Approche « InGEcoH - Agence Nationale de la Recherche

L’importance des interactions non trophiques dans le
contrôle du métabolisme microbien a été particulièrement
mise en évidence dans le projet InGEcoH et ouvre de
nouveaux champs d’exploration en cultures mixtes. En
effet, il est attendu que cette approche puisse s’étendre à
d’autres applications biotechnologiques et
environnementales à travers l’utilisation de co-cultures
microbiennes contrôlées.
A ce jour, le projet InGEcoH a financé deux thèses et un
contrat post-doctoral pour quatre articles publiés, 6 en
préparation finale et une vingtaine de communications en
congrès
Programme Bioénergies Edition 2008
Coordinateur: Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement – Narbonne
(contact: Eric TRABLY – [email protected] )
Partenaires: Laboratoire de Bioénergétique et Ingénierie des Protéines – Marseille
(contact: Marie-Thérèse GIUDICI-ORTICONI - [email protected] )
Laboratoire d’Ingénierie de Systèmes Biologique et des Procédés – Toulouse
(contact: Isabelle MEYNIAL-SALLES - [email protected]r )
Contexte et Objectifs
Méthodologie et Résultats
à partir de glucose, (2) à construire des consortia
microbiens « synthétiques » comportant des souches de
Clostridium acetobutylicum associées à des espèces-clés
retrouvées dans les consortia naturels, pour en
déterminer les mécanismes d’interactions et développer
des modèles métaboliques de production d’hydrogène, et
(3) à sélectionner des consortia bactériens issus du
milieu naturel et d’en identifier les espèces-clés pouvant
être utilisées comme « Ingénieurs des Ecosystèmes
Microbiens (IEM)». Cette approche permet de proposer
des solutions de contrôle biologique de ces écosystèmes.
Les résultats ont permis de développer des outils
moléculaires innovants permettant un suivi fin des
populations et des métabolismes bactériens liés à la
production d’hydrogène en cultures mixtes. Des espèces
bactériennes « clés » ont été identifiées au sein
d’écosystèmes naturels, et correspondent à des espèces
minoritaires en abondance sans lien direct avec la
production d’hydrogène. L’addition de certaines de ces
espèces en consortium synthétique a permis d’améliorer
les rendements en hydrogène de près de 2,5 fois la
valeur nominale obtenue en culture pure en réorientant
spécifiquement le métabolisme de Clostridium
acetobutylicum via le contrôle de la voie du carbone.
Conclusions et Perspectives
[email protected]
InGEcoH
InGénierie Ecologique d’écosystèmes microbiens
producteurs de bioHydrogène par voie fermentaire
Eric TRABLY (LBE)
Avenue des Etangs 11100 Narbonne
Tel: [phone]
[email protected]
Un grand nombre d’espèces microbiennes issues
d’environnements variés peuvent produire du
biohydrogène par voie fermentaire. Le potentiel des
cultures mixtes microbiennes est particulièrement
intéressant pour valoriser des ressources organiques
complexes issues du traitement de la biomasse. Le projet
InGEcoH s’intéresse à identifier et à utiliser des espèces-
clés situées au cœur des réseaux métaboliques
microbiens, sans être forcément les plus abondantes, en
tant que contrôleur biologique de ces écosystèmes.
Le projet InGEcoH développe une méthodologie
innovante d’ingénierie des écosystèmes microbiens qui
consiste en la conception, la construction et la
maintenance de consortiums pour mieux en contrôler les
réseaux d’interactions métaboliques produisant de
l’hydrogène. La méthodologie consiste (1) à développer
par ingénierie métabolique des souches surproductrices
d’hydrogène à un rendement proche du rendement
théorique maximal de 4 moles H2/mole glucose. La
stratégie est de construire une souche de C.
acetobutylicum productrice uniquement d’acétate et d’H2
Plasmide d’expression de
l’enzyme
catalysant la synthèse de la
ferrédoxine
substrat de l’hydrogénase
Approche « InGEcoH »
Approche
« classique »
Cumul gaz (mM)
Temps (heures)
(Culture pure)
(Culture pure)
Boues
mixtes
Ralstonia
Eutropha
http://bip.cnrs-mrs.fr/bip10/ingecohe.htm
Boues mixtes
+ R. eutropha