L'Institut Pasteur et les biotechnologies - article ; n°1 ; vol.18, pg 275-287

Joël Derosnay

Description

Revue d'économie industrielle - Année 1981 - Volume 18 - Numéro 1 - Pages 275-287
13 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

Informations

• Publié par: REVUE_D-ECONOMIE_INDUSTRIELLE
• Publié le: 01 janvier 1981
• Nombre de lectures: 42
• Langue: Français

Extrait

Joël De Rosnay
L'Institut Pasteur et les biotechnologies
In: Revue d'économie industrielle. Vol. 18. 4e trimestre 1981. Genèse et développement de la BIOINDUSTRIE. pp.
275-287.
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De Rosnay Joël. L'Institut Pasteur et les biotechnologies. In: Revue d'économie industrielle. Vol. 18. 4e trimestre 1981. Genèse
et développement de la BIOINDUSTRIE. pp. 275-287.
doi : 10.3406/rei.1981.1120
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/rei_0154-3229_1981_num_18_1_1120Pasteur et les biotechnologies L'Institut
Joël de ROSNAY
Directeur des Applications de la
Recherche à l Institut Pasteur
Aujourd'hui, la notion de biotechnologie est fréquemment évoquée mais ce
terme recouvre de multiples significations et applications. Dans les pays concer
nés on utilise généralement une définition traduisant ces différents aspects. Les
biotechnologies représentent la mise en œuvre de techniques, méthodes et procé
dés de bioconversion, de purification et d'analyse permettant d'obtenir soit des
produits soit des procédés utiles dans les domaines de la santé, de l'agro-
alimentaire, de la chimie, de l'énergie et de l'environnement.
Le mot-clé dans cette définition est celui de « bioconversion ». Il s'agit, au
sens large, de réactions chimiques de base réalisées par des cellules (microorganis
mes ou cellules d'organismes supérieurs, animaux ou végétaux) dans lesquelles se
trouvent des enzymes, biocatalyseurs susceptibles de transformer des substrats
divers (cellulose, mélasses, hydrocarbures, par exemple) en d'autres produits
(alcool, protéines, antibiotiques...).
Tout naturellement, on a songé à utiliser de telles capacités et même à doter des
cellules et des microorganismes d'activités qu'ils ne possédaient pas. Ainsi, en
amont des bioconversions on doit considérer diverses techniques destinées à
modifier leurs programmes génétiques (pour leur faire fabriquer ce que la nature
ne leur avait pas normalement appris à créer) ou à « sélectionner » des microor
ganismes déjà dotés de capacités intéressantes. Cette démarche fait intervenir un
ensemble de disciplines et de techniques (bactériologie, virologie, biologie moléc
ulaire, génétique, techniques biophysiques, immunologiques, biochimiques...).
Dans le cadre des biotechnologies, on utilise ensuite des bioréacteurs dans le
squels s'effectuent les bioconversions. Ces bioréacteurs sont appelés fermenteurs
(quand ce sont des bactéries ou des levures que l'on fait croître en masse) ou cyto-
culteurs (quand on cultive des cellules animales ou végétales). Ces cellules en
croissance nécessitent des milieux appropriés à leur développement et un apport
suffisant en énergie, toutes conditions contrôlées par des appareillages de plus en
plus complexes.
Enfin, lorsque les bactéries ou les cellules ont produit les substances recher
chées, il convient alors de les extraire, les purifier et les analyser. Interviennent
alors diverses techniques allant de la centrifugation et même de l'ultra-
centrifugation, à la Chromatographie d'affinité, la spectrophotométrie, l'électro-
phorèse bidimensionnelle...
REVUE D'ÉCONOMIE INDUSTRIELLE — n° 18, 4' trimestre 1981 275 L'ensemble des méthodes, procédés et techniques en amont et en aval des bio
conversions représente l'ensemble des biotechnologies. Leur transposition au sec
teur industriel et commercial constitue le domaine nouveau de la Bio-Industrie.
L'Institut Pasteur, par ses compétences et son expérience dans diverses disci
plines de la biologie, s'est toujours intéressé aux biotechnologies et se trouve bien
engagé dans le nouveau tournant qu'elles connaissent. Ainsi, on peut évoquer
quelques-unes des activités de l'Institut Pasteur dans ce domaine, à titre d'exemp
le, chacune d'entre elles soulignant, s'il en était besoin, la cohésion entre des
recherches fondamentales et les applications que l'on peut en attendre.
I. — FIXATION DE L'AZOTE ET CELLULOLYSE
La fixation de l'azote constitue un phénomène déterminant, avec la photosynt
hèse (qui transforme le gaz carbonique et l'eau en substances carbonées riches en
énergie), dans le renouvellement et l'accroissement de la « biomasse » sur terre.
Cette réaction chimique est réalisée par des bactéries vivant en association ou
non avec des végétaux et permettant de réduire l'azote atmosphérique en ammon
iaque. L'ammoniaque est un composé essentiel à la fabrication de constituants
majeurs du vivant (acides nucléiques, protéines...).
La cellulolyse aboutit à la production par des bactéries de produits chimiques
résultant de la dégradation de la cellulose.
Fixation de l'azote et celulolyse possèdent d'importantes implications biotech
nologiques.
1. Fixation de l'azote
A l'Institut Pasteur, les travaux sur la fixation de l'azote font intervenir à
90 % la recherche fondamentale (indispensable à la réalisation des objectifs ult
imes : production d'engrais azotés biologiques) et à 10 % la biotechnologie pro
prement dite. Différents partenaires se sont associés dans le programme « fixa
tion de l'azote » : l'Institut Pasteur, l'Institut National de la Recherche Agrono
mique, des laboratoires de l'Université, Elf-Aquitaine et Entreprise Minière et
Chimique.
Les recherches pasteuriennes s'articulent principalement autour de deux
sujets :
— l'organisation fonctionnelle et le transfert des gènes de la fixation de l'azote
(gènes nif)
— l'étude de spirilles fixateurs d'azote.
a) La génétique de la fixation de l'azote
Une équipe de l'Institut Pasteur étudie une entérobactérie, Klebsiella pneumo-
niae qui, si elle ne présente aucun intérêt économique ou agronuinique par elle-
même, offre cependant deux avantages :
276 REVUE D'ÉCONOMIE INDUSTRIELLE — n° 18, 4' trimestre 1981 — elle sert de modèle expérimental pour l'étude d'autres bactéries fixatrices
d'azote qui jouent un rôle important dans la production végétale.
— c'est la seule bactérie avec laquelle on puisse actuellement faire du génie
génétique de la fixation de l'azote (c'est-à-dire utiliser ses gènes de la fixation de
l'azote, ses gènes nif, pour les transférer dans d'autres organismes qui ne sont pas
naturellement fixateurs d'azote).
Outre, l'étude génétique de Klebsiella pneumoniae, a été réalisé, l'année der
nière, le transfert de gènes nif dans la levure de boulangerie, grâce au génie géné
tique. Cette expérience devrait permettre de passer ultérieurement au transfert
des gènes dans des cellules végétales. Les premiers résultats ont montré qu'on
retrouvait ces gènes étrangers dans la levure de boulangerie, pendant 50 générat
ions, mais qu'ils ne s'exprimaient pas, c'est-à-dire que la levure ne fixait pas
l'azote. Des expériences sont en cours pour tenter d'obtenir l'expression des
gènes «//dans la levure de boulangerie.
b) Etude de spirilles fixateurs d'azote
Ces bactéries, Azospirillum brasilense et Azospirillum lipoferum, présentent
un intérêt agronomique certain. On les trouve associées aux racines de graminées,
plantes extrêmement consommatrices d'engrais azotés de synthèse. Découvertes
il y a 5 ans, elles sont encore mal connues aussi se penche-t-on sur leur physiolog
ie, leur biochimie, et leur génétique.
2. Bactéries cellulolytiques : vers une valorisation de sous-produits agricoles
Dans le cadre d'un contrat passé avec un groupe industriel, une équipe s'inté
resse à des bactéries qui fermentent la cellulose en produits chimiques (produits
énergétiques et produits de départ pour la chimie de synthèse). Ce laboratoire tra
vaille donc depuis 2 ans sur Clostridium thermocellum (bactérie thermophile qui
croît à 60° et qui fermente directement la cellulose en alcool et acide acétique).
Comme cette bactérie est encore mal connue les chercheurs se penchent sur :
— sa physiologie (pour définir les conditions de croissance et établir des bilans
de fermentation)
— sa biochimie (les enzymes qui interviennent)
— sa génétique (tentatives de s&