Modélisation de système synthétique pour la production de biohydrogène.

Doctorant : Nicolas FONTAINE
Directeur de thèse : Brigitte Grondin-Pérez, Professeure, Université de La Réunion
co-directeur de thèse : Bernard OFFMANN , Professeur Université
Financement : Région Réunion
Date de la soutenance : mercredi 30 septembre 2015, 14h00
Modalité :
Jury :
  • Président de jury : Frédéric Cadet, Professeur, Université de La Réunion
  • Rapporteur : Christine Sinoquet, Maître de Conférences HDR, Université de Nantes
  • Rapporteur : Jean-Loup Faulon, Directeur de Recherche, Université d'Evry Val d'Essone
  • Directeur de thèse : Brigitte Grondin-Pérez, Professeure, Université de La Réunion
  • co-directeur de thèse : Bernard OFFMANN , Professeur Université

L’hydrogène est un candidat viable pour la prochaine génération de carburant grâce à sa den- sité d’énergie élevée et à son caractère non polluant lors de la phase de production d’énergie. La production biologique à partir de microorganismes capable de synthétiser l’hydrogène, souffre actuellement de faibles rendements de production car les cellules doivent maintenir différentes activités cellulaires, autres que la production d’hydrogène, afin de survivre. Pour répondre à ce problème, des chercheurs ont exploré l’assemblage synthétique d’enzymes in vitro dans des systèmes acellulaires ayant des fonctions spécifiques. Un tel système synthétique acellulaire a été conçu en combinant 13 différentes enzymes pour la synthèse de l’hydrogène à partir de différents composés cellulosiques dont le cellobiose. Cet assemblage a un meilleur rendement que les systèmes basés sur l’exploitation de microorganismes. Nous avons utilisé des méthodes basées sur la résolution d’équations différentielles pour étudier comment les conditions initiales et les paramètres cinétiques des enzymes influençaient la productivité d’un tel système, et pour identifier, à travers des simulations, les conditions optimisant la production d’hydrogène à partir de cellobiose comme substrat. En outre, si les paramètres cinétiques des enzymes constitutives d’un tel système ne sont pas connus, nous avons montré comment, en utilisant des réseaux de neurones artificiels, il est possible d’identifier d’autres modèles qui permettent d’avoir une idée de la cinétique de la production d’hydrogène. Au cours de notre étude sur le système utilisant le cellobiose, d’autres assemblages acellulaires ont été conçus pour produire de l’hydrogène à partir de différentes matières premières. Intéressé dans la reconstruction de systèmes synthétiques, nous avons décidé de concevoir divers outils pour aider à l’automatisation de l’assemblage et de la modélisation de ces nouveaux réseaux synthétiques. Ce travail démontre comment la modélisation peut aider dans la conception et la caractérisation des systèmes acellulaires en biologie synthétique.


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