Team:Lyon-INSA-ENS/Project/ContextFr

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<b>Biofilms et dépollution.</b> Souvent associé à des maladies et un encrassement non voulu des surfaces, les biofilms
<b>Biofilms et dépollution.</b> Souvent associé à des maladies et un encrassement non voulu des surfaces, les biofilms
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ont un un intérêt dans la bioremédiation, la biocatalyse ou comme biocarburant. Les procédés de bioremédiation utilisent la capacité microbienne naturelle à dégrader les substances organiques ou à modifier la spéciation des métaux en les immobilisant ou en les rendant volatils. De telles propriétés sont observées dans les écosystèmes naturel ainsi que dans des systèmes artificiels utilisées pour nettoyer les déchets solides ou liquides. L'intensité et la qualité de cette activité microbienne dépend de facteurs physiques et chimiques locaux, mais aussi de la voie de développement choisie par les bactéries (biofilm ou planton). La formation de biofilm est associée à la résistance à la plupart des biocides par divers mécanismes. L'adhésion est une propriété de choix dans la plupart des processus de remédiation.
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ont un intérêt dans la bioremédiation, la biocatalyse ou comme biocarburant. Les procédés de bioremédiation utilisent la capacité microbienne naturelle à dégrader les substances organiques ou à modifier la spéciation des métaux en les immobilisant ou en les rendant volatils. De telles propriétés sont observées dans les écosystèmes naturels ainsi que dans des systèmes artificiels utilisés pour nettoyer les déchets solides ou liquides. L'intensité et la qualité de cette activité microbienne dépend de facteurs physiques et chimiques locaux, mais aussi de la voie de développement choisie par les bactéries (biofilm ou planton). La formation de biofilm est associée à la résistance à la plupart des biocides par divers mécanismes. L'adhésion est une propriété recherchée dans la plupart des processus de remédiation.
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<b>Stratégie: stimuler les capacités naturelles !</b>  La liaison à la matrice extracellulaire, les pompes d'efflux et
<b>Stratégie: stimuler les capacités naturelles !</b>  La liaison à la matrice extracellulaire, les pompes d'efflux et
l'activation des transporteurs permettent la concentration et la séquestration des biocides, tels que les métaux.
l'activation des transporteurs permettent la concentration et la séquestration des biocides, tels que les métaux.
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Le génie génétique permet de dynamiser ces activités et d'améliorer le traitement de la pollution dûe au métaux, en particulier pour les métaux toxiques à faible concentration. Les procédés chimiques classiques utilisant des résines échangeuses d'ions sont alors économiquement inappropriés, et grâce à leur grande sélectivité, les micro-organismes semblent très efficaces.
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Le génie génétique permet de dynamiser ces activités et d'améliorer le traitement de la pollution dûe aux métaux, en particulier pour les métaux toxiques à faible concentration. Les procédés chimiques classiques utilisant des résines échangeuses d'ions sont alors économiquement inappropriés, et grâce à leur grande sélectivité, les micro-organismes sont très efficaces.
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<b>Biofiltres OGM pour le traitement des déchets nucléaires liquides. </b> Le traitement des déchets nucléaires est une application prometteuse pour le traitement biologique des contaminations aux métaux. Le confinement est
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<b>Biofiltres OGM pour le traitement des déchets nucléaires liquides. </b> Le traitement des déchets nucléaires est une application prometteuse pour le traitement biologique des contaminations dûes aux métaux. Le confinement est
en effet un obstacle majeur à l'utilisation d'organismes génétiquement modifiés pour le traitement des déchets.
en effet un obstacle majeur à l'utilisation d'organismes génétiquement modifiés pour le traitement des déchets.
Les déchets radioactifs étant soumis à un traitement rigoureux et réglementé, l'utilisation des OGM dans ce
Les déchets radioactifs étant soumis à un traitement rigoureux et réglementé, l'utilisation des OGM dans ce
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contexte devrait être bien accepté par la société. L'activité des centrales nucléaires modernes possédant des réacteurs à eau pressurisée génère des effluents radioactifs qui contiennent entre autres du cobalt radioactif. Le tube du circuit de refroidissement est composé d'un alliage d'acier riche en cobalt et nickel. Sous le bombardement de neutrons provenant du réacteur, <b style="line-height : 1.5em"> ces métaux stables se changent en isotopes radioactifs.</b></p>
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contexte devrait être bien acceptée par la société. L'activité des centrales nucléaires modernes possédant des réacteurs à eau pressurisée génère des effluents radioactifs qui contiennent entre autres du cobalt radioactif. Le tube du circuit de refroidissement est composé d'un alliage d'acier riche en cobalt et nickel. Sous le bombardement de neutrons provenant du réacteur, <b style="line-height : 1.5em"> ces métaux stables se changent en isotopes radioactifs.</b></p>
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   En subissant un bombardement neutronique en provenance du réacteur, les métaux stables se transforment en 60Co
   En subissant un bombardement neutronique en provenance du réacteur, les métaux stables se transforment en 60Co
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(demi-vie = 5,3 ans) et 58Co (demi-vie = 71 jours). La capture du cobalt est intéressante du point de vue <b> sanitaires </b> puisqu'il représente un danger <b> sous ses deux formes radioactives et stables (cancérigènes) </b>. Cela représente également un avantage sur le plan <b>environnemental</b> en évitant la contamination des eaux, des sols et des eaux souterraines. Bien qu'ayant une courte demi-vie, le cobalt 60 émet des rayons gamma de haute <b> intensité </b>, et se désintègre en nickel, élément stable, mais polluant.
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(demi-vie = 5,3 ans) et 58Co (demi-vie = 71 jours). La capture du cobalt est intéressante du point de vue <b> sanitaire </b> puisqu'il représente un danger <b> sous ses formes radioactive et stable (cancérigène) </b>. Cela représente également un avantage sur le plan <b>environnemental</b> en évitant la contamination des eaux, des sols et des eaux souterraines. Bien qu'ayant une demi-vie courte, le cobalt 60 émet des rayons gamma de haute <b> intensité </b>, et se désintègre en nickel, élément stable, mais polluant.
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La solubilisation de ces produits d'activation, et des contaminants de l'eau entraine de la corrosion.
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La corrosion entraîne la solubilisation de ces produits d'activation, et la contamination de l'eau.
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<b>Capture sélective du cobalt. </b>  Contrôler l'immobilisation du cobalt radioactif est à la fois une
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<b>Capture sélective du cobalt. </b>  L'immobilisation contrôlée du cobalt radioactif est à la fois un enjeu sanitaire et environnemental important. Les produits d'activation sont normalement capturés
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importante question sanitaire et environnementale. Les produits d'activation sont régulièrement capturés
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en utilisant des résines échangeuses d'ions. Cela génère de grand volume de déchets solides en raison de la
en utilisant des résines échangeuses d'ions. Cela génère de grand volume de déchets solides en raison de la
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nature non spécifique des ions adsorbés. Dans ce contexte, une chercheuse faisant partie de l'équipe issue de la collaboration entre l'INSA de Lyon et l'ENS a récemment construit une souche E.coli <b> capable d'éliminer 85% du cobalt radioactif </b> présent initialement sous forme de traces dans un effluent  nucléaire simulé.</p>
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nature non spécifique des ions adsorbés. Dans ce contexte, une chercheuse faisant partie de l'équipe Lyon INSA-ENS a récemment construit une souche <i>E.coli</i> <b> capable d'éliminer 85% du cobalt radioactif </b> présent initialement sous forme de traces dans un effluent  nucléaire simulé.</p>
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   <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2011/4/4f/Interrogation.jpg" width="20px" />
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     Un gène mutant des pompes d'efflux <i>rcnA</i>* de la bactérie <i>E. coli</i> a été conçu pour produire un transporteur avec une captation préférentielle pour le cobalt (Nicot). Le processus développé par Agnès  
     Un gène mutant des pompes d'efflux <i>rcnA</i>* de la bactérie <i>E. coli</i> a été conçu pour produire un transporteur avec une captation préférentielle pour le cobalt (Nicot). Le processus développé par Agnès  
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Rodrigue et ses collègues indiens assure la décontamination des <b> cobalt jusqu'à 0,5 ppm </b> (8
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Rodrigue et ses collègues indiens assure la décontamination du <b> cobalt jusqu'à 0,5 ppm </b> (8
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nM dans 100 000L) avec seulement 4 kg <b> des bactéries modifiées contre 50 kg </b> avec une bactérie non modifiée ou
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nM dans 100 000L) avec seulement 4 kg <b> de bactéries modifiées contre 50 kg </b> avec une bactérie non modifiée ou
8,000 kg d'un polymère échangeur d'ions durant seulement deux fois une heure d'incubation. Ce genre de processus
8,000 kg d'un polymère échangeur d'ions durant seulement deux fois une heure d'incubation. Ce genre de processus
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utilisant des bactéries modifiées sera un bon moyen, car la production de bactéries dans un bioréacteur
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utilisant des bactéries modifiées serait un bon moyen, car la production de bactéries dans un bioréacteur
est économique. (Appl Microbio Biotechnol 2009 81:571 - 578). <br/>
est économique. (Appl Microbio Biotechnol 2009 81:571 - 578). <br/>
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<b>"Cobalt Buster" biofiltre. </b> Notre objectif est de faciliter la récupération des bactéries pleines de métal en induisant leur fixation sur un support solide  (<a href="https://2011.igem.org/Team:Lyon-INSA-ENS/Communication/PressReviewFr">Regarder le reportage de France 3</a>). Nous avons choisi de développer la propriété d'adhésion recherchée en utilisant les propriétés exceptionnelles des fibres amyloïdes curli. Lors d'une première approche, un opéron synthétique comprenant l'ensemble des gènes nécessaires à la production de curli sous contrôle d'un promoteur fort inductible par le cobalt a été conçu et synthétisé. Cette construction permet à E. coli K12 (MC4100, MG1655,
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<b>Le biofiltre "Cobalt Buster".  
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Nous avons choisi de développer la propriété d'adhésion recherchée en utilisant les propriétés exceptionnelles des fibres amyloïdes curli. Lors d'une première approche, un opéron synthétique comprenant l'ensemble des gènes nécessaires à la production de curli sous contrôle d'un promoteur fort inductible par le cobalt a été conçu et synthétisé. Cette construction permet à <i>E. coli</i> K12 (MC4100, MG1655,
NM522 ...) de se coller sur du polystyrène et du verre. L'adhésion est renforcée par la présence de
NM522 ...) de se coller sur du polystyrène et du verre. L'adhésion est renforcée par la présence de
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cobalt et devrait éviter toute croissance sans adhésion. Dans une seconde approche, une part permettant la surproduction constitutifs du  superactivateur de la synthèse de curli OmpR234 a été construit. En
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cobalt et devrait éviter toute croissance sans adhésion. Dans une seconde approche, une part permettant la surproduction constitutive du  superactivateur de la synthèse de curli OmpR234 a été construite. En
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activant les gènes curli situé dans le génome de base de E. coli K12, cette part permet d'augmenter l'adhérence des bactéries au polystyrène et au verre. Ces résultats nous amènent à discuter d'une possibles <a href="/Team:Lyon-INSA-ENS/Project/IndustrializationFr"><b> industrialisation </b> </a> avec la société Assystem et des perspectives de recherche et développement sur le sujet avec la société EDF.
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activant les gènes curli situés dans le génome de base de <i>E. coli</i> K12, cette part permet d'augmenter l'adhérence des bactéries au polystyrène et au verre. Ces résultats nous amènent à discuter d'une possible <a href="/Team:Lyon-INSA-ENS/Project/IndustrializationFr"><b> industrialisation </b> </a> avec la société Assystem et des perspectives de recherche et développement sur le sujet avec la société EDF.
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Latest revision as of 02:49, 22 September 2011









Le projet "Cobalt Buster"








Ingénerie chez E. coli au niveau de l'adhésion afin d'améliorer la bioremédiation




Biofilms et dépollution. Souvent associé à des maladies et un encrassement non voulu des surfaces, les biofilms ont un intérêt dans la bioremédiation, la biocatalyse ou comme biocarburant. Les procédés de bioremédiation utilisent la capacité microbienne naturelle à dégrader les substances organiques ou à modifier la spéciation des métaux en les immobilisant ou en les rendant volatils. De telles propriétés sont observées dans les écosystèmes naturels ainsi que dans des systèmes artificiels utilisés pour nettoyer les déchets solides ou liquides. L'intensité et la qualité de cette activité microbienne dépend de facteurs physiques et chimiques locaux, mais aussi de la voie de développement choisie par les bactéries (biofilm ou planton). La formation de biofilm est associée à la résistance à la plupart des biocides par divers mécanismes. L'adhésion est une propriété recherchée dans la plupart des processus de remédiation.



Stratégie: stimuler les capacités naturelles ! La liaison à la matrice extracellulaire, les pompes d'efflux et l'activation des transporteurs permettent la concentration et la séquestration des biocides, tels que les métaux. Le génie génétique permet de dynamiser ces activités et d'améliorer le traitement de la pollution dûe aux métaux, en particulier pour les métaux toxiques à faible concentration. Les procédés chimiques classiques utilisant des résines échangeuses d'ions sont alors économiquement inappropriés, et grâce à leur grande sélectivité, les micro-organismes sont très efficaces.



Biofiltres OGM pour le traitement des déchets nucléaires liquides. Le traitement des déchets nucléaires est une application prometteuse pour le traitement biologique des contaminations dûes aux métaux. Le confinement est en effet un obstacle majeur à l'utilisation d'organismes génétiquement modifiés pour le traitement des déchets. Les déchets radioactifs étant soumis à un traitement rigoureux et réglementé, l'utilisation des OGM dans ce contexte devrait être bien acceptée par la société. L'activité des centrales nucléaires modernes possédant des réacteurs à eau pressurisée génère des effluents radioactifs qui contiennent entre autres du cobalt radioactif. Le tube du circuit de refroidissement est composé d'un alliage d'acier riche en cobalt et nickel. Sous le bombardement de neutrons provenant du réacteur, ces métaux stables se changent en isotopes radioactifs.

En subissant un bombardement neutronique en provenance du réacteur, les métaux stables se transforment en 60Co (demi-vie = 5,3 ans) et 58Co (demi-vie = 71 jours). La capture du cobalt est intéressante du point de vue sanitaire puisqu'il représente un danger sous ses formes radioactive et stable (cancérigène) . Cela représente également un avantage sur le plan environnemental en évitant la contamination des eaux, des sols et des eaux souterraines. Bien qu'ayant une demi-vie courte, le cobalt 60 émet des rayons gamma de haute intensité , et se désintègre en nickel, élément stable, mais polluant.

La corrosion entraîne la solubilisation de ces produits d'activation, et la contamination de l'eau.



Capture sélective du cobalt. L'immobilisation contrôlée du cobalt radioactif est à la fois un enjeu sanitaire et environnemental important. Les produits d'activation sont normalement capturés en utilisant des résines échangeuses d'ions. Cela génère de grand volume de déchets solides en raison de la nature non spécifique des ions adsorbés. Dans ce contexte, une chercheuse faisant partie de l'équipe Lyon INSA-ENS a récemment construit une souche E.coli capable d'éliminer 85% du cobalt radioactif présent initialement sous forme de traces dans un effluent nucléaire simulé.

Un gène mutant des pompes d'efflux rcnA* de la bactérie E. coli a été conçu pour produire un transporteur avec une captation préférentielle pour le cobalt (Nicot). Le processus développé par Agnès Rodrigue et ses collègues indiens assure la décontamination du cobalt jusqu'à 0,5 ppm (8 nM dans 100 000L) avec seulement 4 kg de bactéries modifiées contre 50 kg avec une bactérie non modifiée ou 8,000 kg d'un polymère échangeur d'ions durant seulement deux fois une heure d'incubation. Ce genre de processus utilisant des bactéries modifiées serait un bon moyen, car la production de bactéries dans un bioréacteur est économique. (Appl Microbio Biotechnol 2009 81:571 - 578).
* rcnA = résistance au cobalt et au nickel

Toutefois, l'utilisation de ces bactéries fixatrices de cobalt doit être facilitée, avant d'envisager une application industrielle .

Le biofiltre "Cobalt Buster". Notre objectif est de faciliter la récupération des bactéries pleines de métal en induisant leur fixation sur un support solide (Regarder l'animation "Biofiltre"). Nous avons choisi de développer la propriété d'adhésion recherchée en utilisant les propriétés exceptionnelles des fibres amyloïdes curli. Lors d'une première approche, un opéron synthétique comprenant l'ensemble des gènes nécessaires à la production de curli sous contrôle d'un promoteur fort inductible par le cobalt a été conçu et synthétisé. Cette construction permet à E. coli K12 (MC4100, MG1655, NM522 ...) de se coller sur du polystyrène et du verre. L'adhésion est renforcée par la présence de cobalt et devrait éviter toute croissance sans adhésion. Dans une seconde approche, une part permettant la surproduction constitutive du superactivateur de la synthèse de curli OmpR234 a été construite. En activant les gènes curli situés dans le génome de base de E. coli K12, cette part permet d'augmenter l'adhérence des bactéries au polystyrène et au verre. Ces résultats nous amènent à discuter d'une possible industrialisation avec la société Assystem et des perspectives de recherche et développement sur le sujet avec la société EDF.







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