Bioinformatique: l'alliance de la biologie et des mathématiques.
Minimiser les risques de faisabilité de projets biotechnologiques, rationaliser et accélérer les développements de nouveaux procédés de bioproduction.
L’industrie de la chimie est à un tournant de son histoire. La demande en produit de plus grande naturalité et dont les modes de productions offrent une empreinte environnementale bien moindre. Les professionnels du secteur doivent s’adapter à ces nouvelles demandes, tout en assurant la soutenabilité de leur approvisionnement et de leur production. Nombre d’entre eux se tournent ainsi vers des méthodes et des applications biotechnologiques écoresponsables pour remplacer les anciens procédés très gourmands en ressources et énergies fossiles.
Mais dans le domaine des biotechnologies, transformer une matière première en une molécule d’intérêt ne s’improvise pas.
Pour y parvenir, il faut en amont :
- Trouver le bon substrat à utiliser.
- Sélectionner les meilleurs micro-organismes susceptibles de produire le composé voulu.
- Leur apprendre les réactions chimiques les plus appropriées.
- Rendre ces réactions les plus efficientes et propres possibles.
- Identifier les enzymes qui viendront aider les levures et les bactéries dans leur travail de transformation.
Grâce à son savoir-faire en bioinformatique, BGene maîtrise toutes ces étapes.
La puissance de la bioinformatique.
La bioinformatique (ou bio-informatique) fait le lien entre la biologie, les mathématiques, l’informatique et les statistiques. Elle permet de relier entre elles les capacités de modélisation et d’analyse d’ordinateurs toujours plus performants avec la masse d’informations en constante évolution dans les domaines des sciences de la vie.
À l’aide de logiciels et de programmes spécialisés, les experts s’efforcent de résoudre des problèmes liés à la génomique et explorent, cartographient, sélectionnent et optimisent les micro-organismes vivants.
Dans nos laboratoires, la bioinformatique prépare le terrain aux applications biotechnologiques. Nos biologistes et bioinformaticiens l’utilisent pour tester, éliminer et valider des hypothèses de travail qui seront ensuite mises en application dans notre WetLab. Nos outils innovants de calcul in silico nous permettent de gagner du temps en isolant les micro-orgnismes et les enzymes les plus intéressants pour nos clients. Ils nous permettent également de minimiser les coûts de production en réduisant au strict nécessaire le nombre de tests en WetLab ainsi que le risque d’échec dans la phase de développement.
Le savoir-faire bioinformatique de BGene: des solutions sur mesure adaptables à tous les besoins de nos clients.
Le pôle bioinformatique de BGene comprend 4 modules distincts mais complémentaires, chacun d’entre eux servant un but bien précis.
Pathway Finder
Notre module de rétrobiosynthèse. Il nous permet de trouver les réactions biochimiques essentielles à la transformation d’un substrat en une molécule d’intérêt et sélectionne les séquences génétiques clés qui encodent ces réactions. L’outil permet aussi d’intuiter des réactions biochimiques non décrites mais proches structurellement des réactions connues.
Le résultat de ce module est une liste de voies métaboliques, classées par ordre de faisabilité.
Host Finder
Une fois les réactions biochimiques nécessaires identifiées par Pathway Finder, Host Finder va trouver l’hôte qui réagira le mieux à la mise en œuvre de ces réactions trouve l’hôte. Une souche microbienne « précablée » en quelque sorte, munie de gènes réceptifs qui seront activés par des protéines spécifiques. D’autres critères, mêlant expertise microbiologique, et analyse réglementaire interviennent dans la sélection d’hôte d’intérêt.
Host Finder établit une liste de 3 à 10 hôtes potentiels, et expose les pour et contres de chacun.
La décision finale sur le choix de l’hôte revient au client, après discussion avec BGene.
Dezyme
Dezyme va trouver la ou les enzymes les plus efficaces afin de déclencher les réactions métaboliques identifiées par Pathway Finder. Ces protéines peuvent être déjà présentes dans la nature, ou avoir été conçues par d’autres laboratoires tout en restant libres de droits. Dezyme les identifiera très rapidement et dispose de plusieurs leviers pour s’affranchir d’une éventuelle non liberté d’exploitation
Mais il arrive fréquemment que l’activité biologique d’une enzyme soient proches – mais pas suffisamment – de celle escomptée. Alors Dezyme va au-delà d’un simple screening et va proposer des séquences mutantes de cette enzyme permettant la réalisation de l’activité biologique souhaitée.
MAD4BIO
Ce dernier module de la plateforme bioinformatique de BGene fait en partie la synthèse de Pathway Finder, d’Host Finder et de Dezyme, notamment des résultats propres à chacun de ces modules. Mais au-delà de cette synthèse, Mad4Bio offre la possibilité de cartographier l’intégralité des voies métaboliques de l’hôte retenu dans HostFinder, sous forme d’un réseau unique. De cette cartographie, MAD4BIO va proposer un ensemble de modifications génétiques pour modifier ce réseau afin d’augmenter et fluidifier les transformations successives du substrat vers la molécule d’intérêt, à la manière d’un projet d’urbanisme réaménageant les flux de transports multimodaux.
Selon les projets et les besoins de nos clients, tout ou partie de nos 4 modules de bioinformatique peuvent être utilisés.
Et après ?
À l’issue de toutes ces opérations bioinformatiques, nous obtenons des micro-organismes et des protéines optimisées in silico. Les étapes nécessaires à l’obtention des molécules d’intérêt souhaitées par nos clients ont été identifiées et le nombre de pistes de travail a été réduit au minimum. Là encore, cela représente un énorme gain en temps et en argent, car cela réduit d’autant la quantité d’essais à réaliser grandeur nature.
La phase de tests de développement peut alors commencer dans notre pôle dédié aux biotechnologies et plus particulièrement à la fermentation de précision.
Vous avez envie de travailler avec BGene ou d’en savoir plus sur nos prestations ?