Analyses avancées

Identifier et caractériser la source

L'analyse d'échantillons biologiques complexes constitue un véritable défi technologique. Caractériser un extrait bactérien de plusieurs dizaines de milliers de composés et identifier la ou les molécules actives au sein de cette biodiversité est un processus complexe. Pour relever ce défi, l’unité développe des solutions adaptées aux multiples enjeux de l’analyse, de la simple détection et quantification d'une molécule connue, à la caractérisation physico-chimique de l’extrait ou à l'identification d’un composé actif inédit au sein de cet extrait.

Activités principales

Déréplication et caractérisation de la structure des composés

Pour identifier la molécule responsable de l’activité biologique observée, l’unité a développé un processus de déréplication intégré en collaboration avec les 2 unités chargées des tests biologiques et de l’analyse et du traitement des données. En fonction du type d'échantillon, l’unité détermine les techniques de séparation et de détection les plus appropriées : la Chromatographie Liquide (LC) couplée à la détection UV (LC-UV), le duo LC-Spectrométrie de Masse (LC-MS), la Chromatographie en phase Gazeuse suivie de la Spectrométrie de Masse (GC-MS) ou l’association de la LC à la Résonance Magnétique Nucléaire (LC-NMR). Les résultats de ces analyses sont alors combinés aux données génomiques fournies par l’unité de biodiculture (après séquençage du génome entier de la souche originale d'intérêt) ou issues de bases de données publiques. Une fois traitées et analysées par l’unité de science des données de DEINOVE, ces informations permettront d’identifier le nouvel antimicrobien et de déterminer sa structure chimique.

Caractérisation des extraits par métabolomique

Les composés dotés d’une activité antimicrobienne ou biologique d’intérêt doivent être produits en laboratoire. À cette fin, il est important d’identifier les voies métaboliques utilisées in vivo par la souche pour synthétiser ce métabolite. Pour analyser l’ensemble des métabolites présents dans un échantillon biologique (le métabolome), les scientifiques ont désormais recours à la métabolomique. Comme elle mesure des molécules aux propriétés physiques distinctes (des acides organiques solubles dans l'eau, des lipides non polaires…), l'unité d'ingénierie des bioprocédés sépare au préalable le métabolome en sous-ensembles de métabolites aux propriétés similaires à l’aide de plusieurs méthodes d'extraction. La composition de chaque sous-ensemble est ensuite déterminée en couplant différents détecteurs à la chromatographie (LC-UV, LC-UV, GC-MS ou LC-NMR) puis l’analyse statistique est réalisée par l’équipe en lien avec les spécialistes de l’unité de science des données. Les scientifiques de l’unité de biologie synthétique s’appuieront alors sur ces données pour reconstituer la voie métabolique d'intérêt dans une micro-usine bactérienne et ainsi optimiser la production du composé.

Activités support

  • En se basant sur l'analyse métabolomique, guider l’unité de biologie synthétique  dans les étapes de génie génétique qui permettront d’optimiser la production du composé.

  • Détecter et quantifier les molécules connues dans les extraits bactériens à toutes les étapes du génie génétique.

Bibliographie

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