Biotechnologies blanches et biologie de synthèse

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La Biologie de synthèse apparait constamment sur les listes des technologies dites « d’avenir » dans le champ très large de l’application des sciences du vivant. L’Académie des technologies, dont plusieurs membres participent ou ont participé à ces développements, se devait d’explorer ce thème. Le sujet est large et l’Académie s’est focalisée sur les applications à visées industrielles, dans le secteur dit des « biotechnologies blanches ».
Ce rapport de l’Académie des technologies fait le point de l’utilisation de ces développements technologiques par l’industrie au niveau mondial, avec un éclairage particulier sur la situation en France. Elle note en particulier que si la R&D française tient bien son rang, tant au niveau de la recherche académique qu’au niveau des start-ups, les investissements industriels tardent à se réaliser dans notre pays pour des raisons d’environnement réglementaire et financier.
Publié le : mercredi 4 novembre 2015
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EAN13 : 9782759818853
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ACADÉMIEDESTECHNOLOGIES POURUNPROGRÈSRAISONNÉ,CHOISIETPARTAGÉ
RAPPORT
BIOTECHNOLOGIESBLANCHESET BIOLOGIE DE SYNTHÈSE
Académîe des technoogîes
Biotechnologies blanches et biologie de synthèse
Rapport de l’Académie des technologies voté le 9 juillet 2014
ïmprîmé en France ïSBN : 978-2-7598-1703-0
Tous droîts de traductîon, d’adaptatîon et de reproductîon par tous procédés, réservés pour tous pays. La oî du 11 mars 1957 n’autorîsant, aux termes des aînéas 2 et 3 de ’artîce 41, d’une part, que es « copîes ou reproductîons strîctement réservées à ’usage prîvé du copîste et non destînées à une utîîsatîon coectîve », et d’autre part, que es anayses et es courtes cîtatîons dans un but d’exempe et d’îustratîon, « toute représentatîon întégrae, ou partîee, aîte sans e consentement de ’auteur ou de ses ayants droît ou ayants cause est er îîcîte » (aînéa 1 de ’artîce 40). Cette représentatîon ou reproductîon, par queque procédé que ce soît, constîtueraît donc une contreaçon sanctîonnée par es artîces 425 et suîvants du code péna.
© EDP Scîences 2015
PRÉFACE
La Bîoogîe de synthèse apparat constamment sur es îstes des technoogîes dîtes d’avenirdans e champ très arge de ’appîcatîon des scîences du vîvant. L’Académîe des technoogîes, dont pusîeurs membres partîcîpent ou ont partîcîpé à ces déveoppements, se devaît d’exporer ce thème. Le sujet est arge et ’Aca-démîe s’est ocaîsée sur es appîcatîons à vîsées îndustrîees, dans e secteur dît des « bîotechnoogîes banches ». Un groupe de travaî composé d’académîcîens a audîtîonné es acteurs rançaîs de cette nouvee spécîaîté, chercheurs du secteur pubîc comme de ’îndustrîe, au seîn des start-up et des entreprîses étabîes. Le groupe a réunî ses recomman-datîons dans un avîs, voté par ’assembée pénîère de ’Académîe à ’été 2012 et argement dîfusé. ï manquaît touteoîs un rapport compet sur e sujet. Les académîcîens s’y sont atteés en 2013-14, en întégrant dans es chapîtres qu’îs ont rédîgés eur connaîssance de ’évoutîon très rapîde du sujet. Ce rapport a été uî aussî soumîs au vote en juîet 2014. C’est ce travaî quî est aujourd’huî pubîé.
Alaîn Bugat, Présîdent de ’Académîe des technoogîes
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RÉSUMÉ
B B IOTECHNOLOGIES BLANCHES ET IOLOGIE DE SYNTHÈSE
La bîotechnoogîe est ’appîcatîon de a scîence et de a technoogîe à des organîsmes vîvants, de même qu’à eurs composants, produîts et modéîsatîons, pour modîier des matérîaux vîvants ou non-vîvants aux ins de productîon de connaîssances, de bîens et de servîces. Les bîotechnoogîes banches (BB), hérîtîères d’une ongue tradîtîon d’îndus-trîe des evures et erments (zymotechnoogîe) ont usage de processus ermen-tatîs pour produîre des composés d’întérêt îndustrîe. Ees utîîsent des matîères premîères renouveabes (produîts et coproduîts agrîcoes et orestîers, résîdus végétaux et domestîques) qu’ees transorment en expoîtant es proprîétés des mîcroorganîsmes et de eurs enzymes. Aînsî sont abrîqués de nombreux produîts destînés à ’aîmentatîon humaîne et anîmae, des carburants, des spécîaîtés et des commodîtés chîmîques, voîre même des matîères pastîques. Dans ces dernîers cas, ees vîsent à dîmînuer notre dépendance aux ressources ossîes et s’înscrîvent donc dans e mouvement actue de a « chîmîe verte ». Aors que es BB utîîsent ’expérîence acquîse depuîs pus d’un sîèce dans ’art dîIcîe de manîpuer es mîcroorganîsmes tout en s’appuyant sur es avan-cées de a génétîque moécuaîre, depuîs e début des années 2000, a bîoogîe
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Rapport de l’Académie des technologies Biotechnologies blanches et biologie de synthèse
de synthèse (BS) vîse à întroduîre en bîotechnoogîe des prîncîpes d’îngénîerîe. L’enjeu est de avorîser ’écosîon d’une vérîtabe bîoéconomîe, aujourd’huî ba-butîante, basée sur a connaîssance, îndîspensabe au maîntîen et à a reance du déveoppement économîque. ï s’agît d’un domaîne transdîscîpînaîre quî mobîîse es scîences du vîvant, a bîochîmîe et ’înormatîque. La France dîspose d’atouts majeurs par sa posîtîon dans e secteur agrîcoe et par a quaîté de sa recherche amont dans e domaîne des BBï, quî peuvent bénéicîer des avancées en BS dont ’aboutîssement ogîque en tant qu’îngénîerîe est ’îndustrîaîsatîon. À ce jour, on compte en France une dîzaîne d’entreprîses engagées dans es appîcatîons de a BS aux BB, dont une poîgnée de startup, queques ETï, aînsî que a mutînatîonae Tota. Conscîent de a ongueur des programmes de recherche dans e domaîne des BB, ’État a apporté son soutîen depuîs pusîeurs années à ’émergence de ces appîcatîons à travers dîférents outîs d’încîtatîon. Touteoîs, très peu de réaîsatîons îndustrîees ont déjà aboutî, e secteur étant consîdéré comme rîsqué par es învestîsseurs. La posîtîon rançaîse dans e domaîne académîque de a BS est cee de troî-sîème mondîa. Loîn derrîère es États-Unîs, ee commence à être dîstancée par e Royaume-Unî depuîs 2011 en raîson d’un certaîn dîférentîe de inancement pubîc. Un efort conséquent est îndîspensabe pour a ormatîon d’îngénîeurs et doc-torants dans ces domaînes. ï devra s’appuyer sur un petît nombre de iîères de réérence en BS et sur ’întroductîon de notîons avancées dans es cursus cas-sîques d’exceence bîotechnoogîque. Quant aux rîsques, î aut bîen dîstînguer es produîts cassîques des BB, quî ne paraîssent pas nécessîter de nouvees régementatîons, des produîts envîsa-gés par certaîns secteurs de a BS, comme a bîomédîatîon ou es appîcatîons du domaîne de a déense. En amont des appîcatîons îndustrîees à grande échee de a BS, î împorte de mener des recherches sur a sécurîté, a sûreté, a toxîcoogîe et ’écotoxîcoogîe des produîts et des processus îndustrîes. La communauté académîque de BS a spontanément autorégué sa conduîte et produît des eforts d’ouverture, de transparence, d’antîcîpatîon et de préventîon des rîsques potentîes. Cecî est très posîtî, maîs n’épuîse pas e champ des ques-tîons éthîques. ï sera essentîe d’anayser es vaeurs attachées à chaque objet îssu de a BS et d’engager ’ensembe des acteurs dans une démarche rélexîve sur es enjeux et es inaîtés des înnovatîons envîsagées.
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TABLE DES MATIÈRES
Introductîon
Hîstoîre du développement des bîotechnologîes îndustrîelles Premîère génératîon Deuxîème génératîon Troîsîème génératîon Quatrîème génératîon
La bîologîe de synthèse : développements scîentîiques et méthodologîques ïntroductîon Les spécîicîtés de a bîoogîe de synthèse Démarches scîentîiques Prîncîpes ondateurs Émergence Bénéices de a bîoogîe de synthèse La recherche pubîque en bîoogîe de synthèse
De la scîence à la recherche îndustrîelle dans le domaîne des bîotechnologîes blanches, en France et à l’étranger ïntroductîon Les prîncîpaes avancées scîentîiques Les prîncîpaes appîcatîons îndustrîees Les sources de carbone renouveabe Concusîon
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Rapport de l’Académie des technologies Biotechnologies blanches et biologie de synthèse
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Réglementatîon et bîologîe de synthèse ïntroductîon La régementatîon actuee en France et en Europe La régementatîon US Concusîon et perspectîves Annexes du chapître 4
Sur l’éthîque et la gouvernance de la bîologîe de synthèse Une voonté d’înnovatîon responsabe La responsabîîté comme autoréguatîon L’înventaîre des rîsques Au deà des rîsques… Questîonner es vaeurs împîcîtes Dépasser ’anthropocentrîsme Concusîon
Les bîotechnologîes blanches ont-elles un avenîr en France ?
Composîtîon du Groupe de travaîl
Personnalîtés audîtîonnées par le Groupe de travaîl
Avîs de l’Académîe des technologîes Bîoogîe de synthèse et bîotechnoogîes îndustrîees (banches) Les bîotechnoogîes îndustrîees (banches) Recommandatîons
Glossaîre
Publîcatîons de l’Académîe
INTRODUCTION
On ît couramment que es « bîotechnoogîes banches », vocabe quî regroupe ’ensembe des îndustrîes quî utîîsent e procédé de ermentatîon, ont partîe des technoogîes essentîees pour e déveoppement économîque du utur. Sans pré-juger de ce utur, et sans remonter aux ermentatîons aîmentaîres dont certaînes datent de ’antîquîté, on rappeera touteoîs que ces technoogîes sont souvent ancîennes. À tître d’exempe, a productîon d’acoo carburant aît aujourd’huî encore appe au procédé de ermentatîon acooîque décrît par Pasteur au début des années 1860, procédé quî conduît à a transormatîon du sucre en acoo éthanoîque par ’actîon de a evure de bouangerîe. En aît, hîstorîquement, ’îndustrîe bîotechnoogîque banche s’est créée entre es deux guerres mondîaes sur ’expoîtatîon des proprîétés des mîcroorganîsmes et des enzymes qu’îs contîennent pour abrîquer, à partîr de matîères premîères renouveabes contenant du sucre sous orme concentrée, de nombreux produîts dans pusîeurs secteurs îndustrîes : ’aîmentatîon humaîne et anîmae, a chîmîe ine, a santé et ’énergîe. Ces technoogîes ont commencé à pénétrer ’îndustrîe chîmîque des monomères utîîsés pour a productîon des pastîques. Le déveop-pement de a bîotechnoogîe banche s’înscrît donc dans e mouvement en cours de reconstructîon d’une chîmîe aîsant moîns appe aux ressources ossîes, en partî-cuîer d’orîgîne pétroîère, mouvement communément appeée a « chîmîe verte ».
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