La Biofonderie acellulaire : l’Institut Micalis
S’appuyant sur une expertise solide dans la construction de biofonderies, l’intelligence artificielle, la production acellulaire utilisant des souches alternatives à E. coli, et l’ingénierie des souches pour optimiser l’efficacité acellulaire pour des applications spécifiques, l’Institut Micalis est responsable de la conception et du développement de la biofonderie acellulaire.
Cette biofonderie est dédiée à la production et au criblage fonctionnel d’enzymes et de protéines thérapeutiques, ainsi qu’à la détection de biomarqueurs (cliniques ou environnementaux) à l’aide de dispositifs transcriptionnels et translationnels. Pour optimiser la productivité des systèmes acellulaires et réduire la variabilité entre les lots, la biofonderie standardise la préparation des extraits en trouvant la composition optimale des tampons énergétiques et du matériel génétique afin de maximiser les processus de transcription et de traduction à partir d’ADN linéaire ou de plasmides.
Capable de travailler avec des extraits de cellules d’E. coli et d’autres souches (composants purifiés, bactéries, levures et mammifères), la biofonderie utilise de nouvelles méthodes d’intelligence artificielle telles que l’apprentissage actif et l’apprentissage par renforcement pour maximiser la reproductibilité d’un lot à l’autre et optimiser le processus de transcription.
En plus de sa biofonderie acellulaire, l’Institut Micalis collabore également avec le Genoscope (UMR8030) pour développer la plateforme Galaxy-SynBioCAD, qui regroupe une vingtaine d’outils open-source sous licence MIT, développés par la communauté de biologie synthétique.
La plateforme couvre le cycle DBTL sur le système de flux de travail Galaxy. Les outils utilisent des formats standard (InChI, SMARTS, FASTA, SBML, SBOL) pour créer des flux de travail pour la conception de voies métaboliques, la recherche d’enzymes, la dynamique des réseaux cellulaires (FBA), la construction de circuits génétiques, l’assemblage de vecteurs en utilisant divers protocoles (Gibson, Golden Gate, BASIC, LRC), et la génération de scripts pour contrôler les stations robotiques pour l’assemblage de circuits et la transformation de souches.
La plateforme est directement connectée aux outils d’analyse omique déjà disponibles sur le Galaxy ToolShed, et comprend également des outils de conception d’expériences (DoE) et peut interagir avec les outils de deep learning de Galaxy. Cette plateforme sera intégrée à la Biofonderie de Paris pour développer des circuits de production et de biodétection sur des systèmes cellulaires ou acellulaires grâce à des approches de rétrosynthèse combinées à l’intelligence artificielle (apprentissage supervisé, apprentissage actif, apprentissage par renforcement). La plateforme sera testée à travers toutes les étapes du cycle DBTL du processus d’ingénierie sur la biofonderie acellulaire hébergée à l’Institut Micalis, et sera ensuite déployée sur les trois autres sites de la Biofonderie de Paris.
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Responsables scientifiques et techniques
Jean-Loup Faulon (Directeur de l’Insitut Micalis, chef d’équipe à l’INRAE)
Joan Herisson (co-responsable de la plateforme Galaxy SynBioCAD)
Olivier Borkowski (Chercheur en biologie synthétique à l’INRAE)
Où nous trouver
Rue de la Manufacture des Toiles de Jouy, Les Metz, Jouy-en-Josas, Versailles, Yvelines, Île-de-France, France métropolitaine, 78350, France
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