Biodiculture

Découvrir, apprivoiser et préserver les espèces cachées

Pour identifier de nouveaux composés naturels DEINOVE doit auparavant extraire de nouvelles espèces de la matière noire microbienne. L’unité de biodiculture identifie et explore des niches environnementales propices à la découverte où il collecte des échantillons à la recherche de la diversité bactérienne. À titre d’exemple, 1cm3 de terre contient en moyenne 10 millions de bactéries appartenant à 10 000 espèces, pour la plupart non cultivables ou à croissance lente. DEINOVE identifie, classe et isole les espèces présentes dans chaque échantillon. Les souches sont alors mises en culture et leur profil métabolique est établi. Elles seront ensuite stockées en toute sécurité avant leur utilisation future.

Activités principales

Collecte environnementale

Collecte d'échantillons de différente nature (sol, eau, sable, matière organique en décomposition, etc...) dans des sites géographiques et des formations géologiques distincts, ainsi que dans plusieurs environnements artificiels. Ces sites de collecte sont sélectionnés en lien avec nos partenaires académiques par les scientifiques de l’unité science des données de DEINOVE.

Identification des espèces bactériennes

En collaboration avec l’unité de biologie synthétique, une analyse métagénomique est effectuée afin d’identifier les différentes espèces bactériennes présentes dans l’échantillon collecté. Les données de séquençage sont ensuite analysées en collaboration avec l'équipe de science des données, ce qui permettra en retour de les classer au sein de l'arbre phylogénétique des procaryotes.

Fermentation avancée

L'isolement des bactéries considérées comme incultivables est réalisée en collaboration avec les scientifiques de l’unité d’ingénierie fermentaire à l’aide de différentes techniques de culture en milieux solide et liquide : cocultures avec d'autres bactéries, recréation des conditions environnementales d'origine, incubation dans un mini-bioréacteur mais aussi test de diverses conditions et milieux de culture, d'origine naturelle ou synthétique. Les nouvelles technologies de microfluidique permettent désormais d’évaluer en parallèle un large éventail de conditions de culture grâce à la micro-culture à haut débit de bactéries individuelles. La sécurité des souches est également analysée afin d’écarter les espèces potentiellement pathologiques qui auraient pu être isolées.

Biobanque de nouvelle génération

L'équipe biodiversité alimente en continu la biobanque en nouvelles souches et en nouveaux extraits bactériens dont elle assure la qualité et la préservation sur la durée. Pour minimiser les interventions humaines et prévenir les erreurs, elle contribute au développement et à la maintenance du système de gestion automatisé conçu par l'unité de science des données. Les souches, les échantillons et les extraits sont cryopréservés dans des tubes à codes-barres 2D afin de garantir l’identification, la manipulation et la traçabilité de ce matériel à très haute valeur ajoutée.

 

Activités support

  • Fourniture des souches aux unités de biologie synthétique et d’ingénierie fermentaire.

  • Production des extraits bruts à partir des bactéries en phase de croissance (large panel de méthodologies). Les surnageants produits sont alors remis  à l'unité chargée des tests d'activité  (recherche d’une nouvelle activité antimicrobienne ou d'une autre activité biologique).

  • Cryopréservation des souches, des constructions, des extraits, des molécules… générés par les autres unités technologiques.

 

Bibliographie

Stewart, E. J. Growing Unculturable Bacteria. J. Bacteriol. 194, 4151–4160 (2012).

Chaudhary, D. K., Khulan, A. & Kim, J. Development of a novel cultivation technique for uncultured soil bacteria. Sci. Rep. 9, 1–11 (2019).

Lombard, N., Prestat, E., van Elsas, J. D. & Simonet, P. Soil-specific limitations for access and analysis of soil microbial communities by metagenomics: Limitations in soil metagenomics. FEMS Microbiol. Ecol. 78, 31–49 (2011).

Dance, A. The search for microbial dark matter. Nature 582, 301–303 (2020).