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Implémenter la boite à outils génétique chez la levure Yarrowia lipolytica

En plein essor, la biologie synthétique ouvre de nouvelles perspectives telles que celle de faire produire par des microorganismes des composés organiques à haute valeur ajoutée et ce à partir de ressources renouvelables. Dans ce contexte, Yarrowia lipolytica est une levure non conventionnelle tout particulièrement intéressante car elle a la capacité de produire et d’accumuler les lipides en quantités importantes. Pour proposer des alternatives durables aux procédés traditionnels de la chimie du pétrole, il est primordial d’étendre la gamme des produits que peut synthétiser cette levure, ce qui  nécessite souvent la modification ou l’implémentation de nouvelles voies métaboliques dans la levure. Il est donc crucial de développer de nouveaux outils d’ingénierie génétique pour cette levure pour optimiser son formidable potentiel.

Résumé

Nous avons continué le développement de ciseaux moléculaires pour Yarrowia lipolytica et ajouté le système CRISPR/Cas9 dans la panoplie des outils génétiques à notre disposition [1]. Non seulement, nous avons démontré la grande efficacité du système CRISPR/Cas9 chez cette levure, mais nous avons surtout  élaboré des plasmides génériques facilement reprogrammables et simples d’utilisation. Ainsi, l’obtention d’une souche modifiée ne prend plus qu’une semaine. Par ailleurs, nous avons démontré la précision des modifications introduites par des séquençages complets de souches pré et post édition.

Ce  système a déjà  été utilisé avec succès pour caractériser le rôle d’une élongase [2]. Nos travaux se poursuivent  pour réaliser de la  mutagénèse dirigée in vivo sur des protéines endogèneset pour cibler plusieurs gènes de façon simultanée.  En parallèle, pour compléter ce système (très performant pour déléter ou modifier des activités déjà présentes dans la levure), nous travaillons à la mise au point de différentes méthodologies pour introduire simultanément plusieurs gènes soit à l’aide de plasmides navettes [3] soit par l’introduction simultanée de multiples gènes par assemblage in vivo.  

Perspectives

Les outils génétiques pour l’édition du génome de Yarrowia lipolytica ont évolués pour offrir un éventail de possibilités allant de la construction de banque de mutants à l’implémentation de voies métaboliques originales dans des délais très courts. En couplant les différentes approches développées au laboratoire, nous sommes désormais en mesure de construire de nouvelles souches en une semaine.

Partenaires

Ces résultats visant à développer l’utilisation de CRISPR/Cas9 pour Yarrowia lipolytica ont été obtenus dans le cadre du projet précompétitif TWB CRISPY. Il réunit plusieurs partenaires dont l’institut MICALIS (Cécile Neuvéglise), et deux équipes du LISBP (EAD1 – Florence Bordes  et EAD15 - Fayza Daboussi).  

Références 

[1]          V. Borsenberger, D. Onésime, D. Lestrade, C. Rigouin, C. Neuvéglise, F. Daboussi, F. Bordes, Multiple Parameters Drive the Efficiency of CRISPR/Cas9-Induced Gene Modifications in Yarrowia lipolytica, J. Mol. Biol. (2018). doi:10.1016/j.jmb.2018.08.024.

[2]          C. Rigouin, C. Croux, V. Borsenberger, M. Ben Khaled, T. Chardot, A. Marty, F. Bordes, Increasing medium chain fatty acids production in Yarrowia lipolytica by metabolic engineering, Microb. Cell Factories. 17 (2018) 142. doi:10.1186/s12934-018-0989-5.

[3] Z. Guo, J. Robin, S. Duquesne, MJ. O’Donohue, A. F.Marty, Bordes Developing cellulolytic Yarrowia lipolytica as a platform for consolidated bioprocessing of cellulose to valuable products. Biotechnol Biofuels (2018) 11:141.

 

Contacts

Florence Bordes : bordes @ insa-toulouse.fr