L’engagement du Genoscope et de son unité de recherche dans la thématique large des énergies a débuté en 2017 via la participation de Marcel Salanoubat, alors directeur de l'UMR de Génomique Métabolique, aux DoORS1 « énergies » et surtout « biofuels » dont il a été le « pilote » .
Plusieurs implications au sein de différentes initiatives CEA (consortium CEA pour le projet SUNRISE, la maille NTE2 en 2019, le groupe de travail Fermeture du Cycle de Carbone/FCC, de la mission « vision intégrée de l'énergie » …) s'en sont suivies, faisant du Genoscope un acteur pleinement actif dans le récent programme ECC (Economie Circulaire du Carbone) du CEA.
Ceci se traduit notamment par sa participation à la rédaction de documents stratégiques, aux rencontres avec des acteurs extérieurs (ENGIE, Chinese Academic Society), à la participation à des discussions/présentations d'activités intra CEA (« Eat and Bench » ʺEnergies"3, webinaires du programme…), à des échanges d'idées avec les responsables du programme. La représentante du Genoscope pour cette thématique est désormais la chercheuse Carine Vergne-Vaxelaire.
Au vu des expertises et activités de recherche, le Genoscope se positionne dans l'axe « biologie » de la thématique ECC. À L'heure actuelle, deux laboratoires sont impliqués dans la thématique ECC :
Il est prévu que d'autres laboratoires soient plus impliqués dans les années à venir, en particulier pour la recherche de nouveaux gènes/voies dans les données (méta)génomiques. Ces activités multidisciplinaires seront intensifiées dans les années à venir avec un renforcement des forces vives dédiées à ces projets se basant entre autre sur l'exploitation des données (méta)génomiques. A l’horizon 2025, il est prévu de doubler les effectifs sur cette thématique.
Les travaux de recherche ECC sont axés sur l'ingénierie métabolique de souches microbiennes comme organismes châssis (Escherichia coli, Méthylobacterium extorquens, Clostridium phytofermentans (Cphy). L'objectif est, à terme, de faire produire à ces souches des molécules cibles du programme ECC, uniquement à partir de substrat CO2 (ou dérivés C1 directement issu de ce CO2) ou de biomasse (cas de Cphy) et d'énergies bas-carbone.
La démarche consiste, une fois les outils génétiques développés et validés sur ces organismes châssis, à modifier et/ou insérer les gènes/voies métaboliques requises pour permettre la production de molécules cibles. Les dispositifs d'évolution continue (GM3) développés en collaboration entre le Genoscope et Philippe Marlière (brevet R. Mutzel et P. Marlière), représentent un atout pour ces projets en permettant d'optimiser ces souches modifiées (résistance aux fortes concentrations de molécules entrantes ou produites, amélioration des rendements,...).
La thèse de Marion Schultz financée dans le cadre de l'appel FOCUS FCC s'inscrit dans cette approche. Le projet consiste à doter la bacterie Escherichia coli de la capacité à former sa biomasse avec le CO2 en utilisant l'hydrogène moleculaire comme source d'énergie. Le changement de tropisme de cette souche hétérotrophe vers l'autotrophie permettra des applications biotechnologiques nouvelles, en profitant des caractéristiques de croissance et de la malléabilité génétique très favorables de cet organisme. Ce projet s'effectue en collaboration avec l'équipe de Christine Cavazza4 à Grenoble.
1 : documentation d'orientation stratégique de la DRF (Direction de la Recherche Fondamentale du CEA)
2 : Nouvelle Technologie de l'Energie (retrouvez les présentations des mailles sur l'intranet)
3 : Ces « Eat and Bench » sont organisés par le Service Bibliométrie Etudes Marketing de la Direction de la Valorisation du CEA
4 : Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux au sein de l'IRIG (Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble)