Adresse : UMR FARE, 2 esplanade Roland-Garros, BP 224, 51686 Reims, France
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Fax : +33 (0)3 26 77 35 99
Mél. : gabriel.paes@inrae.fr

Recherches actuelles

Mon projet de recherche vise à développer des approches nouvelles pour permettre une meilleure compréhension de l'architecture des parois végétales (parois secondaires), avec l’objectif de modéliser les parois en 3D, et de mettre en évidence puis de hiérarchiser les sites de blocages à leur déstructuration contrôlée. La stratégie consiste à analyser la mobilité et les interactions de sondes fluorescentes de types chimiques ou biologiques (anticorps, enzymes ou CBM) dans des systèmes modèles contrôlés et des systèmes de parois natifs et pré-traités, par des techniques de microscopie confocale (FRAP, FRET) et d'imagerie 4D. L'ensemble des données obtenu est ensuite corrélé aux propriétés chimiques, physiques et spectrales des systèmes lignocellulosiques et à leur propension à être saccharifiés. Cette stratégie appliquée à des échantillons de biomasse végétale permet de mettre en évidence les paramètres limitant la saccharification.

Mots-clés

Bioraffinerie, biomasse lignocellulosique, pré-traitement, enzyme, accessibilité, interaction, microscopie, spectroscopie, fluorescence, 4D, modélisation

Projets

Financement par l'ANR : porteur du projet Lignoprog (2015-2018) et responsable d'une tâche du projet Funlock (2014-2017)

Financement par l'INRA : porteur du projet Mobiprot (2013-2014) et participant aux projets Enzydam (2011-2012), Apsali (2013-2014), FluoFlax4D (2018-2019)

Financement par la région Grand Est : HyCGreen (2018-2022)

BPI : participation au projet Futurol

Synchrotron SOLEIL : plusieurs projets sur les lignes DISCO, SMIS, PSYCHE

Carrière

Depuis 2021 - Directeur d'Unité, UMR FARE (Reims)

Depuis 2017 - Directeur de Recherche (DR2), UMR FARE

2014-2017 - Chargé de Recherche (CR1), UMR FARE

2009-2014 - Chargé de Recherche (CR2), UMR FARE

2007-2009 - Cadre de Recherche, METabolic EXplorer, Clermont-Ferrand - Développement de dosages enzymatiques et de protocoles de purification et de caractérisation d’enzymes dans le cadre de projets d’ingénierie métabolique pour l’obtention de composés chimiques par fermentation industrielle

2006-2007 - Chercheur post-doctorant, Universités de Marseille / INRA (UMR 1163 BCF) - Intégration de gènes codant pour de nouvelles cellulases et hémicellulases dans le génome de Trichoderma reesei

2005-2006 - Chercheur post-doctorant, Université de Nantes / CNRS (UMR 6204 U3B) et Université de Reims / INRA (UMR 614 FARE) - Relations structure/fonction du mouvement de boucles d’hémicellulases et d’accessibilité de substrats par le couplage modélisation/robotique moléculaire

Formation

2016 - Habilitation à Diriger des Recherches, Université de Reims Champagne-Ardenne - Explorons la Biomasse Lignocellulosique !

2001-2005 - Doctorat en Biochimie et Biologie Moléculaire, Université de Reims Champagne-Ardenne / INRA (UMR FARE) - Étude structure/fonction d’hémicellulases thermostables : la xylanase GH−11 et l’arabinofuranosidase GH−51 de Thermobacillus xylanilyticus

2004 - Boursier Marie-Curie (durant mon doctorat), The Danish University of Pharmaceutical Sciences, Copenhague (Danemark) - Cristallisation et cristallographie aux rayons X d’hémicellulases

2001 - Master de Physicochimie et qualité des bio-produits, Faculté des Sciences, Université de Nantes - Accessibilité de substrats glycosidiques à différentes glycosyl-hydrolases et glycosyl-transférases par modélisation moléculaire

2000 - Maîtrise de Chimie-biologie, IUP de Chimie-Biologie de Nantes - Analyse topographique d’α-amylases et arrimage de substrats amylacés par modélisation moléculaire

Domaines de compétences

Conception et caractérisation d'assemblages lignocellulosiques bio-inspirés et de parois végétales d'origine variée (peuplier, blé, maïs, miscanthus) et pré-traitées (hydrothermique, liquide ionique, acide)
Conception et caractérisation de sondes fluorescentes
Utilisation de la microscopie confocale de fluorescence pour caractériser l'architecture (FLIM), la mobilité (FRAP) et les interactions (FRET) des sondes
Imagerie 3D & 4D
Biologie moléculaire des procaryotes et microbiologie des procaryotes/eucaryotes
Purification et caractérisation biochimique/enzymatique/biophysique de protéines recombinantes
Cristallogenèse, modélisation/dynamique/robotique moléculaires de protéines

Production scientifique

38 articles à comité de lecture, plus de 45 communications orales et posters dans des congrès nationaux et internationaux et 3 chapitres d'ouvrages.

Sélection d'articles :

Zoghlami A, Paës G* (2019) Lignocellulosic biomass: understanding recalcitrance and predicting hydrolysis. Front. Chem. 7. Open Access

Zoghlami A, Refahi Y, Terryn C, Paës G* (2019) Multimodal characterization of acid-pretreated poplar reveals spectral and structural parameters strongly correlate with saccharification. Bioresour. Technol. 293, 122015. DOI

Lambert E, Aguié-Béghin V, Dessaint D, Foulon L, Chabbert B, Paës G*, Molinari M* (2019) Real time and quantitative imaging of lignocellulosic films hydrolysis by Atomic Force Microscopy reveals lignin recalcitrance at nanoscale. Biomacromolecules 20, 515-527. DOI

Herbaut M, Zoghlami A, Habrant A, Falourd X, Foucat L, Chabbert B, Paës G* (2018) Multimodal analysis of pretreated biomass species highlights generic markers of lignocellulose recalcitrance. Biotech. Biofuels 11, 52. Open Access

Terryn C, Paës G*, Spriet C (2018) FRET-SLiM on native autofluorescence: a fast and reliable method to study interactions between fluorescent probes and lignin in plant cell wall. Plant Methods 14, 74. Open Access

Chabbert B, Habrant A, Herbaut M, Foulon L, Aguié-Béghin V, Garajova S, Grisel S, Bennati-Granier C, Gimbert-Herpoel I, Jamme F, Refregiers M, Sandt C, Berrin JG, Paës G (2017) Action of lytic polysaccharide monooxygenase on plant tissue is governed by cellular type. Scientific Reports 7, 17792. Open Access

Auxenfans T, Terryn C, Paës G* (2017) Seeing biomass recalcitrance through fluorescence. Scientific Reports 2017, 7, 8838. Open access

Auxenfans T, Crônier D, Chabbert B, Paës G* (2017) Understanding the structural and chemical changes of plant biomass following steam explosion pretreatment. Biotechnology for Biofuels, 10: 36. Open Access

Paës G*, Habrant A, Ossemond J, Chabbert B (2017) Exploring accessibility of pretreated poplar cell walls by measuring dynamics of fluorescent probes. Biotechnology for Biofuels 10: 15 Open Access

Fong M, Berrin JG, Paës G* (2016) Investigation of the binding properties of a multi-modular GH45 cellulase using bioinspired model assemblies. Biotechnology for Biofuels 9: 12 Open access

Paës G* (2014) Fluorescent probes for exploring plant cell wall deconstruction: a review. Molecules 19: 9380-9402 Open access

Paës G*, Burr S, Saab MB, Molinari M, Aguié-Béghin V and Chabbert B (2013) Modeling progression of fluorescent probes in bioinspired lignocellulosic assemblies. Biomacromolecules 14: 2196–2205 DOI

Paës G*, Berrin JG, Beaugrand J (2012) GH11 xylanases: structure/function/properties relationships and applications. Biotechnol. Adv. 30: 564-592 DOI

Encadrement de doctorants

Laurent CHAPILLON (2020-2023). Modélisation spatio temporelle de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique. Directeur de thèse, co-encadrant : Yassin Refahi (FARE)

Amandine LEROY (2018-2022). Approche multi-échelle du suivi dynamique de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique. Directeur de thèse, co-directrice : Fabienne Guillon (INRAE BIA, Nantes)

Aya ZOGHLAMI (2016-2019). Techniques avancées de microscopie pour l’imagerie 4D de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique. Directeur de thèse, co-encadrants : Christine Terryn (Université de Reims Champagne-Ardenne), Yassin Refahi (FARE). Thèse soutenue le 09 novembre 2019 (3 publications)

Eléonore LAMBERT (2015-2018). Apports de la Microscopie à Force Atomique à l’étude de phénomènes dynamiques en biologie et développement instrumental associé. Directeur de thèse : Michaël Molinari (Université de Reims Champagne-Ardenne). Encadrement sur un chapitre de thèse. Thèse soutenue le 20 décembre 2018 (2 publications)

Mickaël HERBAUT (2014-2017). Déconstruction de la biomasse lignocellulosique : corrélation entre la progression et l’activité enzymatiques. Directeur de thèse. Thèse soutenue le 13 octobre 2017 (5 publications)

Expertise

Expert for Horizon Europe programme (12 projects reviewed in 2019 and 2020)

Member of the Editorial Board of Frontiers in Chemistry (since 2019) and Polysaccharides (MDPI, since 2020)

Guest Editors of Special Issues:

- From Biomass to Advanced Bio-Based Chemicals & Materials: A Multidisciplinary Perspective, in Frontiers in Chemistry (2019)

- Pretreatment of lignocellulosic biomass: established technologies and recent developments, in JoVE (2020)

- Lignocellulose: Properties, Characterization and Applications, in Polysaccharides (2021)

- Lignocellulosic Polymers: Fractionation and Characterization, in Polymers (2021)

- Biomass Steam Explosion Pretreatment for Bioproducts, in Frontiers in Chemistry (2021)

Reviewer: 110+ articles and reviews in 30+ different journals

Responsabilités collectives

FARE : responsable de la Cellule Communication (depuis 2012), animateur scientifique (depuis 2018), membre de la Cellule Informatique (depuis 2010)

Département CEPIA de l'INRA puis Transform d'INRAE : coordinateur du Défi "Conception raisonnée de la qualité des aliments et des bioproduits" (2017-2020), animateur de l'Action "Caractériser des matières aux différentes échelles et aux différents stades de transformation" (2017-2020), membre élu du Conseil Scientifique (2016-2020), membre élu de la Commission Scientifique Spécialisée SIAMM (2016-2020), membre du groupe Communication (depuis 2013).

Université de Reims Champagne-Ardenne : membre du comité scientifique de la plateforme d'imagerie PICT (depuis 2015), membre de la commission de l'école doctorale ABIES (2017-2019)

National : membre du bureau du Réseau Français des Parois (RFP) (depuis 2014), élu CFDT (2011-2014, 2015-2017) de la Commission Administrative Paritaire Nationale des Chargés de Recherche à l'INRA.

International : coordinateur du congrès "Exploring Lignocellulosic Biomass!" (ELB) organisé à Reims en 2016, 2018 et 2022.