Un chromosome de levure complètement nouveau dans la nature a été développé, ouvrant la voie à l’application de la levure modifiée à un éventail d’applications industrielles.
Des scientifiques du Centre d’excellence ARC en biologie synthétique, de l’Université Macquarie et de l’Institut australien de recherche sur le vin (AWRI) ont réalisé une percée majeure dans l’ingénierie du génome de la levure, décrite dans un récent numéro de la revue Communication Nature.
« C’est une preuve de concept que nous pouvons construire de nouveaux chromosomes entiers à des fins industrielles spécifiques », déclare le directeur de recherche de l’AWRI, le Dr Anthony Borneman, auteur principal de l’étude. « Des séquences génomiques uniques provenant d’une gamme de souches de levure, y compris celles utilisées dans la production de vin, de saké et de biocarburants, ont été assemblées en un tout nouveau chromosome dans la souche de laboratoire. Ce matériel génétique supplémentaire a conféré de nouvelles caractéristiques, comme permettre à la souche de laboratoire de fermenter. sucres qu’il ne peut normalement pas utiliser, élargissant les matières premières disponibles à des fins industrielles. »
Saccharomyces cerevisiae, la souche de levure utilisée dans cette recherche, est un bourreau de travail industriel. Il est utilisé dans le brassage, la distillation, la vinification et la boulangerie depuis des milliers d’années. Plus récemment, il a été important pour la production d’éthanol pour l’essence E10 et pour une grande variété de produits biochimiques industriels.
« Il s’agit d’une nouvelle étude révolutionnaire qui ouvre la possibilité de concevoir de nouveaux chromosomes. Par exemple, fabriquer des huiles de production de levure ou l’améliorer dans la production d’autres composés utiles sur le plan industriel », déclare le co-auteur, le professeur émérite Ian Paulsen, directeur du centre du Centre australien d’excellence en biologie synthétique à l’Université Macquarie.
Cet ensemble de travaux est une extension d’un projet mondial de levure artificielle, Sc2.0, qui tente de synthétiser le génome entier de la levure Saccharomyces cerevisiae. Le projet vise à aider les chercheurs à comprendre comment un génome de levure est organisé et comment les génomes pourraient être améliorés pour créer des organismes plus robustes. Il fournit également une base pour des objectifs spécifiques futurs, tels que la création de nouveaux médicaments ou de biocarburants. L’Université Macquarie, le Centre d’excellence ARC en biologie synthétique et l’AWRI sont partenaires de la collaboration Sc2.0.
L’objectif global de ce travail était de remédier au manque de variation génétique de la souche Sc2.0 qui pourrait limiter les futures applications industrielles.
Dariusz R. Kutyna et al, Construction d’un néo-chromosome pan-génome synthétique de Saccharomyces cerevisiae, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-31305-4
Fourni par ARC Centre d’excellence en biologie synthétique (CoESB)