Biologie de synthèse Etat des lieux des forces en en Aquitaine

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1 «Biologie de synthèse et chimie biosourcée» Vers une nouvelle révolution industrielle? 9 décembre 2013 Biologie de synthèse Etat des lieux des forces en en Aquitaine Alain Blanchard, Erick Dufourc Marc Bonneu et Dominique Rolin

2 Enquête BS activités prises en compte Génomes synthétiques et cellules minimales (synthèse haut débit d ADN, assemblage de fragments d ADN, génomes minimaux, ) Bio ingénierie (ingénierie métabolique, ingénierie des circuits de régulation, assemblages enzymatiques, ) Modélisation du vivant (fonctionnement cellulaire ou subcellulaire modélisé) Proto cellules (Liposomes fonctionnalisés, construction d assemblages subcellulaires) Génétique artificielle (Xénobiologie, XNA, code génétique alternatif, ) Synthèse de biomolécules et de mimes biologiques. Assemblages biomimétiques/biocompatibles, biocapteurs, nano fabrication. Analyse structurale de biomolécules et des assemblages issus de la BS Chimie verte et environnement (actifs issus de la biomasse, biocarburants, bio remédiation) Aspects éthiques, socio économiques et/ou philosophiques de la BS Enseignement, formation

3 Résultats de l enquête Réponses issues de 19 laboratoires aquitains 18 laboratoires ont l Université de Bordeaux comme cotutelle 1 l Université de Pau et des Pays de l Adour (UPPA) 12 laboratoires avec CNRS comme cotutelle 3 l INRA 1 l INSERM 8 l Institut Polytechnique de Bordeaux (IPB) 3 sites proches de Bordeaux CBMN, CENBG, CRPP, LABRI, LCPO, LOF, IECB, IMB, ISM ARNA, BPRVS, CGFB, IBGC, IINS, IHMC, MFP BPF, GESVAB, LBM, OENO 1 site palois IPREM

4 Résultats de l enquête Modélisation du vivant Proto-cellules (Liposomes Génétique artificielle (Xénobiologie, Synthèse de biomolécules et de mimes Assemblages biomimétiques/ Analyse structurale de biomolécules et Chimie verte et environnement (actifs Aspects éthiques, socio-économiques Enseignement, formation Génomes synthétiques et cellules Bio-ingénierie (ingénierie métabolique, Equipes Perm & N Perm

5 Eléments favorables de contexte Une université réunie, l université de Bordeaux Une fédération de plateformes labélisées IBiSA (CGFB) pour la recherche dans les sciences de la vie Un Institut pluridisciplinaire à l interface de la chimie et de la biologie, l institut européen de chimie et de biologie Ecole Nationale Supérieure de Technologie des Biomolécules de Bordeaux (ENSTBB IPB) Une reconnaissance d existence de ce pôle émergent de BS dans plusieurs rapports nationaux

6 Centre de génomique fonctionnelle de Bordeaux

7 CGFB = SFR Infrastructure de l Université 7 plateformes fédérées pour la recherche dans les sciences du vivant

8 Reconnaissance de l excellence Label PF stratégique ISO 9001 Investissement d Avenir Europe Infrastructure Nationale Infrastructure Européenne Bioimaging Infrastructure Nationale Equipex Infrastructure Nationale

9 European Institute of Chemistry and Biology IECB, Bordeaux A plus for interdisciplinarity and technology transfer. IECB an incubator for young research teams. IECB an Institute hosting technical platform in structural biology X Rays bordeaux.fr Mass spec NMR

10 Synthetic & Chemical Biology at IECB Minimal genomes Regulatory circuits Biomimes engineering Orthogonal biosystems Bionanosciences for Synthetic biology D. Dupuy A.Innis S. Fribourg M. Teichmann C. Mackereth G. Guichard I.Huc E. Garanger I. Huc J.L. Mergny V. Gabelica bordeaux.fr RNA processing Polymerases Translation prokaryotes Modeling for cell growth and division Foldamers Urea scaffolds Chimeric polymers Bionanomachines Quadruplexes DNA origamis

11 Biobusiness incubator at IECB 400m² dedicated to start ups and companies Active in biomimes engineering and bionanosciences A biotech company Created: 2003 Staff: 23 (in 2012) Expertise: high content analysis cell & tissue A tech transfer unit Created: bordeaux.fr A start up Staff: 3 (in 2012) Expertise: oligonucleotide based tools Created: 2014 Staff: 3 (in 2014) Expertise: urea based foldamers UREKA

12 Quelques exemples de travaux académiques en biologie de synthèse

13 Génomes synthétiques et cellules minimales Ingénierie de génomes bactériens (mycoplasmes) clonage ingénierie dans la levure + transplantation dans des cellules bactériennes receveuses (Carole Lartigue, UMR BFP; Cécile Bébéar EA USC INRA)

14 Bio ingénierie Bioingénierie enzymatique changement de substrat (B. Daignan Fornier, IBGC) Biocapteur «cell on chip» (cellules ) pour détecter les besoins en insuline (Jochen Lang, CBMN) Diaßchip ; Diaßsensor Ré ingénierie d enzymes anodiques/cathodiques: biopile glucose/o2 (Nicolas Mano, CRPP) La biopile la plus puissante jamais réalisée, repose sur activité de la glucose oxidase

15 Modélisation du vivant, du métabolisme Réseaux métaboliques bactériens et de parasites Logiciels Metaboflux, Systrip (M. Nikolski, LABRI) Mitochondrie virtuelle (JP Mazat, IBGC UMR CNRS 5095)

16 Synthèse de biomolécules et de mimes biologiques Foldamères: capsules biomimétiques pour le piégeage de biomolécules, hélices peptidomimétiques (I Huc, G Guichard, CBMN/IECB) Production d hydrocortisone chez la levure, polymères protéiques pour hydrogels (B Garbay, ENSTBB BPRVS)

17 Assemblages biomimétiques/biocompatibles, biocapteurs, nano fabrication Greffage d enzymes à la surface de virus (T Michon, UMR BFP) Colloïdes vin/salive, tannins/lipides (E Dufourc, CBMN) Astringence

18 Chimie verte et environnement (actifs issus de la biomasse, biocarburants). Extraction et identification de métabolites secondaires (stilbènes, polyphénols, ) à partir de biomasse végétale (JM Mérillon, GESVAB) Extraction de phospholipides polyinsaturées par CO2/ethanol supercritique à partir de tourteaux d oléagineux et formulation de liposomes (F Leal Calderon, CBMN) Synthèse de lipides pour source de biocarburants chez le végétal ou la levure (R Lessire, F Doignon, LBM)

19 Bioremédiation Reconstruction écosystèmes et bioremédiation (Duran, IPREM,UPPA).

20 Analyse structurale de biomolécules et des assemblages issus de la BS Structure et fluidité d une capsule virale : vaccin hépatite B rect_labos/dufourc.html

21 Merci de votre attention