Exploration, exploitation, diversification de la chimie des organismes vivants

La biocatalyse est un des axes de la chimie verte.
En utilisant les catalyseurs du vivant, les enzymes, il est possible d’accéder à des réactivités inhabituelles ou inexistantes en chimie conventionnelle, dans des conditions compatibles avec la préservation de l’environnement. Une étape biocatalytique peut alors se substituer de façon efficace à une étape dans un processus existant mais plus avantageux encore, les réactivités particulières des enzymes permettent de dessiner de nouvelles voies de synthèse ou de déconstruction en enchaînant plusieurs étapes biocatalytiques pour un accès plus rapide et plus efficace aux produits d’intérêt. Dans l’unité, nous participons à la thématique transverse autour de l’Economie Circulaire du Carbone.
Nous recherchons de nouveaux biocatalyseurs en explorant la biodiversité par différentes approches et outils bioinformatiques (Plateforme de Criblage des Activités de Bioconversion, LABGEM, LAGE).

La sélection au laboratoire et la compréhension de processus de dégradation bactérienne de composés polluants d’origine anthropique permet d’envisager des applications ultérieures en bioremédiation.

L’équipe possède une longue expertise dans l’exploration de la biodiversité de milieux naturels contaminés, illustrée par la mise en évidence de la dégradation microbienne d’un pesticide persistant (la chlordécone) en conditions anaérobies, et se diversifie vers d’autres cibles émergentes et des approches d’ingénierie génétique.

Une deuxième thématique majeure concerne la pollution plastique marine et la recherche de polymères d’origine microbienne satisfaisant à des objectifs d'éco-conception.

L'équipe construit et/ou sélectionne des microorganismes doués de capacités métaboliques nouvelles pour des objectifs applicatifs en mettant en œuvre les techniques d'ingénierie métabolique et d'évolution in vivo :

- Amélioration de biocatalyseurs d'intérêt pour la chimie organique de synthèse,

- Acclimatation de composés non naturels comme métabolites essentiels et modification du répertoire chimique des microorganismes pour une biodiversité artificielle confinée,

- Implémentation et amélioration de voies métaboliques pour l'utilisation de ressources carbonées à un atome de carbone (formiate, CO2).

De façon générale, la réalisation de ces projets exploite le principe de sélection génétique.​

Le réseau PLASTnet du CEA a été créé pour favoriser l'émergence sur le marché de polymères durables comme alternatives aux plastiques pétrosourcés pour limiter l’impact sur l'environnement et la santé humaine, en développant des approches scientifiques et technologiques transverses qui intègrent l'analyse du cycle de vie (ACV) des matériaux afin de transformer les procédés industriels et de favoriser une transition sociétale.