Révéler et exploiter les caractéristiques biophysiques et évolutives des phages en milieu acellulaire – PHABETA

Les bactériophages jouent un rôle essentiel dans la nature, de l'échelle moléculaire à l'échelle écologique. Notre compréhension de leur cycle de vie est incomplète, en raison des limites des études quantitatives in vivo. Nous développons ici un cadre in vitro minimum plus propice à la quantification pour comprendre (i) comment un cycle de phage peut être construit à partir des premiers principes; (ii) la capacité du lien génotype-phénotype des phages, indépendamment de la compartimentation cellulaire; et (iii) les caractéristiques biophysiques des interactions phage-membrane qui sous-tendent l'infection et la lyse. Nous répondons à ces questions à l'aide de méthodes quantitatives et théoriques. Nous exploitons la synthèse des phages dans un système acellulaire pour comprendre quantitativement leur auto-assemblage et le lien potentiel entre le génotype et le phénotype (objectif 1). Nous caractérisons les composants minimaux nécessaires à l'infection des cellules par les phages et le rôle des variables biophysiques et biochimiques impliquées dans un tel processus en utilisant des cellules synthétiques à base de liposomes (objectif 2). En combinant ces composants, nous souhaitons réaliser un cycle de phage basé sur des cellules synthétiques afin de comprendre les contraintes évolutives et biophysiques inhérentes et leurs compromis (objectif 3).
La construction de systèmes biologiques minimaux est un domaine de recherche multidisciplinaire en pleine expansion, qui offre de nouveaux moyens de comprendre et d'exploiter la matière vivante. Les avancées fondamentales qui seront réalisées dans le cadre de ce projet présenteront des ramifications biotechnologiques significatives, y compris, mais sans s'y limiter, le développement de nouveaux systèmes évolutifs d'affichage de phages, acellulaires ou se propageant dans des cellules synthétiques pour faire évoluer les phages thérapeutiques et les fonctionnalités des protéines nobles.