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Concours iGEM

Isabelle Bellin - 21/11/2011

Une équipe d’étudiants grenoblois a participé au concours iGEM de biologie synthétique

L'équipe iGEM grenobloise au MIT

Après avoir décroché une médaille d’or au volet européen de la huitième édition du concours iGEM, les onze étudiants de master ont participé à la finale mondiale à Boston, face à 65 équipes de haut niveau. Le point d’orgue d’une expérience de neuf mois, fructueuse pour tous, même si leur système de détection et de dosage du mercure dans l’eau n’a finalement pas été récompensé.

« Si c’était à refaire, je recommencerais »  affirment d’une seule voix Félix Cicéron, biologiste et Jean-Baptiste Lugagne, ingénieur, membres de l’équipe Mercuro-coli. Curieux de découvrir la biologie synthétique, ils ont saisi l’opportunité en janvier 2010 de participer à un concours international, et de travailler en équipe pour associer biologie et modélisation.

À l’initiative d’Hans Geiselmann de l’université Joseph Fourier (UJF), Franz Bruckert (INPG), Robert Baptist (CEA) et Hidde de Jong du centre Inria  Grenoble-Rhône-Alpes, une équipe grenobloise participait pour la première fois au concours iGEM (International genetically engineered machines ) du Massachussetts Institute of Technology (MIT) destiné à promouvoir la biologie synthétique. Les équipes reçoivent des séquences génétiques avec lesquelles elles doivent concevoir des circuits génétiques fonctionnels.

« On était sept biologistes de l’UJF et quatre ingénieurs de l’INP Phelma (en biotechnologies et informatique), tous motivés , résume Félix. Autour de quelques bières et pizzas, on a appris à se connaître, cogité pour trouver un sujet commun, le faire valider par les professeurs, seuls capables d’évaluer la quantité de travail, on a aussi dû chercher des sponsors… »  Un point clé : il faut entre 40 000 et 50 000 euros pour rémunérer ces stagiaires qui travaillent sur leur propre sujet, payer les réactifs biologiques et les transports : « Un casse-tête !  Nous n’aurions pas pu nous lancer si l’UJF et les autres partenaires n’avaient pas pris en charge les frais de stage » reconnaît-il.

Pendant les deux premiers mois, répartis dans sept laboratoires, les étudiants ont eu quelques difficultés pour parler le même langage, apprendre à manipuler le matériel biologique, se l’échanger d’un laboratoire à l’autre, comprendre finalement qu’il valait mieux travailler avec les protocoles et le kit de réactifs de l’iGEM... Sans compter que certains n’ont pu se consacrer à l’iGEM que le soir. À partir de juin, les résultats commençaient à être probants.

Ils ont réellement pu travailler ensemble à partir de juillet dans une salle de TP de Phelma : deux mois pour faire les manips et les modèles avec l’appui des professeurs, pour réfléchir aux implications sociétales, passer quelques nuits blanches, puis préparer les posters et la présentation du concours européen d’Amsterdam (début octobre) et celui de Boston (début novembre) tout en suivant  les cours.

« Après les encouragements reçus à Amsterdam, on était confiants pour Boston , raconte Jean-Baptiste. On avait même confirmé nos résultats. On a été un peu étonnés et déçus de ne rien ramener. Nos travaux étaient à la hauteur, peut-être pas la présentation qu’on en a fait. » Il faut maintenant rattraper le retard scolaire. Mais la satisfaction d’avoir participé à cette expérience inédite est réelle. « Je me demande même si je ne vais pas m’orienter vers la biologie synthétique plutôt que vers le traitement du signal »  avoue Jean-Baptiste. Éloquent.

Trois questions à...

Portrait Delphine Ropers

Delphine Ropers, chargée de recherche dans l’équipe-projet Ibis (Inria Grenoble - Rhône-Alpes), coencadrante de l’équipe Mercuro coli


Qu’est-ce que la biologie synthétique ?

Delphine Ropers :  C’est une discipline récente de la biologie, qui connaît un engouement croissant depuis le début des années 2000. Elle consiste à concevoir, de façon rationnelle, de nouveaux systèmes biologiques artificiels, plus ou moins complexes (enzymes, bactéries, levures) que l’on programme pour les doter de fonctions qui n’existent pas dans la nature. Par exemple produire un médicament ou un biocarburant, détecter ou dégrader des substances toxiques,créer de nouveaux matériaux… Pluridisciplinaire par essence, la biologie synthétique tire parti des méthodes des sciences de l’ingénieur pour concevoir de nouveaux circuits génétiques - assemblage spécifique d’ADN choisi grâce à la modélisation numérique –, synthétiser ces circuits, les implémenter dans des organismes vivants puis les valider. C’est une approche qui associe modélisation et expérimentation biologique.

Quelle est la part de modélisation dans ces recherches ?

Delphine Ropers :  Elle est fondamentale. La modélisation permet de simuler les interactions complexes entre les différents composants clés des organismes vivants (cellules, gènes, protéines). On peut ainsi prédire le comportement de systèmes biologiques artificiels avant de les réaliser, s’assurer qu’ils développeront bien les fonctions prévues puis spécifier la conception des circuits. La modélisation permet aussi de mieux comprendre comment ces composants interagissent, de faire progresser la compréhension fondamentale des sciences du vivant. Inversement, les problèmes posés par la biologie nécessitent d’adapter les techniques de modélisation et de simulation.

Quelles sont les applications actuelles et futures ?

Delphine Ropers :  Beaucoup d’applications potentielles concernent la santé : l’ingénierie des tissus en médecine régénérative, des outils diagnostics, curatifs, etc. Parmi les succès, un système de diagnostic qui permet de suivre 400 000 patients atteints de Sida et d’hépatite ; un médicament contre la malaria - l’artémisinine -  désormais produit par une levure. Autres domaines : l’énergie (biocarburants avec de meilleurs rendements, hydrogène), les matériaux (polymères biodégradables), l’environnement (détection d’arsenic, de mercure…), l’agriculture (nouvelles plantes, substituts aux pesticides), autant de développements à mener sans oublier pour autant les questions d’éthique. Le projet Mercuro-Coli est bel et bien au cœur des thématiques clés.

Mots-clés : Inria Grenoble - Rhône-Alpes Biologie synthétique IGEM

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