Service d'ingénierie génétique bactérienne (SIG.b)

La plateforme SIG.b conçoit et met en œuvre des approches de génétique moléculaire bactérienne de manière à répondre spécifiquement aux problématiques des équipes de recherche. Pour cela, elle développe et construit des outils d’ingénierie, combinant des outils d’ingénierie conventionnels, avec des outils dérivés des systèmes CRISPR, tels que le clivage des acides nucléiques ou l’adressage de fonctions spécifiques de modifications de l'ADN. Ces outils sont adaptés aux souches bactériennes proposées, qu’il s’agisse de souches modèles ou non, pathogènes ou cliniques.

Selon les besoins et la nature des souches utilisées, la plateforme effectue d’abord une analyse bibliographique approfondie, lui permettant de proposer une ou plusieurs stratégies d’édition ou de criblage du génome avec des outils disponibles en interne et sur le marché. S’il s’agit d’une souche non modèle, la plateforme met au point les conditions de culture, de suivi de croissance et de dénombrement, développe les outils appropriés et définit les protocoles nécessaires à l’introduction de ces outils dans les bactéries. Des criblages phénotypiques peuvent aussi être réalisés grâce à des librairies plasmidiques permettant la surexpression génique, l’atténuation transcriptionnelle ou la mutagénèse au niveau populationnel. Les souches modifiées ou sélectionnées sont vérifiées par séquençage génomique.

La plateforme fonctionne sur un mode collaboratif avec des équipes de laboratoires publics ou privés, français ou étrangers. Elle est par ailleurs à même de former les membres des équipes partenaires à distance ou sur site. 

Expertises et services

• Microbiologie : culture de bactéries, transformation, conjugaison et transduction, ingénierie de souches bactériennes, modèles ou non, pathogènes ou non, telles que Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae et agalactiae, Mycobacterium smegmatis et tuberculosis,
• Edition de génomes : mutation ponctuelle, délétion, insertion (tag) et échange allélique, recombinaison homologue ou spécifique de sites, réparation et contre-sélection CRISPR de clones non modifiés, mise à profit de machineries endogènes et exogènes,
• Régulation génique : atténuation transcriptionnelle (CRISPRi) et surexpression,
• Criblage génomique : recherche de gènes essentiels, criblage fonctionnel aléatoire ou ciblé,
• Développement d’applications de la technologie CRISPR : inhibition stérique, activation transcriptionnelle, localisation, adressage spécifique de fonctions accessoires, clivage d’ADN simple ou double brin et édition de bases sur l’ADN ou l’ARN,
• Bioinformatique : identification de mutations, assemblage de génomes post-séquençage NGS,
• Formation d’équipes collaboratrices en cours de projet,
• Formation, en partenariat avec CNRS Formation Entreprise, à l’utilisation de la technologie CRIPR pour moduler l’expression génique chez les bactéries et à l’ingénierie du génome associée à CRISPR pour générer des mutations sans cicatrices.

Moyens et équipements

• Laboratoires de sécurité microbienne de niveaux 1, 2 et 3,
• Équipements classiques de microbiologie et de biologie moléculaire,
• Collections de souches d’Escherichia coli : gènes inactivés (KEIO), gènes surexprimés (ASKA) et gènes étiquetés (SPA tag),
• Librairies de gRNA pour CRISPRi, librairie de plasmides pour la surexpression de gènes et transposon Tn-Seq (Mariner),
• Outils de génétique et de biologie moléculaire : plasmides, enzymes de modification de l'ADN et de l’ARN, recombinases, protéines Cas natives et modifiées, rapporteurs, marqueurs de contre-sélection et gènes de résistance.

Comment soumettre un projet ?

La plateforme SIG.b est ouverte à la communauté scientifique, académique et privée. Les demandes de collaboration doivent être adressées par mail à Catherine Turlan, responsable du service, avec une courte description du projet. Une réunion vous sera proposée dans les plus brefs délais afin de définir la problématique, ainsi que la souche bactérienne à utiliser, le niveau de sécurité associé et les outils à exploiter ou à développer. Une analyse bibliographique approfondie et personnalisée sera réalisée pour évaluer la faisabilité du projet et vous proposer une stratégie adaptée. Les modalités de déroulement du projet seront alors précisées, avec des informations sur le personnel impliqué, les besoins en formation, la durée des expérimentations, le financement et la valorisation des résultats. La partie expérimentale du projet sera lancée après la signature d’un accord. Des réunions de travail régulières seront programmées en visioconférence ou sur site.

Exemple d'utilisation

Caractérisation de transporteurs de métaux de transition chez Mycoplasma gallisepticum

L'équipe MycoMet au Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM) du Centre de biologie intégrative (CBI) de Toulouse, cherche à décrypter les mécanismes de maintien de l’homéostasie des métaux essentiels à la survie de Mycoplasma gallisepticum, pathogène des oiseaux. Grâce à des analyses phylogénétiques et biochimiques, des transporteurs de métaux ont été identifiés, mais leur rôle physiologique et leur caractère essentiel restent à définir.

Dans le cadre de ce projet, la plateforme SIG.b est chargée de mettre au point les conditions de dénombrement, de suivi de croissance et de culture en milieu défini de M. gallisepticum S6, une souche dont les besoins nutritionnels sont encore peu caractérisés. En parallèle, SIG.b conçoit et met en œuvre diverses approches d’ingénierie, fondées sur des systèmes CRISPR endogènes ou exogènes, de façon à inactiver sélectivement les protéines potentiellement impliquées dans le transport de métaux. L’absence d’outils génétiques conventionnels efficaces, l'organisation en opérons des gènes codant ces protéines et leur potentielle essentialité nécessitent une approche novatrice et un ciblage chromosomique hautement spécifique. L’impact de ces knock-out ou atténuations transcriptionnelles sur la concentration intracellulaire en métaux de transition sera par la suite évalué in vivo.

Contact

Service d'ingénierie génétique bactérienne (SIG.b)
LMGM, UMR5100
Université Paul Sabatier
118 route de Narbonne
31062 Toulouse Cedex
Région : Occitanie+33 (0)5 61 33 58 80
LMGM.sig@univ-tlse3.fr
Site de la plateforme

THÉMATIQUES : Génomique, transcriptomique

RESPONSABLES SCIENTIFIQUES :
Catherine Turlan

RESPONSABLES TECHNIQUES :
Nathalie Eynard

TUTELLES : CNRS, Université de Toulouse

LABELLISATION IBiSA : 2024

MOTS CLÉS : Microbiologie, Génétique moléculaire, Ingénierie génétique bactérienne, Gènes essentiels, Opérons, Adressage fonctionnel par CRISPR display, Edition de génomes, Edition de base CRISPR, CRISPR base editing, Mutagénèse sans cicatrice, Régulation génique, Criblage fonctionnel à l'échelle génomique, CRISPR interférence

Fiche mise à jour en 2025

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