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Les usines de cellules à base de méthanol

Les usines de cellules microbiennes utilisent du sucre et d'autres matières premières comme substrats pour la production biotechnologique des produits chimiques. Une économie basée sur le méthanol comme carburant de remplacement et source de matières premières est un sujet fréquent dans la communauté scientifique.
Les usines de cellules à base de méthanol
L'approvisionnement en méthanol est possible à partir de ressources fossiles et renouvelables ce qui en fait une matière première étonnamment souple et durable. Malheureusement, les bactéries méthylotrophes (qui se nourrissent de méthanol) ne possèdent pas toutes les caractéristiques nécessaires pour une application industrielle de leurs capacités de production. Par exemple, elles ont des exigences importantes en oxygène et sont difficiles à concevoir génétiquement.

Le projet PROMYSE (Products from methanol by synthetic cell factories), financé par l'UE, travaillait sur la conception de méthylotrophie en bactéries non méthylotrophiques en utilisant des concepts de biologie de synthèse. Pour la production biotechnologique, PROMYSE a associé la modularisation orthogonale de la capacité méthylotrophe, exploitant le méthanol comme ressource alimentaire globale.

Les stratégies de biologie de synthèse ont associé le concept de bioingénierie et d'essais aux prédictions et à la modélisation pour générer de nouveaux organismes méthylotrophes. Une amélioration importante du projet était la production de produits de valeur en utilisant des hôtes biotechnologiquement pertinents bien établis. En dernier lieu, les chercheurs ont utilisé le méthanol marqué pour montrer que les souches recombinantes obtenues étaient bien capables de consommer le méthanol et de l'incorporer dans leurs constituants cellulaires.

Les partenaires de PROMYSE ont caractérisé la biochimie de six méthanol-déshydrogénase différents et de leurs activateurs protéiques. Pour incorporer la capacité méthylotrophe, ils ont transféré chacune d'entre elles dans trois souches non méthylotrophes sélectionnées. Ils ont ainsi pu transformer des souches recombinantes de Bacillus methanolicus pour qu'elles soient capables de générer une molécule chimique extrêmement importante dans la production des bioplastiques à partir de méthanol.

Les résultats du projet ont été présentés dans 22 publications scientifiques à comité de lecture, de nombreuses conférences et un brevet. Former les jeunes scientifiques, impliquer les partenaires industriels et procéder à la diffusion des connaissances contribuera à se préparer à une économie où le méthanol est un composant majeur.

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Mots-clés

Méthanol, méthylotrophe, Bacillus methanolicus, Methylobacterium extorquens, produits chimiques de base, méthanol-déshydrogénase