L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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(DS0201) 2016
Projet SynDia

Conception d'une plateforme d'ingénierie génomique pour les microalgues

Face à la forte demande énergétique et la volonté de réduire les émissions de gaz à effet de serre, la société attend beaucoup de la biotechnologie industrielle pour produire de l’énergie et des composés pour la chimie fine ou de masse en utilisant des ressources renouvelables ainsi que des déchets. Par leur capacité à combiner les propriétés des plantes (utilisation du CO2 comme substrat pour la production de molécules complexes) et celles des microorganismes (croissance rapide), les microalgues apparaissent extrêmement attractives pour assurer la transition vers une énergie renouvelable. Cependant, un certain nombre de verrous doivent être levés pour les rendre économiquement compétitives sur les marchés de l’énergie et de la chimie verte.

Pour relever ce challenge, plusieurs initiatives, tant nationales qu’européennes, ont vu le jour pour créer des partenariats entre académiques et industriels, l’objectif étant la prise en compte par les académiques des spécificités et contraintes industrielles afin d’identifier les actions levier à réaliser pour augmenter la compétitivité. Le programme SynDia, en parfaite adéquation avec cette directive, générera une valeur ajoutée considérable et donnera l’élan nécessaire pour accélérer significativement le développement industriel des procédés de biofabrication. Ma double expérience, au sein de laboratoires académiques et société de biotechnologie, me permet de structurer ma recherche autour du développement de connaissances et de méthodologies pour lever les verrous industriels.

La biologie de synthèse, une composante émergente de la biotechnologie industrielle, cherche à développer des biocatalyseurs via une approche d’ingénierie métabolique, laquelle doit permettre d’augmenter la productivité de certains composés mais aussi de construire des pièces, dispositifs et systèmes biologiques créant de nouvelles fonctions. La biologie de synthèse requiert la création d’une microalgue « chassis », robuste dans les procédés exigeants, facilement manipulable et dotée d’un système de régulation efficace. La diatomée Phaeodactylum tricornutum, possèdant certains de ces critères est déjà exploitée industriellement pour la production d’acides gras à longues chaines (EPA).

Pour développer l’ingénierie métabolique de Phaeodactylum tricornutum, il est nécessaire de développer des méthodologies d’ingénierie des génomes plus rapides et plus efficaces pour créer des souches avec de multiples modifications.

Notre programme de recherches vise à développer les microalgues comme biocatalyseurs industriels pour la production d’énergie. Pour réaliser cet objectif, nous proposons de:

1. Développer de nouvelles classes de nucléases spécifiques et moduler les mécanismes de réparation des cassures double-brins en vue d’augmenter les fréquences de modifications génétiques requises pour étudier la fonction des gènes et/ ou créer des souches avec de nouvelles propriétés génétiques

2. Identifier des loci d’intégration des transgènes permettant leur expression efficace et durable, tout en minimisant les effets délétères de l’ingénierie des génomes

3. Générer des modulateurs transcriptionnels et des promoteurs synthétiques à même de réguler l’expression des gènes des voies métaboliques et ainsi de créer des souches capables de réaliser efficacement la conversion des ressources naturelles en des produits industriels

4. Exemplifier la puissance des outils générés pour exploiter chez P. tricornutum la production de biocarburant, en ingéniérant quantitativement et qualitativement le métabolisme lipidique

SynDia offrira une plateforme de microalgue adaptée à la production industrielle, faisant de ces organismes les acteurs clés de la transition en bioéconomie. Il ouvrira aussi de nouvelles voies d’applications en biotechnologies, comme la ré-ingénierie du métabolisme des lipides pour la production de biocarburant et la création de voies métaboliques artificielles pour les secteurs de l’énergie et la chimie verte.

Partenaires

LISBP Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés

Aide de l'ANR 246 480 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2017 - 42 mois

 

Programme ANR : (DS0201) 2016

Référence projet : ANR-16-CE05-0006

Coordinateur du projet :
Madame Fayza Daboussi (Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.