Biolngénierie des dérivés terpéniques – TerpFactory

TerpFactory a pour but de mettre en place une plate-forme collaborative de recherche et développement entre l’Institut de Biologie Moléculaire des Plantes du CNRS à Strasbourg (IBMP) et la société de production d’actifs végétaux Plant Advanced Technologies (PAT). Les plantes constituent la principale source d’actifs biologiques pour les industries pharmaceutique et cosmétique. L’industrie des arômes et des parfums est d’autre part en forte demande d’ingrédients “naturels”. Un bon nombre de ces ingrédients ont un prix élevé et sont produits à partir de sources végétales disponibles en quantité limitée ou en voie d’extinction. L’objectif de TerpFactory est de construire des outils biotechnologiques pour la production de tels ingrédients en vue d’un développement de procédés et d’une commercialisation par la société PAT.
Des molécules cibles à forte valeur ajoutée seront selectionnées en concertation entre l’entreprise et le laboratoire public avec prise en compte des marchés potentiels et de la faisabilité du projet. L’entreprise définira le matériel végétal source (espèce, cultivar, organe source) en fonction de sa teneur en composés d’intérêt. Le rôle de l’IBMP sera d’identifier les séquences métaboliques conduisant aux composés d’intérêt, d’isoler les gènes codant les enzymes responsables de leur biosynthèse par une approche de RNAseq ciblée sur la plante et l'organe sources définis par PAT. En fonction de la voie métabolique anticipée, l'IBMP procédera à une sélection des gènes candidats. Les enzymes correspondantes seront ensuite exprimées en microorganismes (le plus souvent en levure) ou, si nécessaire, dans une plante modèle (Nicotiana benthamiana) en expression transitoire. Après caractérisation fonctionnelle des enzymes, une reconstruction des voies métaboliques sera effectuée par expression transitoire en plante à des fins de validation. PAT, grâce aux extractions préliminaires des plantes cibles et à son laboratoire de synthèse organique, fournira les composés de référence requis pour les analyses ainsi que les précurseurs nécessaires aux essais enzymatiques. Après concertation, l’IBMP pourra procéder à une optimisation de l’expression des enzymes (recodage, mutagenèse), puis à une reconstruction en levure des voies de biosynthèse validées. Ces outils seront fournis à PAT pour une transformation de la plante plateforme PAT (Ipomea batatas) et pour optimisation des procédés de production.
Parallèlement à cette stratégie ciblée, une approche de biologie synthétique est envisagée. Celle-ci portera d’une part sur la fonctionalisation d’actifs d’intérêt pour PAT par voie enzymatique. La conversion de molécules fournies par PAT par les enzymes disponibles à l’IBMP sera testée. Les métabolites obtenus seront evalués pour leur activité biologique, antioxydante, anti-inflammatoire, et anti-mélaninogène par PAT. Une autre approche de biologie synthétique portera sur l’assemblage combinatoire des éléments générés à partir des plantes cibles avec des éléments déjà disponibles à l’IBMP pour générer de nouvelles structures qui seront testées pour leur activité chez PAT.