Valorisation des lipides de levure oléagineuse en les convertissant en rhamnolipides par approche de biologie synthétique

Les rhamnolipides (RL) sont les glycolipides intéressants car ils ont des applications potentielles, en particulier dans le domaine médical, la protection des aliments, la biorestauration et dans les industries pétrolières. Les applications biomédicales des RL sont particulièrement intéressantes. Les RL ont des activités larvicides, insecticides et répulsifs contre la moustique Aedes egypti, le vecteur de nombreux virus pathogènes. De plus, les RL ont des activités antibactériennes contre de nombreux agents pathogènes aux humains comme Enterobacter aerogenes, Serratia marcescens et Klebsiella pneumonia. Les RL ont aussi d’excellentes activités antiadhérentes contre les agents pathogènes produisant des biofilms contaminant les cathéters et les prothèses, et ont montré qu’elles accéléraient la guérison des plaies cutanées ouvertes comme les brûlures et les ulcères cutanés.
De manière surprenante, de nombreuses structures, homologues et congénères, de RL ont été identifiées dans différents microbes qui étaient chacun associés à des bioactivités différentes. L’incroyable richesse en bioactivités de la famille des RL a incité les chercheurs à rechercher davantage de nouveaux microbes produisant de nouveaux RL avec des bioactivités potentiellement nouvelles. Néanmoins, le taux de découverte de RL a ralenti au cours des dernières décennies et l’approche de dépistage actuellement utilisée a abouti à l’identification redondante de producteurs de RL déjà connus. Cette limitation est attribuée au fait que les approches de dépistage actuellement utilisées reposent sur la culture de microbes environnementaux avant les cribler pour la production de RL, ce qui implique que la majorité des producteurs de RL passeraient non identifiés, car seuls les microbes cultivables sont criblés.
Dans cette étude, nous proposons une nouvelle approche pour contourner les limitations qui entravent la découverte des RL. Cela implique les applications de l’extraction de génomes et de métagénomes pour de nouveaux gènes impliqués dans biosynthèse des RL couplés à l’expression hétérologue de ces gènes dans un hôte non pathogène, et suivi par d’analyses métabolomiques ciblées et non ciblées pour la détection des RL. L’hôte choisi est la levure oléagineuse Yarrowia lipolytica. Cette levure a été spécifiquement choisie pour sa nature oléagineuse où elle peut accumuler des lipides à plus de 30% de son poids sec. Cela implique que cette levure est riche en précurseurs lipidiques nécessaires à la biosynthèse des RL. De plus, cette levure atteint des biomasses élevées dépassant 100 g / L et est généralement considéré comme un organisme « GRAS ». Fait intéressant, cette levure peut croitre sur diverses protéines et déchets industriels comme source de carbone et dans des conditions diverses et difficiles.
Ce projet est innovant dans son approche, son idée et son produit. Il vise la biosynthèse de nouvelles RL ayant des applications médicales potentielles dans une hôte de levure oléagineuse. Le résultat attendu de ce projet est le développement de nouveaux RL ayant de nouvelles bioactivités potentielles et des applications médicales.