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Création d'une levure cellulolytique pour le bioraffinage de la biomasse 

Mis à jour le 26/07/2017
Publié le 25/07/2017
Mots-clés : cepia - BIORES-2

Création d’une levure cellulolytique pour le bioraffinage de la biomasse

Logo LISBP. © Inra, LISBP
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Les biomasses lignocellulosiques, telles que les pailles céréalières ou le bois, sont des réservoirs de glucose, le constituant unique de la cellulose. Dans la Nature, la dégradation de ces matières récalcitrantes est majoritairement conduite par des champignons filamenteux possédant des arsenaux enzymatiques adéquats. Pour l’industrie du bioraffinage, l’objectif est d’utiliser les biomasses lignocellulosiques pour la production d’une large gamme de produits chimiques ayant des applications diverses (carburants, polymères et matériaux, ingrédients pour l’alimentation ou pour les produits cosmétiques….). Or, si la phase de dégradation des biomasses lignocellulosiques est réalisée à l’aide d’enzymes (cellulases) d’origine fongique, la phase de bioconversion est généralement conduite à l’aide de levures, des lointaines cousines des champignons filamenteux, qui constituent les micro-organismes de préférence des industriels. Pour améliorer l’efficacité et diminuer les couts des procédés de bioraffinage, il serait avantageux de disposer d’une levure polyvalente, capable à la fois de dégrader les biomasses lignocellulosiques et de conduire la phase de bioconversion du glucose en produits d’intérêt.

Logo MICALIS. © Inra, MICALIS
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Dans le projet ProBio3, financé dans le cadre des investissements d’avenir, les équipes de Catalyse et d’Ingénierie Moléculaire Enzymatiques du LISBP (INSA de Toulouse) et Biologie Intégrative du Métabolisme Lipidique de MICALIS (INRA Jouy-en-Josas) ont travaillé sur l’introduction de cellulases d’origine fongique chez la levure Yarrowia lipolytica. Ce travail de génétique moléculaire, réalisé en deux temps, a abouti à la production d’une souche capable de surproduire deux enzymes naturellement présentes chez Y. lipolytica et six autres enzymes provenant de champignons filamenteux. Ensemble, ces enzymes confèrent à la nouvelle souche la capacité de dégrader de la cellulose industrielle et d’assimiler le glucose produit pour soutenir sa croissance et pour lui permettre de produire des molécules lipidiques d’intérêt. Ayant fait l’objet de deux soumissions de brevets et deux publications, cette nouvelle souche constitue une avancée intéressante pour la mise au point d’un procédé visant la transformation de biomasses renouvelables en molécules d’intérêt pour le secteur des carburants ou pour l’industrie chimique.
Contacts : Sophie Bozonnet (sophie.bozonnet@insa-toulouse.fr); Sophie Duquesne (sophie.duquesne@insa-toulouse.fr); Michael O’Donohue (michael.odonohue@inra.fr)

1. Guo, Z., Bozonnet, S., Duquesne, S., Cioci, G., Nicaud, J-M., Marty, A. and O'Donohue, M. J. Development of cellobiose-degrading ability in Yarrowia lipolytica strain using endogenous gene activation. Biotech. Biofuels. 8:109, doi: 10.1186/s13068-015-0289-9
2. Guo, Z., Duquesne, S., Bozonnet, S., Cioci, G., Nicaud, J-M., Marty, A. and O'Donohue, M. J. Conferring cellulose-degrading ability to Yarrowia lipolytica to facilitate a consolidated bioprocessing approach. Biotech Biofuels 10:132 doi:10.1186/s13068-015-0289-9
3. Alain Marty, Zhongpeng Guo, Sophie Duquesne, Sophie Bozonnet, Jean-Marc Nicaud and Michael O'Donohue. Mutant yeast strain capable of degrading cellobiose. 2016. WO 2016170155 A1
4. Zhongpeng Guo, Alain Marty, Jean-Marc Nicaud, Sophie Bozonnet, Sophie Duquesne, and Michael O'Donohue. Mutant yeast strain capable of degrading cellulose. 2017. EP17155699.6