Projet ANR-12-CDII-0005 – ENGEL : Ingénierie d'une Plateforme Microbienne pour la Production  de Biopolymères et Glycoconjugués
Programme : Chimie Durable – Industries – Innovation (CD2I) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Monsan PIERRE (Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés)
Partenaires : CELLECTIS; Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés
Montant : 599849.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Les polysaccharides et les oligosaccharides sont des molécules d’intérêt pour de nombreuses applications dans les domaines de l’alimentation humaine et animale (prébiotiques, additifs…), l’agriculture (engrais…), la santé (vaccins, antibiotiques, antiviraux, biomatériaux…), ainsi que  la chimie fine et de base (bioplastiques, tensioactifs…). Il s’agit néanmoins de molécules difficiles à produire du fait de leurs structures complexes. La supériorité des bioprocédés utilisant des enzymes ou des microorganismes pour la production efficace et soutenable de ces composés a été démontrée. De plus, les progrès effectués en Biologie de Synthèse et Ingénierie Métabolique offrent aujourd’hui de nouvelles opportunités pour l’ingénierie et le design de microorganismes visant à augmenter l’intérêt des synthèses microbiennes. Dans ce contexte, le projet ENGEL s’articule autour de l’ingénierie d’une souche microbienne produisant et secrétant naturellement des enzymes agissant sur le saccharose, afin de générer une plateforme microbienne adaptée à la production industrielle, rapide et à façon de ces enzymes ainsi que de polysaccharides, oligosaccharides et glyco-conjugués. Le développement des applications de tels enzymes et biopolymères est limité par de faibles taux de production, la complexité des procédés de purification et une empreinte environnementale défavorable. L’utilisation d’enzymes recombinantes (principalement produites par E. coli) qui pourraient contourner ces limitations est encore plus délicate, car E. coli est incapable de secréter ces enzymes de haut poids moléculaire. Le but principal du projet ENGEL est de démontrer que des souches microbiennes naturelles peuvent être modelées à façon pour servir de plateformes optimisées pour la production de glyco-dérivés innovants. Afin de réaliser l’ingénierie métabolique de telles souches, des outils moléculaires seront spécifiquement développés à l’aide d’une technologie génomique de pointe reposant sur des nucléases conçues spécifiquement pour le projet. Cette technologie sera implémentée pour la première fois dans une souche d’intérêt industriel, productrice naturelle de polysaccharides et d’enzymes agissant sur le saccharose. Ce projet assurera l’utilisation versatile du châssis cellulaire pour (i) la production optimisée de différentes enzymes agissant sur le saccharose et (ii) l’expression optimisée in vivo de différentes enzymes agissant sur le saccharose, afin d’obtenir un procédé de production en une étape par fermentation de polymères à la structure contrôlée et aux propriétés biophysiques d’intérêt pour différentes applications. Ces efforts de recherche permettront l’émergence de nouveaux procédés de production intégrés, soutenables et compétitifs. Une attention particulière sera portée au respect des usages de la chimie verte, permettant la réduction des intrants énergétiques et une diminution notable de l’utilisation de réactifs toxiques pour la récupération des produits. Les avancées notables dans l’ingénierie de la souche sélectionnée et les percées significatives dans les techniques de production d’enzymes et de polymères accéléreront la fabrication éco-responsable des produits visés et diminueront leurs coûts de production. La gamme de molécules pouvant être produites par la plateforme cellulaire ainsi développée sera élargie, facilitant l’accès à de nouveaux marchés.