Un partenariat avec Lesaffre pour innover dans le domaine de la fermentation

La collaboration entre Lesaffre, acteur majeur de la fermentation, et le Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule (LBMC, CNRS / ENS de Lyon), remonte à 2021. Les partenaires franchissent aujourd’hui une nouvelle étape en lançant le projet « Analyses génomiques de la levure du boulanger ». L’objectif avec la mutualisation de leurs expertises dans le domaine des analyses génomiques, est de développer des outils pour l'analyse transcriptomique1  des souches de levures. Lesaffre pourrait ainsi bénéficier d’ici 2024 de nouvelles méthodes d’analyse à très haut débit et de méthodes informatiques permettant d’explorer les profils transcriptomiques et génomiques de milliers de souches de levure, en s’appuyant sur un équipement de pointe – la biofonderie – installée au sein du nouveau Campus Lesaffre à Marcq-en-Baroeul (Nord). 

Un projet né de la rencontre entre intérêts privés et publics 

Le champ de la génomique a été totalement révolutionné ces dernières années par l’arrivée des techniques de séquençage à haut débit NGS2  (pour Next Generation Sequencing). Les données produites par NGS sont volumineuses et leur analyse nécessite des outils bio-informatiques dédiés. Des méthodes génériques sont disponibles dans la communauté scientifique internationale, mais leur utilisation exige une implémentation logicielle spécifique à chaque application et à chaque équipement. 

Le LBMC développe actuellement une nouvelle méthode d’analyse transcriptomique à très haut débit dont l’ambition est de pouvoir quantifier, en une seule expérience de quelques jours, le profil transcriptomique de milliers de souches de levure. Ce développement implique la mise en place de protocoles expérimentaux innovants et le développement de logiciels spécifiques d’analyse de données NGS. 

De son côté, Lesaffre mène depuis plusieurs années des recherches génétiques et génomiques permettant de comprendre les propriétés physiologiques, cellulaires et métaboliques de micro-organismes, et en particulier des levures. Lesaffre dispose de l’une des plus importantes collections privées de souches de levure, que l'entreprise compte bien enrichir et dont elle souhaite explorer tout le potentiel. Les équipes de R&D de Lesaffre s’attachent à dresser la carte d’identité de chaque souche afin de les classifier et d’établir leur description détaillée. Au-delà de la caractérisation du génome, Lesaffre entend également explorer les réponses cellulaires des levures aux mutations et aux conditions environnementales. 

« Grâce à la biofonderie installée au sein du Campus Lesaffre, les équipes de R&D sont capables de séquencer à haut débit des souches de levures. Mais il est indispensable de disposer de nouvelles méthodes d’analyse transcriptomique haut débit. Grâce à cette collaboration entre l’équipe spécialisée dans la « Complexité génétique des systèmes vivants » au sein du LBMC et les experts Lesaffre, des protocoles expérimentaux innovants et des outils logiciels nécessaires à ces analyses à grande échelle pourraient naître d’ici un peu plus d’un an » déclare Mathieu Clément-Ziza, Chef d’équipe Data Science et Biologie Computationnelle au sein de la R,D&I chez Lesaffre. 

Des objectifs partagés 

L’objectif principal du projet sera d’obtenir un pipeline d’analyse génomique produisant une « carte d’identité » fine de n’importe quelle souche de levure à partir de données brutes NGS issues du génome de cette souche. Ce logiciel sera utilisé par Lesaffre pour caractériser des souches industrielles et par le LBMC pour suivre des mutations fonctionnelles de souches de laboratoire lors de tests d’activité moléculaires et cellulaires fondamentales. Ce projet permettra également à Lesaffre d’implémenter la transcriptomique à haut débit dans divers projets d’exploration fonctionnelle. 

Le volet expérimental est pris en charge par trois experts au sein du LBMC, et la conception logicielle nécessite l’implication d’une personne supplémentaire. Dans le cadre du Plan gouvernemental France Relance, Lesaffre et le CNRS ont pu renforcer leurs liens au travers d’un contrat de recherche collaborative public-privé dont l’une des spécificités est de soutenir l’emploi des jeunes. Ainsi, pendant deux ans, un ingénieur biologiste computationnel partagera son temps entre Lesaffre et le CNRS pour développer ces outils logiciels complexes.

« Nous avons pu construire un partenariat solide qui servira aussi bien les projets de Lesaffre que les travaux menés par nos équipes au sein du CNRS. La mutualisation des expertises, les échanges constructifs et l’esprit collaboratif que nous entretenons avec Lesaffre sont la recette qui nous permet de franchir audacieusement les étapes de ce projet », déclare Gaël Yvert, directeur de recherche CNRS au LBMC. 

• 1La transcriptomique est une technique de biologie moléculaire qui permet d'étudier l'ensemble des ARN produits par les gènes d'une cellule ou d'un organisme. Elle permet de décrire les réponses des cellules aux différents stimuli, tels que les perturbations environnementales, les maladies, les traitements médicaux, les changements de température, etc.  Appliquée à la fermentation, la transcriptomique permet de comprendre comment les micro-organismes utilisés dans la fermentation régulent la production de produits désirés tels que les métabolites, les enzymes et les protéines.
• 2Le séquençage à haut débit ou next-generation sequencing (NGS) est une méthodologie moléculaire qui permet le séquençage rapide de milliers à des millions de molécules d'ADN ou d'ARN simultanément, en déterminant l'ordre unique et spécifique des bases des acides nucléiques.