Le canal membranaire du T6SS : des preuves moléculaires à sa dynamique et à sa structure chez Acinetobacter baumannii
Bien que l’exploitation des capacités cellulolytiques microbiennes pour la conception biotechnologique et la conversion de la cellulose en composés d’intérêt présente un fort potentiel, des innovations sont nécessaires pour en réaliser le potentiel économique. Le projet FLAVOLASES vise à exploiter les Flavobactéries et leurs capacités de sécrétion uniques afin de générer des bactéries hautement cellulolytiques capables d’une sécrétion massive à la fois de cellulosomes artificiels et de CAZymes libres.
Les Flavobactéries (phylum Bacteroidota) utilisent un appareil de sécrétion très efficace appelé système de sécrétion de type IX (T9SS), une nanomachine polyvalente découverte récemment qui sécrète des dizaines d’enzymes différentes, de tailles variées (jusqu’à 670 kDa) et d’activités diverses, notamment des CAZymes. Il a été démontré qu’après fusion avec un domaine C-terminal spécifique et de petite taille, des enzymes différentes des substrats naturels peuvent être libérées de manière abondante et spécifique dans le milieu par le T9SS.
Dans le projet FLAVOLASES, nous cherchons à modifier génétiquement Flavobacterium johnsoniae afin d’en faire un nouveau biocatalyseur cellulolytique efficace, en exploitant le T9SS pour exporter des minicellulosomes et des cellulases libres, et à améliorer la sécrétion du phénotype cellulolytique nouvellement intégré grâce à l’évolution adaptative en laboratoire (ALE).
Dans son ensemble, le projet vise à mettre au point un système cellulolytique efficace, nécessaire à la conception de bioraffineries fondées sur la biomasse végétale. Il fournira également des informations importantes sur le mécanisme d’action du T9SS et sur les moyens d’utiliser et d’optimiser son efficacité pour sécréter des protéines d’intérêt, telles que des cocktails d’enzymes cellulolytiques ou des minicellulosomes utiles au traitement de la biomasse végétale dans des procédés industriels.
Partenaires :
• P1 : coordination, équipe Fierobe, LCB-CNRS-AMU, Marseille, Cellulases, cellulosomes synthétiques
• P2 : équipe Cascales, LISM-CNRS-INSERM-AMU, Marseille, Système de sécrétion de type IX et Flavobacterium
• P3 : équipe Tolonen, CEA-Genoscope-CNRS-Université Paris-Saclay, Évry-Courcouronnes, Activités CAZyme, fermentation de biomasse, évolution de souches
Flavolases project concept and progresses: Hijacking the Flavobacterium type IX secretion machinery for efficient cellulolytic activity (PEPR B-BEST AAPG 2024)
While harnessing microbial cellulolytic capabilities for biotechnological design and conversion of cellulose into desired compounds holds great potential, innovations are needed to realize its economic potential. The FLAVOLASES project aims to leverage Flavobacteria and their unique secretion capabilities to generate highly cellulolytic bacteria capable of massive secretion of both artificial cellulosomes and free CAZymes.
Flavobacteria (phylum Bacteroidota) use a highly efficient secretion apparatus called the type IX secretion system (T9SS), a versatile nanomachine recently discovered that secretes dozens of different enzymes with various size (up to 670 kDa) and activities, notably CAZymes. It has been shown that upon fusion with a specific and small C-Terminal Domain, enzymes different from the natural substrates can be abundantly and specifically released in the medium by the T9SS.
In the FLAVOLASES project, we seek to engineer Flavobacterium johnsoniae into a novel, efficient cellulolytic biocatalyst by exploiting the T9SS to export minicellulosomes and free cellulases, and to improve the secretion of the newly integrated cellulolytic system phenotype using adaptive laboratory evolution (ALE).
Altogether, the project aims to shape an efficient cellulolytic system necessary to plant biomass-based biorefineries design. Furthermore, it will also provide significant information on the T9SS mechanism of action and how to use and foster its efficiency to secrete desired proteins such as cellulolytic enzymes cocktails or minicellulosomes useful to treat plant biomass in industrial processes.
Partners:
• P1: coordination, Team Fierobe, LCB-CNRS-AMU, Marseille, Cellulases, synthetic cellulosomes
• P2: Team Cascales, LISM-CNRS-INSERM-AMU, Marseille, Type IX secretion system and Flavobacterium
• P3: Team Tolonen, CEA-Genoscope-CNRS-U Paris-Saclay, Évry-Courcouronnes, CAZyme activities, biomass fermentation, strain evolution
