Criblage Métagénomique Des Déhalogénases

**Criblage métagénomique des déhalogénases, nouveaux outils pour la dépollution de polluants perhalogénés (chlordécone, PFAs, PCAs, PBAs)**:

- Réf
- **ABG-115183**
- Sujet de Thèse- 12/06/2023- Contrat doctoral- INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON- Lieu de travail- Villeurbanne - Auvergne-Rhône-Alpes - France- Intitulé du sujet- Criblage métagénomique des déhalogénases, nouveaux outils pour la dépollution de polluants perhalogénés (chlordécone, PFAs, PCAs, PBAs)- Champs scientifiques- Biotechnologie
- Biochimie
- Biologie
- Mots clés- enzyme, FACS, criblage fonctionnel, organohalogénés, bioremediation**Description du sujet**:
**Contexte scientifique**:
Les composés organohalogénés (COH) font partie des nombreux produits chimiques organiques fabriqués et largement utilisés depuis plus d'un siècle dans les secteurs de l'industrie, militaire, de
l'agriculture et de la santé publique. Les composés chlorés, bromés et fluorés sont très persistants dans l'environnement, et leur utilisation généralisée dans l'agriculture ainsi que leur élimination sans précaution à proximité des zones habitées et des sources d'approvisionnement en eau entraînent une grave contamination de l'environnement et une forte exposition de l'homme. L'exposition aiguë/chronique à ces composés, même à de faibles concentrations, a été associée à plusieurs problèmes de santé chez les animaux sauvages et les êtres humains. Bien que leur production et leur utilisation aient été interdites il y a plusieurs années pour de nombreux composés, ils sont toujours détectés dans l'environnement à des concentrations significatives en raison de leur grande stabilité et de leur affinité pour la matière organique. C'est pourquoi de nombreux OHC utilisés auparavant comme pesticides (chlordécone, lindane,...) ou comme produits chimiques industriels (acide perfluorooctanoïque, hexabromocyclododécane,...) ont été classés comme polluants organiques persistants (POPS) par la convention de Stockholm.

Pour contrôler/réduire l'exposition humaine aux OHC, plusieurs méthodes sont actuellement
étudiées, notamment la réduction chimique in situ, la filtration sur charbon actif ou l'utilisation de
micro-organismes et d'enzymes dégradant les OHC. Toutes ces approches ont leurs avantages et
leurs inconvénients, mais l'utilisation d'enzymes est la seule qui offre à la fois une grande spécificité pour la molécule dégradée et une grande diversité de cibles putatives. La bioremédiation enzymatique a déjà prouvé son efficacité pour traiter les pesticides organophosphorés ou les pollutions par résidus médicamenteux. De même, l'utilisation d'enzymes capables de libérer l'atome d'halogène (déhalogénase) des OHC, réduisant ainsi potentiellement leur toxicité, pourrait s'avérer une approche prometteuse pour les OHC les plus réfractaires. **Nous émettons l'hypothèse que l'utilisation du criblage métagénomique fonctionnel à haut débit (HTS) permettra de contourner cet obstacle et conduira à l'isolement de nouvelles haloalcane déhalogénases actives contre de nouvelles cibles ou par de nouveaux mécanismes d'action.**

**Projet de thèse**:
Les études précédentes sur la dégradation des OHC ont utilisé des recherches de similarité de
séquence pour identifier de nouvelles déhalogénases, ce qui a permis d'identifier plusieurs nouveaux homologues, mais pas de nouvelles familles de déhalogénases. Pour contourner cette limitation et permettre la détection de nouvelles familles de déhalogénases, en particulier les déhalogénases réductrices, nous proposons une approche fonctionnelle dans le cadre du projet projet ANR MetHalo (2023-2026). Le criblage des déhalogénases sera effectué à l'aide d'une nouvelle approche que nous développons pour le criblage de grandes bibliothèques de gènes. Pour traiter un grand nombre de gènes, cette méthode utilise la cytométrie en flux. L'innovation repose sur l'utilisation d'une molécule indicatrice incorporée et métabolisée par les cellules sous une forme fluorescente si elle héberge l'activité recherchée. Ainsi, les clones positifs pour l'activités sont triés puis cultivés, clonés et caractérisés.
Le but de ce projet sera de cribler des banques métagénomiques pour isoler des gènes codant
pour des déhalogénases, puis de caractériser les enzymes produites et leurs spécificités de substrat.
Les banques seront construites avec de l'ADNg extrait d'échantillons collectés dans différentes zones contaminées par des alcanes polyhalogénés en Auvergne-Rhône Alpes/Guadeloupe, ainsi que des banques métagénomiques obtenues à partir d'environnements extrêmophiles. Ces dernières permettent d'accèder à des déhalogénases actives dans une gamme différente de températures, de pH et de salinités. Le sujet portera aussi sur le développement de nouvelles sondes fluorescentes pour la détectio