Des catalyseurs bactériens à la carte
Les pseudomonades forment un ensemble varié de bactéries dotées d'une versatilité et d'une plasticité génétique qui leur permet de survivre dans différents environnements. Ils présentent un potentiel biotechnologique certain, pour la production de bioproduits et de substances chimiques de valeur renforcée. Pseudomonas putida est l'une des espèces les mieux étudiées du genre des pseudomonades qui est dépourvue de pathogénécité et peut être génétiquement manipulée. Les applications à base de P. putida sont entravées par un manque de connaissances sur les relations entre le génotype et le phénotype de ces bactéries. L'objectif du projet ALLEGRO (Biotechnological exploitation of Pseudomonas putida: lego-lizing and refactoring central metabolic blocks through rational genome engineering), financé par l'UE, était de générer plusieurs souches de P. putida par des manipulations génomiques et métaboliques. Dans ce contexte, les chercheurs ont ciblé les éléments d'ADN encodé dans le chromosome qui provoque l'instabilité génomique et sont inutiles pour les fonctions catalytiques. Ils ont supprimé les structures énergivores sur l'enveloppe cellulaire comme les flagelles, qui ont simplifié le génome et l'ont rendu perméable à la manipulation. P. putida peut faire appel à un grand nombre de sources de carbone pour s'adapter à différentes conditions physicochimiques. Bien que les voies de décomposition des molécules à six sources de carbone (les hexoses) soient déjà connues, on connaît peu de choses sur la décomposition des autres sources de carbone par P. putida comme le sous-produit de l'industrie du biodiesel, le glycérol. Les chercheurs ont donc observé que le glycérol déclenche la glycolyse et la glyconéogenèse chez P. putida. Des efforts impressionnants ont été investis pour mieux comprendre les mécanismes employés par P. putida pour résister au stress environnemental. Ces efforts faciliteraient la manipulation de l'endurance au stress et permettraient de transposer les connaissances acquises en applications biotechnologiques. Dans ce contexte, les chercheurs ont exploré les fonctions du polyphosphate inorganique, un acteur clé de la résistance bactérienne au stress. Ils ont découvert que pour P. putida, l'accumulation des polyphosphates est essentiel au maintien de la solidité métabolique. Dans l'ensemble, les souches P. putida génétiquement et métaboliquement manipulées constituent une réponse aux matrices existantes utilisées dans les applications biotechnologiques ou dans la biocatalyse industrielle.
Mots‑clés
Manipulation génétique, biocatalyse, biotechnologie, Pseudomonas putida, source de carbone, glycérol, stress