Face aux exigences de rupture et d'innovation, les projets de recherche en chimie des substances naturelles et en écologie chimique ne se conçoivent, aujourd’hui, que (i) si des molécules nouvelles et à fort potentiel de valorisation sont découvertes et (ii) si des concepts novateurs aux interfaces de la chimie, l'écologie, la biologie et la bio-chimio-informatique sont appliqués. En particulier, depuis l'essor des nouvelles méthodologies d'exploration de la biodiversité et de sa chimiodiversité associée, la découverte de nouvelles molécules naturelles d'intérêt biologique ou thérapeutique ou l'étude des métabolites impliqués dans la médiation chimique et la communication inter-espèces ou au sein d'holobiontes connaît aujourd'hui un vif regain d'intérêt.

Analyser la complexité chimique des matrices biologiques dans lesquelles les métabolites spécialisés sont parfois présents en très faibles quantités, ou déterminer les structures tridimensionnelles des molécules de plus en plus complexes, reposent aujourd'hui sur l'emploi de techniques d'analyse sophistiquées de plus en plus sensibles et résolutives (UHPLC-ESI-QTOF-/MS/MS, spectrométrie de masse à mobilité ionique, à trappe orbitrale), souvent associés à des outils bio-informatiques puissants faisant la part belle à l'intelligence artificielle et aux modèles d'apprentissage statistique.

Les derniers développements de la métabolomique ou de la génomique ont permis, grâce aux nouvelles approches déployées ces dernières années dans les laboratoires les plus performants, de générer des données massives de haute qualité sur les génomes et métabolomes d’échantillons naturels, contribuant à mieux appréhender leur rôle fonctionnel au sein des écosystèmes et à accroître considérablement leur potentiel de valorisation. Aujourd'hui, les défis se focalisent vers la maîtrise parfaite de ces outils, qu'il s'agisse des outils de l'analyse métabolomique (MetaboAnalyst 5.0, MZmine 3, …), des outils statistiques (analyses statistiques uni- ou multi-variée PCA, HCA, OPLS-DA), ou des outils chimio-informatiques (algorithmes d'exploration et d'annotation : TimaR, Sirius, outils de fragmentation in silico : CFM-ID, MS-Finder).

L’école aura pour objectif d’investiguer les principales méthodes d’exploration de la biodiversité et de sa chimiodiversité associée, permettant in fine d'organiser et de visualiser les données de spectrométrie de masse tandem dans des espaces chimiques multi-informatifs. Choisir la bonne méthode d'acquisition, appréhender les paramètres clefs de l'analyse en MS pour une mise au point méthodologique parfaite, assurer un pré-traitement des données au moyen d'algorithmes dédiés, organiser et visualiser des données de bonnes qualités pour générer et visualiser des cartes spectrales multi-informatives, dérépliquer et annoter les réseaux moléculaires pour en retirer des informations les plus pertinentes, sont autant d'étapes indispensables à la réalisation d'un projet visant à répondre à des questions fondamentales de métabolomique (production de connaissances) d'écologie chimique ou de chimie structurale. Les avancées conceptuelles méthodologiques reposant sur l’emploi d’outils bio-chimio-informatiques puissants feront l'objet d'une attention particulière.