La biotechnologie au service de l'environnement

Les experts de BGene utilisent la biologie de synthèse, la diversité microbienne et mettent au point des procédés éco-responsables à partir de ressources renouvelables non alimentaire

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En biotechnologie, les microorganismes, (bactéries, levures, champignons) sont utilisés comme des petites usines. La matière première leur est fournie en entrée. Les microorganismes digèrent cette matière première, et l’utilisent à la fois pour vivre, se multiplier mais également produire la molécule d’intérêt.

Pour certains, il est nécessaire d’adapter leur génome pour leur donner des propriétés supplémentaires et les rendre plus performants.

 

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DRY LAB

CAD4Bio®

Il faut tester des dizaines de combinaisons possibles de modifications pour que la bactérie la plus adaptée sorte du lot : une plateforme robotisée permet la construction et les tests de différentes souches à haut-débit afin d’accélérer le processus.

La solution informatique CAD4Bio® assure le suivi complet de la plateforme automatisée de biologie moléculaire. Elle comprend plusieurs aspects :

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Éditeur ADN-Assemblage

Design in silico de l’ADN, design et optimisation des oligonucléotides pour la gestion de la combinatoire. Cad4Bio® inclut un apprentissage sur l’assemblage et l’analyse des résultats de séquençage.

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Gestion du workflow

Gestion du workflow de construction de souches permettant la construction manuelle ou haut-débit et la traçabilité à toutes les étapes.

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LIMS (Laboratory Information Management System)

LIMS (Laboratory Information Management System) pour la gestion des souches, des matrices ADN et des oligonucléotides. Il propose aussi un cahier de laboratoire digitalisé.

WET LAB

Expertise génétique

L’équipe BGene est composée de biologistes moléculaires, microbiologistes et biochimistes.

Nos expert.e.s en génétique et biologie moléculaire développent des outils innovants d’édition de génome adaptables à un grand nombre de bactéries et levures, qui permettent d’optimiser génétiquement les microorganismes. C’est le savoir-faire historique de BGene : la modification du chromosome bactérien de façon ciblée, sans laisser de marqueur de résistance à un antibiotique, ni de cicatrice, c’est à dire de nucléotides résiduels qui pourraient déstabiliser le génome. Nous appelons ces modifications “propres et sans cicatrice”.

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Boîte à outils génétiques

Notre boîte à outils pour la bactérie E. coli s’appelle COLIBELT(R) (brevet FR3050997). L’ensemble de ces outils sont adaptables à une grande variété de bactéries. En effet, l’utilisation de microorganismes modèles de laboratoire comme châssis microbiens en biologie de synthèse a montré de très nombreuses limites, et BGene a fait le pari il y a déjà quelques années d’utiliser plutôt la diversité microbienne pour trouver des châssis très bien adaptés à la molécule à produire. Un procédé innovant de modifications génétiques du chromosome microbien à haut débit a été récemment breveté (FR3099769).

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Développement de souches de bioproduction

Nous sommes ainsi capables d’insérer de nouveaux gènes exactement où nous souhaitons dans le chromosome bactérien, ou de déléter précisément certains gènes. Les outils développées précédemment sont utilisés pour façonner nos bactéries : délétion et/ou insertion des gènes nécessaires à la production des molécules souhaitées, modification des éléments régulateurs, validation à chaque étape de l’expression de ces gènes en protéines (SDS-PAGE, Western-Blot), tests des activités des enzymes produites pour valider les souches de bioproduction

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BIOPROCEDES

Développement du procédé de production

Tous les microorganismes ne se comportent pas de la même manière, et chacun a sa zone de confort, son environnement privilégié. Certains ont besoin de plus d’oxygène que d’autres, certains ont besoin d’un pH plus acide, d’autres plus basique, certains ont besoin de vitamines, d’autres de sels minéraux particuliers.

La mission du Pôle Bioprocédé, dernier étage de la fusée BGene, est de comprendre cet environnement privilégié, puis de le reproduire le plus fidèlement possible afin que le microorganisme soit le plus performant. Ainsi il sera dans les meilleures conditions pour transformer la matière première (substrat) en produit final (arôme) au cours d’un procédé éco-responsable.

En 2019, l’activité de ce pôle a débuté par l’acquisition d’une chaine HPLC ; les premières preuves de production de nos molécules cibles ont ainsi pu être réalisées. Par la suite, avec l’arrivée de 6 bioréacteurs de 3 litres, le procédé a gravi un échelon de l’échelle vers l’industrialisation.

En 2021, le Pôle Bioprocédés ouvre son laboratoire dédié, “La Brasserie” : 120 m² sur lesquels sont installés les bioréacteurs de paillasse, 2 chaines HPLC et une LC-MS. En parallèle, BGene développe les opérations unitaires de purification (DSP) des molécules cibles.

L’objectif à moyen terme est de proposer une première démonstration à l’échelle pilote de laboratoire de son procédé, et de proposer des premiers lots de molécules cibles.

L’activité du pôle, constitué de chimistes, de biochimistes et d’ingénieurs bioprocédés, s’articule autour de quatre axes de développement

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Procédé de prétraitement biologique du bois

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Procédé de production des molécules à haute valeur ajoutée

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Procédé de purification des molécules

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Techniques analytiques