Séparation de l'ARN en phase liquide comme base d'un organite synthétique – SYNORG

L'efficacité générale des voies métaboliques souffre de la faible durée de vie, la toxicité et la diffusion des intermédiaires, ainsi que de l’existence de voies concurrentes. La nature a contourné ses limites par une évolution de micro-environnements, isolés sous forme d'organites. Dans le contexte de la biologie synthétique, qui vise à étendre les capacités métaboliques naturelles, l'absence de tels compartiments au sein d’E. coli, cheville ouvrière de la bioproduction, limite la mise en œuvre de voies synthétiques exogènes. Cet état de fait empêche la biologie synthétique de relever les défis du développement durable, en fournissant des solutions potentielles à coût et bilan-carbone efficaces. Ici, nous exploitons la séparation de phase liquide-liquide (SPLL) des ARN pour concevoir des gouttelettes de solvant modulaires “Transcriptionally Engineered Addressable RNA Solvent” (TEARS). Nous avons précédemment démontré que les TEARS, basées sur des séquences rCAG répétées, permettaient de contrôler des voies métaboliques, en recrutant de multiples protéines via des aptamères-adaptateurs d'ARN, tout en causant une croissance cellulaire minimale. Dans ce projet, notre objectif est d’élucider les mécanismes sous-jacents à la formation des SPLL, et les propriétés de la compartimentation intracellulaire de l'ARN, afin de réaliser des organites synthétiques diversifiées et modulaires dans les bactéries pour des applications biotechnologiques. Pour cela, nous combinons des approches issues de la physique et la bioinformatique avec des cycles expérimentaux "conception-construction-test-apprentissage", afin de déduire des règles basées sur de la séquence de SPLL par l'ARN, de caractériser les propriétés biophysiques et chimiques des TEARS, et exploiter les TEARS pour recruter ARN et protéines, à la fois dans un optique de compréhension fondamentale et d’applications biotechnologiques.