Projet Bactérie Verte

CONTEXTE

La construction de plasmides bactériens pour le clonage et l’expression de gènes a été l’un des facteurs-clé du développement des biotechnologies dans les années 1980. Les progrès dans le domaine de la biologie moléculaire ont rendu parallèlement les manipulations génétiques de plus en plus faciles. Ainsi, les étapes d’amplification, de recombinaison, de transfert et de sélection de séquences nucléotidiques spécifiques ont été optimisées, et sont aujourd’hui accessibles à de nombreux laboratoires, grâce à des kits commerciaux. Cependant, ces outils et les protocoles pour les mettre en œuvre ne sont souvent applicables qu’au seul modèle Escherichia coli. Cette espèce bactérienne présente de nombreux avantages tels qu’une croissance rapide, une sensibilité à de nombreux antibiotiques permettant la sélection et le maintien in vitro de vecteurs plasmidiques, la capacité à intégrer de l’ADN recombinant par transformation et une relative innocuité. Pour toutes ces raisons et parce que son potentiel génétique est l’un des mieux connus du monde bactérien, E. coli s’est imposée comme l’hôte microbien de référence en biologie moléculaire pour l’expression de gènes hétérologues. Les applications issues de ce modèle sont multiples, aussi bien en recherche fondamentale qu’en recherche et développement. A contrario, son utilisation à des fins biotechnologiques se trouve limitée par plusieurs facteurs dont le coût élevé des milieux de culture nécessaires à sa croissance. Bien que peu exigeante pour son développement, cette entérobactérie requiert en effet des nutriments complexes pour produire des biomasses suffisantes. La nécessité de recourir à des antibiotiques pour le maintien des vecteurs plasmidiques représente un autre obstacle à son utilisation à large échelle en biotechnologie. Produits relativement onéreux, les antibiotiques grèvent les coûts de production. Ils sont, par ailleurs, au centre d’une problématique écologique importante en raison de l’impact des rejets industriels sur la résistance des bactéries environnementales aux antibiotiques. Il est maintenant bien établi que les gènes de résistance aux antibiotiques, notamment ceux portés par les plasmides, circulent entre les bactéries environnementales, animales et humaines. Ces échanges génétiques sont à l’origine d’une perte progressive de la sensibilité des bactéries pathogènes aux agents anti-infectieux et d’échecs de plus en plus nombreux dans le traitement des infections nosocomiales et des infections communautaires humaines. Il convient aussi de souligner que les souches de laboratoire de E. coli restent capables d’échanger des gènes avec des bactéries intestinales de la même espèce (E. coli commensaux) ou d’autres entérobactéries (eg., Klebsiella pneumoniae, Enterobacter sp., Proteus sp.), d’où le risque potentiel de voir ces souches contribuer à l’évolution globale de la résistance aux antibiotiques. Enfin, parmi les faiblesses du modèle E. coli on peut citer son nombre limité de systèmes de sécrétion (Sec, TAT).