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AMELIORATION D'UN PROCEDE DE CULTURE DE MICRO-ORGANISMES ASSIMILANT DE CO2

IP.com Disclosure Number: IPCOM000249715D
Publication Date: 2017-Mar-24
Document File: 6 page(s) / 390K

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Amélioration  d’un procédé de culture de micro-organismes assimilant de CO2

On s’intéresse dans ce qui  suit à la construction de souches de levures capables de fixer le CO2 pour la production de molécules d’intérêts.

L’assimilation du carbone inorganique par les organismes vivants est un phénomène essentiel. D’une façon générale, les enzymes responsables de ces réactions de carboxylation appartiennent à la famille des carboxylases et interviennent dans de nombreuses voies métaboliques naturelles destinées notamment à i/ la photosynthèse, ii/ l’alimentation du cycle de Krebs en métabolites (anaplérose), iii/ la production de précurseurs pour la production, entre autres, d’acides gras et d’antibiotiques, iiii/ la régénération de coenzymes pour la balance redox (Erb, 2011).

Un des objectifs des présents travaux est alors de caractériser la fixation du carbone inorganique chez la levure en utilisant comme modèles des levures d’intérêt industriel telles que Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces lactis et Yarrowia lipolytica. Pour cela, on étudie la réponse physiologique, transcriptomique et métabolomique des levures au cours de cultures en fermenteurs en faisant varier les conditions de croissance, et notamment la teneur en  carbone inorganique du milieu de culture.

Un autre objectif des présents travaux est de développer des approches d’ingénierie métabolique pour la construction de nouvelles voies métaboliques responsables de la synthèse de composés d'intérêts à partir du carbone inorganique.

On présente  dans le présent document  des pistes d’amélioration  du procédé :

-          pistes pour optimiser l’utilisation du CO2,

-          pistes pour favoriser l’expression d’une voie métabolique plutôt qu’une autre,

-          autres substrats possibles.

1ère piste

La concentration du milieu en substrat retentie sur l’activité des enzymes d’un microorganisme puisque celles-ci suivent la loi de Michaelis-Menten décrite par l’équation suivante :

                     

·          : vitesse instantanée

  •  : vitesse maximale mesurée pour une concentration saturante en substrat
  •  : concentration en substrat
  •  : Constante de Michaelis, spécifique de l’enzyme

Ainsi, lorsque l’on n’est pas dans le cas particulier d’une inhibition par excès de substrat, la vitesse d’assimilation d’un substrat par un micro-organisme croit avec la concentration dudit substrat dans le milieu (Combes et Monsan, 2009).

Il est donc intéressant d’étudier les leviers possibles pour augmenter la teneur en CO2 dissous disponible (substrat).

Un des leviers à considérer est l’abaissement de la température. Cependant, il existe une température optimale de fermentation qui varie selon le micro-organisme considéré. Pour la levure modèle Saccharomyces cerevisiae, elle est de l’ordre de 30-35°C. Abaisser la température dégraderait de manière significative le taux de croissance d...