v2.8.0 (4333)

Mise en situation professionnelle - 1AG-MI-BIOINGENERIE : Bioingénierie des lipides: des gènes aux applications

Domaine > Ingénierie et santé : homme, bioproduits, environnement.

Descriptif

L’ingénierie génétique des cellules et organismes est un outil puissant pour orienter la fonction cellulaire vers la production de molécules d’intérêt, à usage pharmaceutique, alimentaire ou pour la chimie verte. Si ces molécules d’intérêt sont principalement des protéines pour les applications pharmaceutiques (hormones, antigènes vaccinaux, anticorps thérapeutiques…), elles ont des structures beaucoup plus variées dans leurs applications alimentaires (ingrédients) ou chimiques (synthons bio-sourcés). Parmi ces dernières, les lipides constituent une famille de molécules dont l’éventail des usages, longtemps cantonné au domaine alimentaire, s’est récemment élargi aux applications non alimentaires (biocarburant, lubrifiants, détergents, solvants, matériaux) grâce au développement de la chimie verte. Actuellement, les lipides utilisés sont très majoritairement des huiles végétales dont la qualité n’est pas toujours adaptée aux usages recherchés. Les procédés physico-chimiques ne permettent de modifier cette qualité que de manière limitée. L’ingénierie génétique des oléagineux conventionnels (plantes) ou non (levures, microalgues) ouvre la voie à une adaptation fine de la qualité des lipides produits.

Objectifs pédagogiques

Cette unité d'enseignement vise à présenter les enjeux nutritionnels et industriels des lipides et l'importance des approches d'ingénierie métabolique pour adapter la qualité des lipides à ces enjeux. L'un des objectifs majeurs du module est d'initier les étudiants à la conception et à la mise en oeuvre de stratégies d'ingénierie génétique. Elle offre pour cela une part très importante à l'apprentissage de la démarche expérimentale, à la fois sous la forme de travaux pratiques d'ingénierie génétique d'une levure oléagineuse et sous la forme d'un projet permettant aux étudiants de concevoir leur propre stratégie d'ingénierie génétique. Les enjeux et contraintes de la production industrielle en fermenteur seront également abordés. Ainsi, au travers de conférences, de projets et de travaux expérimentaux, les étudiants seront amenés i) à mieux comprendre les propriétés et les potentialités d'usage des lipides, en relation avec leur composition en acides gras; ii) à identifier les intérêts et les verrous de l'ingénierie métabolique des lipides; iii) à concevoir et mettre en oeuvre une stratégie d'ingénierie génétique d'une levure oléagineuse.

72 heures en présentiel

Soit 90 heures de travail global estimé pour l’étudiant.

effectifs minimal / maximal:

6/18

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

domaines ParisTech

Agro-Alimentaire.

Pour les étudiants du diplôme Ingénieur AgroParisTech

Aucun

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Parcours IAE forestier (ingénieur AgroSupDijon)

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 10

Le coefficient de l'UE est : 1

Pour les étudiants du diplôme Ingénieur AgroParisTech

Vos modalités d'acquisition :

1 - Projet d'ingénierie génétique : présentation orale des enjeux du projet et de la stratégie d'ingénierie métabolique élaborée en TD.
2 - Compte-rendu de TP (expérimentation, interprétation des résultats).
3 - Travail fourni individuellement lors des séances de TP/TD et assiduité.

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 10

Le coefficient de l'UE est : 1

Programme détaillé

1) Travaux expérimentaux

- Ingénierie génétique d'une levure oléagineuse (construction d'une souche modifiée par disruption ou ajout de gène);

- Suivi cinétique de culture;

- Analyses biochimiques de l'expression du transgène et de son effet sur la composition lipidique de la levure (mesure de l'efficacité de la modification génétique).

 

2 ) Cours

- Ressources oléagineuses actuelles et potentielles: atouts et faiblesses (1h30);

- Intérêt nutritionnel des lipides: acides gras et prévention de pathologies (4h30);

- Lipides et chimie verte (1h30);

- Lipides et qualité aromatique des aliments (1h30);

- Ingénierie métabolique (4h30): Ingénierie génétique des levures, Innovations biotechnologiques des plantes oléagineuses, ingénierie des levures oléagineuses;

- Production en fermenteur, extraction industrielle (1h30);

- Brevetabilité du vivant (1h30).

 

3) Projet d'ingénierie métabolique d'une levure

Les étudiants, répartis en groupes de 3-4 étudiants, devront concevoir une levure oléagineuse capable de produire une nouvelle molécule d'intérêt. Ils devront élaborer en détails une stratégie d'ingénierie génétique de la levure, proposer un mode de production de la molécule ciblée (conditions de culture, extraction) et justifier l'intérêt appliqué de cette molécule (marché, sources concurrentes). Pour répondre à cet objectif, les étudiants devront mobiliser les connaissances acquises en cours et lors des travaux expérimentaux. Ils disposeront également de données bibliographiques pour les aider dans le choix de la stratégie d'ingénierie métabolique.

 

Mots clés

Ingénierie génétique, biotechnologie, lipide, levure, plante oléagineuse, qualité

Méthodes pédagogiques

Travaux expérimentaux (42 h en laboratoire; 4,5 h de travail en groupe non encadré; 3 h pour les exposés oraux). Cours (18 h).

Support pédagogique multimédia

Oui

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