L'UMR 8030 « Génomique métabolique » est la structure de recherche du Genoscope.
Le Genoscope concentre son activité de recherche au sein de son UMR Génomique Métabolique (CEA/CNRS/Université d'Evry) qui compte environ 110 personnes dont 83 permanents incluant 34 chercheurs ou enseignants/chercheurs (CEA, CNRS ou UEVE). Au travers de différents projets, internes ou menés sous forme de collaborations nationales ou internationales, nous explorons la biodiversité des organismes par l'analyse de leur génome, participant ainsi de façon significative à l'exploration globale de l'arbre du vivant. L'unité développe des approches interdisciplinaires qui vont de la génomique à l'évolution «supervisée » des micro-organismes via la biologie moléculaire, l'ingénierie métabolique, la biochimie, la bioinformatique et la chimie analytique. Elle est impliquée dans plusieurs consortia internationaux tels que Tara Oceans (exploration métagénomique marine) et ERGA (catalogue génomique de la biodiversité Européenne).
L'unité est organisée en 6 laboratoires :
- Laboratoire d'Analyses Génomiques des Eucaryotes (LAGE, Dir Patrick Wincker)
- Laboratoire de Bio-informatique en Génomique et Métabolisme (LABGeM, Dir David Vallenet)
- Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité (LBGB, Dir Jean-Marc Aury)
- Laboratoire de Génomique et Biochimie du Métabolisme (LGBM, Dir Véronique de Berardinis)
- Laboratoire de Biocatalyse, Biorémédiation et Métabolisme Synthétique (L2BMS, Dir Anne Zaparucha)
- Laboratoire de Biologie Synthétique et Systémique (LiSSB, Dir Valérie Pezo)
Récemment, l'apparition de nouvelles technologies de séquençage a révolutionné la recherche en génomique donnant accès, non seulement à de nouveaux génomes appartenant à des domaines du vivant largement sous explorés mais aussi à l'étude globale de la biodiversité de consortia d'organismes issus de prélèvements environnementaux plus particulièrement les eucaryotes marins (projet TARA Oceans), les organismes du sol (projet MetaTAXOMIC), la flore bactérienne du tube digestif humain (projet metaHIT). Le déluge de données de séquences de novo s'accompagne aussi d'un accroissement du nombre de gènes dont les fonctions restent totalement inconnues. L'UMR du Genoscope a donc décidé d'étendre l'étude de la biodiversité des génomes à celle des réactions chimiques réalisées par le vivant, en s'attaquant à l'élucidation de la fonction des gènes de fonction inconnue par des approches systématiques souvent à grande échelle combinant génomique et validation expérimentale (ex : projets BKACE). L'exploitation des données de séquençage et l'identification des fonctions biologiques qui en résulte, notamment en biocatalyse, en biologie de synthèse via la diversification des capacités chimiques du vivant, a ouvert de nouveaux horizons de développement dans les biotechnologies industrielles. Dans une perspective de développement durable, l'unité recherche des solutions biologiques en synthèse chimique pour contribuer au paradigme de la chimie verte qui vise à réduire l'utilisation des combustibles fossiles, la pollution et la consommation d'énergie.
La recherche se décline à travers de plusieurs thématiques souvent interconnectées :
- La génomique évolutive et comparative des génomes procaryotes et eucaryotes avec des approches méta-omiques pour étudier les communautés (par exemple le projet mondial Tara Ocean qui étudie les consortia d'organismes dérivés d'échantillons environnementaux marins).
- Méthodes bioinformatiques pour l'assemblage, l'annotation et l'analyse comparative de génomes eucaryotes et l'annotation experte des génomes prokaryotes via la plateforme MicroScope.
- Approches in silico et expérimentales pour l'élucidation de la fonction des gènes de fonction inconnue par la découverte de nouvelles activités enzymatiques, de nouveaux métabolites et découverte/complétion de voies métaboliques. L'unité s'intéresse aussi dans un objectif de biorémédiation à l'identification des voies de dégradation de molécules récalcitrantes comme la chlordécone .
- Interactions entre le méthylome, le transcriptome et la virulence/adaptation bactérienne pour mieux comprendre les acteurs clés et les voies épigénétiques pour des imaginer des traitements plus efficaces contre certains pathogènes bactériens.
- Exploration in silico et expérimentale à grande échelle via une plateforme de criblage enzymatique de la diversité métabolique des micro-organismes pour l'identification de nouveaux biocatalyseurs et exploitation de leur chimie pour des applications en chimie de synthèse.
- La diversification de la chimie des organismes vivants par des approches de biologie synthétique et d'ingénierie métabolique pour l'assimilation des molécules en C1 , la valorisation de la biomasse par des microorganismes pour produire des molécules d'intérêt biotechnologique ou la xénobiologie pour créer de nouveaux châssis bactériens dotés d'un système d'information génétique artificiel.
- Reconstitution des programmes de régulation génique participant à l'architecture morpho-espace des tissus par des approches de biologie des sytèmes : étude de l'évolution des cellules par leur étude spatio-temporelle combinant des stratégies de culture d'organoïdes cérébraux 3D avec des données de génomiques fonctionnelles (équipe LiSSB/Sysfate).
L'UMR est intégrée dans les laboratoires de l'Université Paris Saclay et participe à trois Graduate School : BIOSPHERA, LIFE SCIENCE AND HEALTH (LSH) et CHIMIE. Elle participe par ses travaux aux Objets interdisciplinaires MICROBES et LivingMachine@Work.