Ingénierie métabolique systémique et synthétique de Escherichia coli pour la bioproduction de GLYCINE par fermentation – G-BIOFERM

les méthodes et approches utilisées ont été

- mutagenèse in vitro et in vivo, CRISPR-cas9

- méthodes omiques dont génomique, transcriptomique et protéomique,

- technologie d'évolution adaptative in vivo

- conduite de fermentation en mode fed-batch

Le projet a généré de très nombreux résultats qui d'une part seront exploités pour consolider la PI. Ils sont soumis au dépôt de brevets et ne sont pas divulguables à ce jour. D'autre part, ces résultats ont permis de montrer la faisabilité du procédé, augurant de son développement industriel.

Compte tenu des résultats prometteurs de ce projet, le partenaire industriel a décidé de le poursuivre, avec pour premier objectif de consolider, en collaboration avec l'INSA/TWB, ses droits de propriété intellectuelle pour le processus de fermentation de la glycine.

Ensuite, en fonction de ces avancées et résultats, l'industriel cherchera à impliquer d'autres partenaires publics et industriels pouvant apporter leur expertise technique, dans l'espoir de porter le processus à l'échelle industrielle d'ici 2030-2032.

La GLYCINE est l'un des vingt-deux acides aminés nécessaires à la synthèse des protéines chez tous les systèmes vivants. Bien que considérée comme acide aminé non essentiel, la glycine présente un intérêt croissant pour l'industrie nutraceutique, cosmétique et pharmaceutique, avec une production > 22000 tonnes en 2018 et un taux de croissance evalué entre 202à et 2030 à de 6,8%. Jusqu'à présent, la glycine commercialisée est produite par synthèse chimique à partir de précurseurs fossiles. L'objectif du projet G-BIOFERM est d'établir les fondements technico-scientifique d'une production de glycine par un processus de fermentation microbienne à partir de source de carbone renouvelables. Bien que nous ayons récemment établi la preuve de concept d’un tel bioprocédé, nous avons identifié trois goulets d'étranglement majeurs qui doivent être débloqués pour rendre la bioproduction de glycine attrayante sur le plan industriel et économiquement viable. Ces trois goulets d’étranglement sont (i) la faible efficacité catalytique d’une enzyme clef qui constitue une étape cruciale pour atteindre le rendements optimal de conversion du sucre en glycine (II) l'absence d’exportateur de l’acide aminé et (iii) la toxicité élevée de cet acide aminé sur les cellules. Ces goulets d'étranglement seront levés en combinant des approches systémiques et synthétiques, impliquant des expertises en modélisation enzymatique, en ingénierie métabolique et en procédé de fermentation, avec l'engagement d’une jeune PME française dont le modèle économique est de vendre exclusivement des compléments alimentaires biosourcés à ses clients. Le projet G-BIOFERM est donc en adéquation avec l'axe H.7 de l'appel AAPG22: "Bioéconomie ; de la biomasse aux usages" et répond aussi aux attentes de la société en termes de de produits propre et du plan de relance France Biotech 2030 qui soutient l'innovation au sein despetites et moyennes entreprises en biotechnologie.