Skip to main content

Article Category

Actualités

Article available in the folowing languages:

Une étude de l'UE met en lumière la production de substances biosynthétiques

Une équipe de scientifiques allemands et américains financée par l'UE a acquis de nouvelles informations sur le fonctionnement du métabolisme bactérien, ce qui permet de mieux comprendre la manière dont ces microbes pourraient être utilisés dans la production de substances bio...

Une équipe de scientifiques allemands et américains financée par l'UE a acquis de nouvelles informations sur le fonctionnement du métabolisme bactérien, ce qui permet de mieux comprendre la manière dont ces microbes pourraient être utilisés dans la production de substances biosynthétiques. Les chercheurs ont fait appel à des modèles informatiques afin de calculer les modifications génétiques nécessaires en vue d'inciter la bactérie Pseudomonas putida à augmenter sa production de composés synthétiques. Leurs expériences en laboratoire ont validé ces découvertes. Ces résultats, qui ont d'importantes implications dans le domaine de la biotechnologie médicale, ont été publiés dans la revue PLOS Computational Biology. L'étude a été financée au titre du sixième programme-cadre (6e PC) de l'UE et dans le cadre des projets Marine Genomics et PROBACTYS. Selon l'étude, «l'utilisation des micro-organismes pour la fabrication efficace de substances chimiques et l'élimination de déchets dangereux constitue l'un des fondements de la biotechnologie.» La bactérie P. putida possède un métabolisme flexible qui lui permet de survivre dans tout type d'habitat; elle produit également des substances chimiques et pharmaceutiques et procède à la dégradation des déchets et des toxines. Cette bactérie a été utilisée dans le cadre de l'étude en raison des «ressources métaboliques dont elle dispose, de sa résistance au stress, de sa flexibilité quant aux modifications génétiques et de son vaste potentiel pour les applications environnementales et industrielles». Les souches de P. putida sont utilisées dans la fabrication d'une série de substances chimiques ainsi que dans d'autres procédés. Toutefois, la majorité des applications basées sur cette bactérie en sont encore à leurs débuts; en effet, les relations entre leurs génotypes (informations codées au niveau interne et du patrimoine génétique) et les phénotypes (manifestations physiques de cette information) ne sont pas totalement comprises. «Lorsqu'on procède au séquençage du génome d'un organisme donné, on ne connaît pas, en général, la signification des gènes individuels et la manière dont fonctionnent leurs interactions», explique le Dr Martins dos Santos du Centre Helmholtz pour la recherche sur les infections (HCIR) en Allemagne. M. Jacek Puchalka du HCIR et ses collègues ont développé un modèle mathématique à grande échelle pour le métabolisme de la P. putida dans le but de mieux comprendre sa croissance et son métabolisme. Leur modèle représente un réseau de gènes individuels et des processus métaboliques connus se produisant dans la bactérie. «Ce modèle ressemble à une carte représentant des villes et des autoroutes», explique M. Puchalka. «Sur certaines routes, les embouteillages sont nombreux, et sur d'autres, le trafic est fluide. Certaines routes sont bloquées, il y a donc des déviations. Les voies métaboliques de la P. putida se comportent exactement de la même manière.» Les scientifiques ont donc validé leur modèle en utilisant des données obtenues en suivant les traces de carbone et grâce à d'autres expériences en laboratoire. Ils l'ont développé en vue d'identifier les caractéristiques clés du métabolisme du microbe. Le modèle s'est révélé suffisamment fiable pour prévoir les résultats de l'introduction de modifications dans la P. putida. La bactérie étant capable de dévier ses voies métaboliques lorsque ces dernières sont perturbées par des mutations, les chercheurs ont utilisé ce modèle pour observer les résultats des changements spécifiques des voies métaboliques dans la P. putida. Le modèle a été utilisé pour concevoir des stratégies d'ingénierie métabolique en vue d'améliorer la production de polyhydroxyalkanoates, une catégorie de composants extrêmement utiles en biotechnologie. Plus précisément, ils ont cherché à augmenter la production de PHB (acide poly-hydroxy-butanoïque), un composant synthétique important dont la production est actuellement longue, lente et relativement onéreuse. Ils ont pu utiliser le modèle avec succès et ainsi déterminer les voies dans la P. putida qui requièrent des modifications en vue d'augmenter la production de PHB. L'étude conclut que «le modèle, qui a été validé de manière probante, renforce nos connaissances sur les relations entre le génotype et le phénotype; il fournit un cadre solide qui permet d'explorer ces bactéries pleines de ressources et de tirer parti de leur potentiel biotechnologique considérable.» «À l'avenir, il sera possible de fabriquer des substances biosynthétiques plus efficaces et en plus grandes quantités», déclare M. Puchalka. «Et nous sommes ravis d'avoir pu contribuer à ces progrès scientifiques.»

Pays

Allemagne, États-Unis

Articles connexes