Un plateau technique au service
de la synthèse ADN
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Les équipes du laboratoire Gulliver (CNRS / ESPCI) ont mis au point une plateforme expérimentale permettant de faire de l’évolution dirigée d’enzymes.
Kévin Ricard, ingénieur de recherche au laboratoire Gulliver nous parle de cette installation à la pointe dans le domaine.
Quels sont les objectifs de cette plateforme du laboratoire Gulliver?
Tout d’abord, il est nécessaire de définir « l’évolution dirigée » : cela consiste à modifier une protéine/enzyme à l’aide de techniques pluridisciplinaires pour améliorer une de ses caractéristiques, sa stabilité ou sa fonction par exemple.
L’objectif de la plateforme est de proposer un service d’aide à l’ingénierie des protéines pour l’évolution dirigée d’enzymes, de la conception des banques à la réalisation des tests d’activité en passant par l’isolement et le séquençage des mutants (les enzymes modifiés).
Comment fonctionne ce plateau technique?
L’étape initiale de discussion est cruciale. L’objectif est de bien comprendre les besoins et les attentes. Nous proposons ensuite la solution la plus adaptée. C’est un atout clé de cette plateforme : nos processus sont hautement adaptables en fonction des projets dont nous discutons.
Voici les services que nous proposons :
- Création de banques d’enzyme en introduisant des mutations ciblées et contrôlées à l’aide d’un protocole unique développé sur la plateforme.
- Identification et isolement des mutants d’une banque, en plaque grâce à la PCR et au séquençage haut débit. Jusqu’à 10 000 variants uniques.
- Test d’activité des enzymes à haut débit. Cela peut être fait selon la fonction de l’enzyme. Jusqu’à 1000 variants en simultané.
- Service de séquençage haut débit avec la technologie Nanopore (Flongle / Minion / Promethion)
Les équipements utilisés actuellement :
La plateforme du laboratoire Gulliver a été créée pour travailler en plaque. Les banques sont créées en modifiant le gène de l’enzyme, dans un seul tube, avec jusqu’à 10 milliards de variants créés. Ils sont ensuite introduits dans des bactéries avant d’être identifiés en plaque grâce à la PCR et au séquençage haut débit.
Associé à ces machines, nous avons ajoutés des robots distributeurs ou de transfert de plaque tels que l’Opentron flex, l’I-Dot et le Viaflo 96. Cela nous permet une semi automatisation des processus. Enfin nous avons une grande capacité de séquençage haut débit Nanopore avec 3 MinION et 2 PromethION.
Quelques images du plateau technique
Quelle a été la genèse de ce plateau technique?
La plateforme a été imaginée en 2022 et mise en place dès 2023. Depuis 2024, nous sommes ouverts aux collaborations et nous avons déjà réalisé des projets avec plus d’une dizaine de laboratoires et d’entreprises. Nous continuons à renforcer notre capacité de travail et notre diversité de services notamment avec des approches à ultra haut débit.
Quel est l’intérêt de cette plateforme pour le PEPR?
Le PEPR s’intéresse à comment créer de nouvelles molécules et technologies d’information afin d’accélérer la synthèse de différents types de supports moléculaires (notamment l’ADN), tout en optimisant leur codage et leur décodage.
Dans ce cadre, nous nous intéressons aux enzymes qui synthétisent l’ADN, qui est un support du vivant universel.
Imaginez l’ADN comme un langage qui nous permettrait de stocker des informations numériques de façon physique, stable et durable. En contrôlant l’enzyme qui synthétise l’ADN, nous pourrions stocker n’importe quelle donnée numérique!
La plateforme nous permet actuellement de réaliser de l’évolution dirigée pour certaines ADN Polymérases pour les rendre plus rapides et adaptables dans l’écriture d’ADN, qui est une des barrières à franchir pour le projet.
Quelles sont les perspectives de ce plateau technique ?
Pour le moment, nous poursuivons nos activités pour le PEPR tout en développant notre activité de plateforme ouverte aux équipes de recherche. La standardisation des processus est terminée et nous essayons d’augmenter notre capacité de travail en mettant en place des processus de semi-automatisation.
Nous sommes ouverts aux collaborations et nous espérons qu’en 2026 le fruit de notre travail sera récompensé avec les premiers articles publiés par nos collaborateurs et notre plateforme.
Nous souhaitons également développer notre offre d’apprentissage de techniques liées à l’évolution dirigée pour la communauté.
A plus long terme, nous souhaitons pérenniser la plateforme dans le paysage de la recherche française afin d’aider les laboratoires et entreprises qui auraient besoin d’évoluer rapidement des enzymes/protéines sans avoir le savoir-faire sur place.
