Conduite et optimisation de processus de fermentation : quantification en ligne de la synthèse de protéines recombinantes par mesure de bioluminescence

par Isabelle Trezzani

Thèse de doctorat en Sciences. Génie des procédés

Sous la direction de Joseph Lieto.

Soutenue en 2001

à Lyon 1 .

Le président du jury était Joseph Lieto.


  • Résumé

    Pour optimiser en ligne un processus de fermentation, il convient de connaître l'état physiologique des cellules responsables de la production. L'objectif de cette étude était la mise au point d'un système de fermentation automatisé, capable de contrôler la synthèse d'un produit au niveau intracellulaire par une simple mesure de bioluminescence. Le présent travail est le résultat de recherches transdisciplinaires impliquant des compétences en biologie moléculaires, fermentation, génie des procédés et modélisation. Nous avons construit un plasmide recombinant? Il contient un promoteur inductible par l'arabinose, Pbad, sous le contrôle duquel ont été ajoutés le gène lacZ codant l'enzyme modèle β-galactosidase, et les gènes nécessaires à une émission de bioluminescence sans ajout de substrat particulier (lux CDABE issus de Photorhabdus luminescens). Ce plasmide est introduit dans une souche d'Escherichia coli ne consommant pas l'arabinose (MC41000[Delta]ara), et les cellules recombinantes sont cultivées dans un multi-micro-fermenteur (MMF) équipés d'un capteur de turbidité en ligne. Nous avons élaboré un capteur de bioluminescence original, également en ligne, et nous l'avons ajouté au système de fermentation. Les conditions de culture ont été optimisées pour répondre aux objectifs d'établissement d'un premier modèle de suivi. Nous avons sélectionné un milieu minimum contenant 2 g/L de glycérol, et nous avons obtenu une corrélation entre les productions de lumière et d'enzyme. Un essai en milieu industriel donnant de hautes densités cellulaires a montré que le suivi par la mesure de bioluminescence était plus complexe, mais possible. L'objectif est de connaître la quantité de protéine recombinante présente à chaque instant dans le bioréacteur, au moyen d'un modèle la reliant à la quantité de lumière mesurée et à la biomasse. Ce modèle dont nous donnons une première ébauche permettra d'optimiser et de contrôler le processus de fermentation.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (191 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 186-189

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 50/210/2001/116 BIS
  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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