Thème "Créer de nouveaux réseaux métaboliques et de régulations"
Quelques mots sur le thème
Le développement d'usines de cellules microbiennes
Dans ce thème, nous cherchons à développer des processus biotechnologiques innovants et originaux en utilisant des microorganismes comme usine cellulaire pour valoriser des ressources renouvelables en bioproduits. Nous créons des usines cellulaires microbiennes en dotant divers micro-organismes d’intérêt industriel (E. coli, B. methanolicus, Y. lipolytica) de nouvelles fonctions qui n’existent pas nécessairement dans la nature. Nous mélangeons et associons des enzymes métaboliques ou des protéines régulatrices de différentes espèces afin d’élargir le portefeuille de substrats et de produits de ces micro-organismes. L’analyse de la réponse intégrée du microorganisme à ces nouvelles fonctionnalités métaboliques ou régulatrices permet de comprendre leur fonctionnement et donc de les améliorer (voir thème 1).
Les projets
Projet METHYLO
Dans ce projet, nous proposons de remplacer les matières premières de la biotechnologie industrielle en concurrence avec les aliments par du méthanol pour une bioéconomie circulaire. Le méthanol est une ressource renouvelable intéressante car il peut être produit à partir du CO2, ce qui contribue à atténuer le réchauffement climatique. Le travail dans ce projet se concentre sur (i) l’extension de la gamme de produits d’une bactérie méthylotrophe, B. methanolius, en exprimant de nouvelles voies métaboliques pour la production de produits à valeur ajoutée à partir du méthanol ; (ii) la reprogrammation du régime alimentaire de E. coli en exprimant des voies synthétiques d’assimilation du méthanol et (iii) l’optimisation du fonctionnement de ces voies par l’ingénierie rationnelle et évolutive.
Projet COLHYBRID
Les sociétés sont confrontées à des crises environnementales telles que l’augmentation des émissions de CO2 et l’accumulation de déchets plastiques. Transformer le CO2 en plastiques biodégradables est une option prometteuse pour capturer de grandes quantités de CO2 tout en réduisant la pollution plastique. C’est ce que COLHYBRID vise à faire en proposant de transformer l’un des produits de stockage du CO2 (le méthanol) en monomère de plastique biodégradable en utilisant une souche d’E. coli capable d’assimiler le méthanol (voir projet METHYLO).
Projet CHIMERE
La reprogrammation du régime alimentaire d’E coli pour l’assimilation d’une nouvelle source de carbone tel que le méthanol est une tâche difficile. Elle ne nécessite pas seulement d’équiper E. coli avec une voie méthylotrophique synthétique. Il est également indispensable d’intégrer cette nouvelle fonctionnalité métabolique avec les processus cellulaires globaux. C’est ce que nous proposons de faire dans ce projet en construisant un réseau de régulation semi-synthétique qui répond au méthanol et active l’ensemble des processus cellulaires natifs d’ E. coli.