Une scène quotidienne : dans la corbeille à fruits, une pomme dont la peau brunit et ramollit. Elle qui paraissait si ferme et si rouge quelques jours plus tôt. L’une des responsables de cette dégradation pourrait être la bactérie Dickeya dadantii. William Nasser, directeur du laboratoire MAP¹ (Microbiologie, Adaptation et Pathogénie) et son équipe la connaissent bien puisqu’ils l’étudient depuis quelques années.

« Au tout début de nos recherches, nous voulions neutraliser cette bactérie responsable de la pourriture molle des aliments. Puis au fur et à mesure de nos essais, il s’est avéré que la bactérie Dickeya dadantii avait plus de qualités qu’elle n’en avait l’air. »  

La bacterie Dickeya dadantii transforme la pectine en « POS »
Une bactérie peut être pathogène ou bénéfique à un organisme vivant. Il s’agit pour l’équipe CRP (Chromatine et Régulation de la Pathogénie bactérienne), de tirer profit de la virulence de la Dickeya dadantii vis-à-vis des plantes en contrôlant son action de dégradation sur la pectine.

« Naturellement présente dans les végétaux, la pectine est un polymère de sucre. Elle permet aux cellules du végétal de se tenir entre elles, un peu comme un ciment. Une fois ‘découpée’ par la bactérie Dickeya dadantii, la pectine se transforme en POS, des oligosaccharides, qui s’avèrent être une ressource intéressante pour des applications pharmaceutiques, médicales ou alimentaires », illustre Sylvie Reverchon du laboratoire MAP.

Pour contrôler le processus de décomposition de la pectine en POS, l’équipe a conçu un bioréacteur, un appareil dans lequel évoluent les bactéries.

« Le bioréacteur permet d’avoir une dégradation continue : à l’entrée de la cuve on injecte de la pectine et à la sortie nous obtenons des POS », ajoute William Nasser, directeur du laboratoire.

Un article² paru dans le « Journal of Biological Chemistry » souligne l’apport du travail de modélisation réalisé en collaboration avec Jacques-Alexandre Sepulchre de « l’Institut de Physique de Nice » qui a permis d’optimiser le fonctionnement de l’appareil pour générer des quantités relativement importantes de POS.

« Cela nous a permis de répondre aux problématiques de calcul du débit : nous avons recherché le débit parfait pour une dégradation optimale, c’est-à-dire, sans que les bactéries ne ‘mangent’ trop les polymères », explique Sylvie.

Les POS, complexes de sucres aux vertus prometteuses 

« Les POS ont une forte valeur ajoutée. Elles ont des propriétés prébiotiques, des vertus hydratantes et immunologiques qui peuvent répondre à des enjeux de santé importants », poursuit le directeur du laboratoire MAP.

Des études sont en cours sur la capacité des POS à enrayer le développement de la Galectine 3, une protéine impliquée dans la progression des cancers métastasiques. La pectine décomposée par la bactérie Dickeya dadantii révèlerait donc un potentiel inexploité et un intérêt écologique puisque, disponible en grande quantité dans les déchets verts, la réutilisation de la pectine pourrait représenter une alternative au brûlage.

« La lignine et la cellulose, également présentes en grande quantité dans les végétaux, sont déjà utilisées pour fabriquer du bioéthanol. La pectine pourrait être réutilisée au sein des industries pharmaceutiques et alimentaires, offrant aux déchets verts une seconde vie profitable à la santé des populations », conclut Sylvie.

¹ INSA Lyon/CNRS/Université Lyon 1
² Modelling the bioconversion of polysaccharides in a continuous reactor: A case study of the production of oligogalacturonates by Dickeya dadantii, Sepulchre JA, Reverchon S, Gouzé JL, Nasser W (2019 February 1)
 

Avec une nouvelle médaille d’or, le prix « Information processing », le prix « Meilleur design appliqué » et des nominations dans 6 autres catégories, l’équipe iGEM INSA-UPS se positionne dans le top 5 des 173 équipes « undergraduate » !

Son sujet 2017 : la détection et traitement du choléra dans l’eau contaminée

Cette année, l’équipe composée d’étudiants INSA Toulouse, de l’Université Paul Sabatier et de l’INSA Lyon s’est engagée dans la lutte contre le choléra. Cette maladie due à la bactérie Vibrio choleræ se manifeste par une infection intestinale aiguë, provoquant des milliers de décès chaque année. Elle se propage de façon épidémique par la contamination de l’eau, notamment dans les pays en voie de développement, victimes de catastrophes naturelles ou de conflits (comme actuellement au Yémen).

Les très beaux résultats du projet témoignent de la capacité de l’équipe iGEM 2017 à répondre aux exigeants critères de la compétition internationale. La qualité du travail effectué a été soulignée par 8 nominations à des prix spéciaux, dans les catégories suivantes :

• Meilleur projet dans la catégorie "Information Processing"
• Meilleur site web
• Meilleure présentation
• Meilleur design appliqué
• Meilleur engagement public
• Meilleur intégration d'expertises dans le projet (Integrated Human Practice)
• Meilleure nouvelle séquence d'ADN
• Meilleure démarche entrepreneuriale

Deux trophées ont ensuite été remportés, pour le meilleur projet dans la catégorie « Information Processing » et pour le « Meilleur design appliqué », ainsi qu’une médaille.

Ces deux prix rejoignent le prix « Best Measurement » obtenu en 2014. Cette équipe française multi-établissement rassemble toutes les forces du double éco-système national/local à travers un partenariat entre 2 écoles du Groupe INSA et l’Université Toulouse III Paul Sabatier. L’équipe INSA-UPS a ainsi réussi le tour de force de se hisser à la quatrième place sur 173 équipes en compétition qui représentent les meilleures écoles et universités du monde. C'est un résultat remarquable tant l’équipe fait office de « Petit Poucet » en comparaison d'autres grosses écuries aux moyens humains et financiers bien supérieurs. L’équipe se plaçant également en tête des équipes françaises, ce résultat souligne la qualité de la formation et de la recherche sur Toulouse et à l’INSA Lyon dans le domaine de la biologie moléculaire et des biotechnologies.

Plus d’informations :

• http://2017.igem.org/Giant_Jamboree
• http://2017.igem.org/Results
• http://2017.igem.org/Team:INSA-UPS_France

iGEM Toulouse :

• Facebook : https://www.facebook.com/IGEM-Toulouse-1604834019761538/
• Twitter : @iGEM_Toulouse 

C’est une première dans l’aventure iGEM, des étudiants de l’INSA Toulouse et de l’université Toulouse III – Paul Sabatier sont rejoints par deux étudiants de l’INSA Lyon pour participer à ce concours international de biologie synthétique, de brillante renommée.

Boston est dans le viseur pour les INSA de Toulouse et Lyon, qui unissent pour la première fois leurs forces dans le concours iGEM (international Genetically Engineered Machine). Les deux écoles ont déjà brillé par le passé dans cette compétition incontournable de la biologie de synthèse et espèrent décrocher une fois de plus une médaille d’or. L’heure est au développement de leur projet : détecter et tuer la bactérie du choléra dans l’eau contaminée.

« Nous nous sommes engagés dans cette lutte qui fait encore rage dans certaines parties du monde, comme actuellement au Yémen. Le choléra touche sévèrement des pays où la saison des pluies, qui revient chaque année, inonde les points d’eau environnants, permettant une recrudescence de l’épidémie en favorisant la prolifération des bactéries vecteurs de la maladie » explique Margaux Poulalier Delavelle, étudiante en 4^e année au département Biochimie et Biotechnologie de l’INSA Lyon.

Avant d’aller plus loin dans leur projet scientifique, les étudiants ont échangé avec Médecins Sans Frontières pour affiner le champ d’action.

« MSF intervient déjà aux premiers symptômes de la maladie en installant immédiatement un camp dans les zones touchées et en traitant les populations. Mais nous, nous nous orientons vers les localisations difficiles d’accès, les villages isolés par exemple, parce que les personnes qui ne survivent pas au choléra sont souvent celles qui sont trop éloignées des centres de soins » précise Margaux.

Comment détecter et traiter le choléra dans l’eau contaminée ?
Pour pouvoir détecter le choléra, l’équipe iGEM 2017 planche donc sur un système élaboré de biologie de synthèse permettant de modifier une bactérie non pathogène, appelée Vibrio harveyi, pour la rendre capable de détecter la bactérie qui cause le choléra, appelée, elle, Vibrio cholerae.

« Ce message de détection pourra ensuite être transmis à une levure Pichia pastoris, qui produit des peptides anti-microbiens issus du crocodile, sous forme de message moléculaire. L’épidémie pourra ainsi être mieux détectée et traitée » complète Margaux.

Pour développer ce projet, l’équipe INSA iGEM 2017 peut compter sur l’aide du Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés basé à l’INSA Toulouse, qui l’accueille tout au long du développement du projet, et sur l’encadrement de huit enseignants-chercheurs.

« Nous sommes très heureux de vivre cette expérience ensemble, et notre mélange avec des INSA Toulouse ainsi que des étudiants de l’université Toulouse III - Paul Sabatier nous apporte beaucoup car nous pouvons compléter nos connaissances en biologie. Nous allons apprendre beaucoup les uns des autres » ajoute Margaux, qui précise que, hormis la médaille d’or en ligne de mire, l’équipe souhaite se distinguer sur d’autres champs de compétences, comme l’entrepreneuriat et la responsabilité sociétale.

L’équipe d’étudiants de l’INSA Lyon a placé la barre très haut cette année. Avec son projet de diagnostic rapide des infections sexuellement transmissibles, elle a raflé de nombreuses récompenses au concours international de biologie de synthèse iGEM, dont le prix du meilleur projet diagnostic. Retour sur une fabuleuse aventure.

« Après trois jours de compétition, notre équipe a remporté une médaille d’or et a été distinguée par cinq nominations pour des prix spéciaux : Best Model, Best Software Tool, Best Applied Design, Best Integrated Human Practices et Best Education and Public Engagement. Pour la première fois depuis son engagement en 2010 dans cette compétition mondiale qui réunit les meilleures universités du monde, l’équipe INSA-Lyon a remporté le prix spécial du Meilleur Projet Diagnostic, dans la catégorie des moins de 23 ans, et face à 300 équipes en compétition ! »

Gianina Ungurean est aux anges. Elève-ingénieure INSA Lyon au département Biosciences et Biochimie, et responsable de la communication du projet, elle fait partie de l’aventure iGEM 2016. Après 3 jours passés à Boston dans une ambiance de folie, elle a pu, avec toute son équipe, monter sur le podium d’un concours mondialement reconnu.

« On s’est préparé toute l’année pour vivre ce moment et c’est extrêmement valorisant pour nous d’avoir obtenu autant de distinctions ! Nous avons concouru avec un projet qui répond à un phénomène de société, auquel ont cru beaucoup de gens et nous sommes fiers d’avoir abouti »

précise Gianina. L’équipe candidate, composée d’étudiants issus de divers départements de l’INSA Lyon et de la filière Arts Appliqués Design de Produits de La Martinière Diderot, a pu bénéficier tout au long de sa préparation de l’encadrement d’enseignants-chercheurs aux compétences complémentaires : sciences humaines et sociales, chimie, biochimie, génie génétique ou encore théâtre. Elle a aussi profité d’un formidable atout : la plate-forme de chimie et biologie de synthèse installée sur le campus de l’INSA Lyon.

L'équipe INSA Lyon progresse d'année en année dans la conquête des titres de noblesse iGEM grâce à un soutien financier sans faille de son partenaire bioMérieux, engagé depuis 2010 au travers de la Fondation INSA.

L’école sera représentée à l’édition prochaine pour, une fois de plus, porter haut les couleurs françaises de la biologie de synthèse outre-Atlantique.

Plus d’information : 

• Le projet
• Le concours iGEM 2016
• L'équipe INSA ADN Concept Club