles acquisitions en 2007, l’ULg dispose d’un des plus grands parcs de phytotrons en Europe, entièrement dédié à la recherche.

Les phytotrons sont des outils essentiels pour une large gamme de recherches tant fondamentales qu’appliquées. Du point de vue fondamental, le contrôle strict des conditions environnementales garantit la reproductibilité des expériences et améliore la qualité des analyses physiologiques ou génétiques (le phénotype est « environnement-dépendant »). Du point de vue appliqué, les études écophysiologiques permettent d’établir les conditions optimales de culture végétale et donc d’augmentation des rendements. Cela est important, par exemple, pour tester de nouvelles variétés avant leur culture à grande échelle. Outre leur importance dans le secteur alimentaire, les plantes sont aussi la source de nombreux produits exploités comme parfums, colorants, pesticides ou médicaments ; il est nécessaire de maîtriser les conditions de croissance de ces plantes productrices de métabolites secondaires.

Dans le laboratoire de Physiologie végétale de l’ULg, les recherches récentes et en cours sont les suivantes :

Recherche fondamentale
- Croissance et développement des plantes supérieures (PAI - Pôle d’Attraction Interuniversitaire)
- Etude du contrôle de la morphogenèse chez la tomate (Lycopersicon esculentum Mill) : caractérisation des gènes Self Pruning et Jointless (FRFC – Fonds de la Recherche Fondamentale Collective
- Recherche appliquée dans le domaine de l’agriculture
- Etude fondamentale des paramètres environnementaux influençant la culture et le rendement de la chicorée industrielle (Région Wallonne-DG Agriculture, partenaire industriel : Cosucra Groupe Warcoing)
- Production de pollen et maîtrise de la transition florale chez le maïs (Fédération nationale française des producteurs de semences de maïs et de sorgho)
- Recherche dans le domaine de la production de substances à haute valeur ajoutée et de médicaments
- raponics : production de composés végétaux à haute valeur ajoutée (Région Wallonne-First Spin-off)

Une étude dans le domaine pharmacologique avec les laboratoires Pierre Fabre Médicaments

Du phytotron à la spin-off Araponics

Une recherche fondamentale, achevée en 2003, par une équipe interdisciplinaire de l’ULg, montrait que la croissance des plantes exposées à un doublement de la teneur en CO2 dans l’atmosphère dépendait fortement de la disponibilité en éléments minéraux. Pour contrôler les apports nutritifs à la plante de référence de cette recherche, Arabidopsis thaliana, l’équipe de Physiologie végétale a conçu et fait fabriquer un dispositif inédit d’hydroponie, permettant la culture sur un milieu liquide de cette plante de très petite taille.

Ce sont les prémices de la spin-off Araponics. En effet, ce dispositif décrit dans une revue scientifique en Open Access électronique, a immédiatement suscité un vif intérêt auprès des laboratoires de recherches publics (Max Planck, INRA, CNRS, …) et privés (BASF, Bayer Cropscience, Monsanto, …) en Europe et dans le monde.

Cet intérêt a poussé l’équipe de l’ULg à commercialiser son système. Une bourse de pré-activité de la Région Wallonne a permis de financer la conception et le prototypage par la société liégeoise Simonis Plastic. Parallèlement un processus de création d’une spin-off a été engagé. Il a abouti en juin 2007 à la création d’Araponics s.a., capitalisée à hauteur de 95.000 euros, par les porteurs du projet (50%), les investisseurs publics Spinventure s.a. (30%) et Gesval s.a. (5%), et les investisseurs privés Epimède sprl (5%) et Antares Management s.a. (10%).

Au-delà de la culture de plantes en hydroponie – avec des produits qui pourraient également concerner prochainement le grand public -, Araponics se diversifie vers des applications biotechnologiques. Le laboratoire de physiologie végétale a en effet développé un projet dans lequel différentes lignées transgéniques d’Arabidopsis thaliana serviraient à la production et à la sécrétion de protéines humaines d’intérêt. Plutôt que de les accumuler dans leur biomasse, ces plantes seraient ainsi capables, grâce au dispositif d’hydroponie, de larguer ces protéines dans la solution nutritive par rhizosécrétion (sécrétion par les racines).

La production de protéines en plantes s’impose comme une alternative prometteuse alors que le marché des protéines - en pleine croissance - voit ses capacités de production saturées par les procédés classiques, principalement basés sur les microorganismes. Des collaborations à l’ULg sont ainsi entamées pour valider ce mode de production de protéines d’intérêt telles que le lysozyme humain et le facteur de croissance IGF2.

Contact :

Pr Claire Périlleux, chargée de cours, Physiologie végétale, Tel 04 366 38 33  - cperilleux@ulg.ac.be
Pierre Tocquin, administrateur délégué Araponics s.a., Tel 04 366 38 32 – 0486 61 74 89 - ptocquin@araponics.com