IGEM Bordeaux

 L’IGEM (International Genetic Engineering Machine) est une compétition internationale sur la biologie de synthèse entre des étudiants du premier cycle universitaire. La biologie de synthèse repose sur des techniques d’ingénierie génétique et de biologie moléculaire dans le domaine de la biotechnologie. Ces techniques permettent de construire de nouveaux systèmes biologiques. Les étudiants qui s’engagent dans cette compétition travaillent en collaboration sur un projet de biologie de synthèse, en partant de la recherche théorique jusqu’à sa réalisation au cours d’un stage pendant l’été. Tous les aspects du projet sont étudiés par le groupe que ce soit dans la réflexion scientifique ou dans la recherche de sponsors et financement pour le projet, en passant par la vulgarisation scientifique.

Le projet et les résultats sont présentés lors de la « Giant Jamboree », évènement rassemblant toutes les équipes internationales IGEM à Boston, pôle scientifique d’influence mondiale de par la présence de l’Université d’Harvard ainsi que du MIT (Massachussetts Institute of Technology).

IGEM (International Genetic Engineering Machine) is an international competition of synthetic biology running between undergraduate students. Synthetic biology is based on genetic engineering techniques and molecular biology in the field ofbiotechnology. These techniques make it possible to build new innovative biological systems. The students taking part of the competition work in collaboration on a project of synthetic biology, from the theoretical research to its realization during a summer-internship. All aspects of the project are studied,from the scientist reflection to the search for sponsors and funding and going through the popular Science.

At the end of october the project is presented by the team during the « Giant Jamboree » ceremony in Boston. This event takes place at the Massachusetts Institute of Technology where teams from all around the world are invited to present the project they have conducted for the competition.

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La forêt des Landes, située en Nouvelle Aquitaine, s’étend sur plus d’un million d’hectares ce qui fait d’elle la plus grande forêt artificielle d’Europe occidentale. Elle est principalement peuplée de pins maritimes, une espèce de conifère qui peut atteindre jusqu’à 50m de haut. Ils sont exploités pour leur résine et la qualité de leur bois. La forêt des Landes représente donc une grande ressource naturelle et économique pour la région. Fiers de cet héritage, nous nous sommes penchés sur les aspects socio-environnementaux que représente cette forêt. L’exploitation du bois dans les scieries et papèteries de la région génère de grandes quantités de résidus cellulosiques de toutes tailles (de la poussière aux plus gros morceaux de bois). Nous nous sommes donc mis en tête de trouver un moyen de valoriser ces sous-produits. En effet, la matière cellulosique regorge de réactions chimiques de transformation de la matière. L’objectif est de produire des molécules biosourcées innovantes à partir de la matière organique, et les utiliser en biotechnologies vertes.

Parmi les molécules à exploiter, on retrouve le HMF (hydroxyméthylfurfural) qui est une molécule dérivée de sucres tels que le glucose et le fructose. Elle apparaît lors de la réaction chimique de Maillard. On en retrouve par exemple à l’issue du prétraitement de la biomasse dans le cadre de la production de bioéthanol, ce qui affecte les bactéries et levures impliquées dans le processus de fermentation. En effet, le HMF est toxique pour la plupart des microorganismes. Toutefois, certains microorganismes sont capables de cataboliser le HMF et présentent donc une résistance. Parmi les voies cataboliques du HMF, certaines peuvent mener au FDCA, acide 2,5-furandicarboxylique. Le FDCA constitue une molécule plateforme avec de multiples usages. Elle peut aussi aboutir à la production de biocarburants ou rentrer dans la composition de polymères tels que le polyester et le PET (polytéréphtalate d’éthylène). Le FDCA est actuellement produit chimiquement. Toutefois une biosynthèse de ce dernier pourrait apporter de nombreux avantages par rapport à la voie chimique dont une réduction de coûts et des produits secondaires nocifs pour l’environnement. C’est ce que nous voulons faire.

The Landes forest, located in New Aquitaine (France), covers more than one million hectares, making it the largest artificial forest in Western Europe. It is mainly populated by maritime pines, a kind of conifer that can reach up to 50m high. They are exploited for their resin and the quality of their wood. The Landes forest is therefore a great natural and economic resource for the region. Proud of this legacy, we looked at the socio-environmental aspects of this forest. The exploitation of wood in sawmills and paper mills in the region generates large quantities of cellulosic residues of all sizes (from dust to larger pieces of wood). We therefore decided to find a way to enhance these by-products. Indeed, the cellulosic material is full of chemical reactions of transformation of the material. The goal is to produce innovative biosourced molecules from organic matter and use them in green biotechnologies. Among molecules to tap, we find the HMF molecule (hydromethylfurfural).This molecule is derived from sugars such as glucose and fructose. It appears during the Maillard reaction. HMF can be found, for example, after pre-treatment of biomass in the context of bioethanol production, which affects the bacteria and yeasts involved in the fermentation process. Indeed, HMF is toxic for most of living organisms. However, soe microorganisms are able to catabolize HMF and thus have a resistance. Among the metabolic pathways of HMF, some may lead to FDCA, 2,5-furandicarboxylic acid. FDCA is a platform molecule with multiple uses. It can lead to the production of biofuels or enter into the composition of polymers such as polyester and PET (polyethylene terephthalate). At the moment the FDCA is only produced by chemical process. Nevertheless, a biosynthesis of the latter could bring many advantages over the chemical path including a reduction of costs and environmentally harmful side products.