BIOFONDERIE - Développement automatisé de souches bactériennes pour la bioproduction industrielle

Des composés industriels de première importance sont produits grâce à la biotechnologie et au génie génétique. Les bactéries produisant ces composés sont souvent développées selon des méthodes manuelles. Cela engendre des coûts qui freinent la généralisation des produits biotechnologiques qui sont essentiels au développement d’une bioéconomie durable et indépendante des ressources fossiles.

Les avancées récentes en génétique, séquençage et synthèse ADN ainsi que l’avènement de l’automatisation et le progrès de l’analyse de données ouvrent la voie à des plateformes intégrées appelées biofonderies. Les biofonderies sont donc des plateformes intégrées de biologie moléculaire et de microbiologie qui comprennent des robots pour la manipulation de liquides et de l’équipement analytique à haut débit. Elles comprennent aussi des logiciels de contrôle des équipements et de gestion et d’analyse des données. Ces systèmes automatisés permettent des cycles de développement rapides et efficaces, en s’appuyant sur les robots et des outils analytiques avancés.

Ce projet vise à tester les principes des biofonderies à l’échelle du laboratoire, en adaptant les équipements existants. L’objectif principal était de développer et tester des souches recombinantes de la bactérie Escherichia coli capables de produire la pinocembrine, un antioxydant aux applications pharmaceutiques potentielles. Les résultats ont permis d’évaluer la robustesse de l’approche et de réaliser la première évaluation de production de pinocembrine en bioréacteur. La mesure de l’acide cinnamique, un intermédiaire important de la voie métabolique hétérologue, a également permis de mieux évaluer la voie de synthèse.

Parmi les avancées notables du projet, on compte l'assemblage automatisé et à haut débit de constructions d'ADN ainsi que l’établissement d’un workflow efficace pour le contrôle qualité de ces constructions, basé sur le séquençage ADN à haut débit. Ce système a permis une visualisation rapide des résultats et une validation immédiate des plasmides conformes. Le projet a aussi permis de réaliser des premiers essais pour des études innovantes qui sont maintenant poursuivies dans le laboratoire, tel que l’utilité de l’analyse transcriptomique pour la caractérisation des clones bactériens pendant le développement de souches.

Finalement, l’ensemble du projet a permis de tester les différentes opérations de la biofonderie, d’interagir avec de nouveaux partenaires, et de planifier les prochaines étapes de développement de la biofonderie.