Équipe

Conférence annuelle de la SCM, juin 2019

 

Chercheur Principal

Sébastien Rodrigue

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rgscholar.google.com

Professeur Agrégé

M. Sc. et Ph. D. Biologie, Université de Sherbrooke

Post-doctorat, Department of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Étudiants gradués

Dominick Matteau, étudiant au doctorat

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En reprogrammant les fonctions cellulaires, la biologie synthétique promet de s’attaquer à certains des défis les plus difficiles du 21e siècle. Toutefois, la programmation biologique actuelle repose essentiellement sur des modèles cellulaires incomplets ou inexacts, basés sur des prévisions, rendant les efforts d’optimisation de circuits géniques lents et coûteux. En étudiant des organismes simples tels que Mesoplasma florum et Escherichia coli, nous souhaitons remplacer ces modèles prédits par des annotations expérimentales plus précises et plus complètes, générées en utilisant des technologies à haut débit telles que le DNA-seq, le RNA-Seq, le ChIP-exo, la spectrométrie de masse, etc. L’intégration de ces multiples couches de données nous aidera à parvenir à une compréhension précise et globale d’une cellule bactérienne simple, une étape importante vers la programmation rationnelle des systèmes biologiques et le développement de la biologie synthétique.

Kevin Neil, étudiant au doctorat

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Mon projet consiste à développer une nouvelle méthode de génomique à ultra haut débit permettant le séquençage d’une multitude d’organismes en parallèle. Pour ce faire, j’utiliserai la microfluidique pour isoler les micro-organismes dans des gouttelettes d’agarose et je les utiliserai comme support pour lyser chaque micro-organisme, extraire leur bagage génétique puis l’amplifier, le tout dans une seule réaction.

Jean-Christophe Lachance, étudiant au doctorat

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Dans le cadre du génie métabolique et de la réduction du génome de Mesoplasma florum L1, mon projet vise à développer une méthode de modification de génome à haut-débit basée sur le système Cas9. Ce système permettra de générer rapidement un grand nombre de génomes de Mesoplasma florum modifiés, qui pourront ensuite être utilisés pour vérifier la viabilité et permettront d’obtenir un châssis cellulaire minimal.

Antoine Champie, étudiant au doctorat

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Pour créer de nouveaux circuits génétiques avancés, nous devons bien comprendre la cellule qui portera ces constructions. Puisque même les organismes les plus étudiés comme Escherichia coli sont trop complexes pour faire des predictions et modélisations fiables, mon projet consiste à simplifier le génome d’E. coli. En utilisant des informations provenant de sources multiples comme le HDTM, le RNA-Seq et les modèles métaboliques, j’essaie de définir quelles sont les régions essentielles du génome. Je réduirai ensuite ce génome par de grandes délétions génomiques pour obtenir une cellule avec un génome minimal, qui pourra croître dans un milieu riche à un taux de croissance acceptable. Une fois cette cellule minimale obtenue, je vais caractériser les éléments inconnus restants pour pouvoir finalement modéliser et prédire cette E. coli minimale.

Nancy Allard, étudiante au doctorat

Au cours des dernières décennies, l’émergence de pathogènes bactériens multirésistants, à la fois en milieu clinique et environnemental, est devenue un enjeu important pour les systèmes de santé publique. Mon projet propose une approche innovante pour faire face au problème alarmant de la multirésistance. Je travaille à l’élaboration d’une bactérie probiotique modifiée qui sera programmée pour cibler et éliminer les agents pathogènes. Cette méthode innovante pourrait avoir un impact significatif sur la médecine en offrant éventuellement une alternative aux antibiotiques pour prévenir ou traiter de nombreuses maladies infectieuses.

Jean-Christophe Berger-Dancause, étudiant au doctorat (co-direction)

Romain Durand, étudiant au doctorat (co-direction)

Cynthia Lemieux, étudiante à la maîtrise

Mon projet touche à un aspect-clé de la génomique synthétique, soit le développement d’une alternative à la méthode actuelle de clonage et de transplantation de génome. En d’autres termes, mon projet vise à mettre sur pied une plateforme de modifications génomiques pour notre organisme modèle Mesoplasma florum. Pour ce faire, l’organisme Escherichia coli est utilisé comme hôte temporaire pour effectuer les modifications désirées dans le génome de M. florum, étant donné qu’il est hautement caractérisé et qu’une panoplie d’outils moléculaires ont été développés pour le manipuler; le génome modifié est ensuite mobilisé dans la cellule réceptrice par le processus de conjugaison. Nous croyons que cette approche possède un fort potentiel, car elle serait nettement plus efficace et rapide que la transplantation de génome et potentiellement applicable à un plus large éventail de microorganismes.

Catherine Chamberland, étudiante à la maîtrise

L’étude des bactéries minimales et quasi-minimales offre des accès prometteurs à la compréhension de nombreux processus biologiques fondamentaux. Mesoplasma florum est l’un de ces microorganismes qui, par sa simplicité, a le potentiel d’être transformé en plateforme de prototypage pour la programmation de génomes synthétiques. Le manque d’outils d’ingénierie génétique chez cette bactérie reste toutefois un facteur limitant dans cette démarche. Mon projet a pour but de développer de nouveaux outils permettant de construire une souche aisément modifiable afin d’étudier et de caractériser des éléments génétiques chez M. florum. Le développement d’une telle souche constitue une étape importante vers la construction d’un châssis cellulaire programmable à partir de ce microorganisme.

Olivier Trahan, étudiant à la maîtrise

Patricia Roy, étudiante à la maîtrise (début été 2019)

Marie-Eve Pepin, étudiante à la maîtrise

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L’objectif général du projet est d’élaborer des systèmes d’expression génétique inductibles fortement régulés, par la combinaison de motifs régulateurs chez Escherichia coli. En effet, il n’existe à ce jour aucun système de régulation efficace à 100%. Même lorsqu’un système est réprimé, un niveau d’expression basal, généralement relativement élevé, est observé. À l’inverse, un système fortement réprimé sera difficilement inductible. La combinaison de motifs régulateurs pourrait améliorer significativement le niveau de régulation. En effet, considérant le fait que ces mécanismes opèrent de manière indépendante, leur effet synergique sur la régulation offrirait donc un contrôle extrêmement efficace de l’expression génique dans les circuits artificiels.

Jean-François Rousseau, étudiant à la maîtrise

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Mon projet se résume à ajouter les gènes nécessaires à la production de (2R, 3R)-butanediol et à optimiser les voies métaboliques impliquées chez la bactérie Escherichia coli, afin d’amener un niveau de production potentiellement viable économiquement.  À des fins de revalorisation, cette production utilisera du lactosérum généré par l’industrie laitière québécoise comme source nutritive.

David Pivin, étudiant à la maîtrise (co-direction)

Nicolas Allaire-Tanguay, étudiant à la maîtrise (co-direction)

Étudiants stagiaires

Anthony Duval

Günes-Hélène Isitan

Julien Faure-Lévesque

Professionnels de recherche

Joëlle Brodeur

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Frédéric Grenier

Anciens étudiants

Vincent Baby, étudiant au doctorat

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Mon projet consiste à mettre au point un plan de réduction du génome de la bactérie Mesoplasma florum. Ce projet se divise en deux parties. La première consiste à combiner une analyse génomique comparative et les données d’une expérience de mutagénèse par transposon, afin d’identifier les gènes essentiels et les gènes conservés chez cette bactérie. La seconde partie consiste à cloner le génome complet de la bactérie dans la levure, pour ensuite mettre au point un protocole de transplantation de génome. Cette méthode permet d’utiliser les nombreux outils d’ingénierie de génome déjà mis au point dans la levure pour modifier et réduire le génome de M. florum.

Frédéric Grenier, étudiant à la maîtrise

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Mon projet de maîtrise consiste à acquérir expérimentalement de l’information sur l’essentialité de tous les différents éléments génomiques chez E. coli, puis à utiliser cette information pour réduire rationnellement son génome. L’organisme obtenu, avec un génome réduit, pourra servir de châssis cellulaire pour la biologie synthétique.

David Jordan, stagiaire

Ariane Arsenault, stagiaire

Alejandra Matsuri Rojano Nisimura, stagiaire (Mitacs Globalink)

Yogesh Lakhotia, stagiaire (Mitacs Globalink)

Jimmy Blouin, stagiaire

Samuel Jacques, stagiaire

Lucas Leclerc, stagiaire

Charles Coulombe, stagiaire

Mélissa Arango-Giraldo, stagiaire

Samuel Gauthier, stagiaire

Syed Fazle Rouf, étudiant au post-doctorat

Avril 2019

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Programmation Web Philippe Boissonneault