Recherche d'enzymes thermophiles d'intérêt industriel par une approche métagénomique

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Les enzymes sont utilisées dans diverses industries pour remplacer des produits chimiques agressifs nuisibles à l'environnement. Pour rester compétitives et améliorer leurs produits, les industries doivent trouver de nouvelles enzymes plus efficaces, plus résistantes et avec un spectre d'activité plus large. Comme ces enzymes proviennent généralement de micro-organismes, leur découverte passe traditionnellement par l'isolation en culture pure de micro-organismes producteurs à partir d'échantillons environnementaux. Cependant, puisque seul 1% des micro-organismes existants peuvent ainsi être obtenus en laboratoire en culture pure, 99% des enzymes présents dans la nature échappent à cette méthode. La métagénomique permet de contourner ce problème. Dans cette approche, tout l'ADN d'un échantillon environnemental est extrait et cloné dans une bactérie cultivable en laboratoire. On forme donc une « métagénothèque » contenant des milliers de clones dans lesquels est réparti le matériel génétique de la microflore de l'échantillon. Ensuite, ces clones sont criblés pour identifier ceux qui contiennent des gènes codant pour des enzymes d'intérêt industriel.       Le présent projet utilise donc la métagénomique pour trouver de nouvelles enzymes de type protéase, lipase et glycohydrolases démontrant, entre autres, une bonne thermostabilité. La microflore qui sert de source de gènes sera obtenue par un enrichissement en bioréacteurs aérobies thermophiles (55-70°C) recevant divers substrats d'intérêt (extrait de viande, huile, chitine, etc.). La métagénothèque sera formée par l'extraction de l'ADN d'un échantillon composite provenant des bioréacteurs et par le clonage de cet ADN dans un vecteur navette capable d'être utilisé par E. coli, Pseudomonas, Streptomyces et Bacillus. Deux stratégies de criblage robotisé seront utilisées, soit par hybridation sur puce d'ADN avec des sondes visant des gènes d'intérêt et par tests enzymatiques à l'aide de plaques de 96 puits et de substrats fluorogéniques. Les clones positifs seront caractérisés et séquencés, et les plus intéressants seront clonés dans des vecteurs d'expression. Les enzymes seront ensuite produites en fermenteur et testées en conditions industrielles.