Résultat

On a dit des plantes qu’elles sont les meilleures chimistes du monde. Elles peuvent synthétiser une énorme diversité de molécules basées sur d’innombrables structures carbonées et des combinaisons de groupes fonctionnels. Cette capacité biosynthétique sans pareil des plantes est depuis longtemps exploitée, soit leur utilisation comme médicaments traditionnels, et récemment, l’application médicale et commerciale de métabolites végétaux purs : produits pharmaceutiques (p. ex. codéine, vinblastine, taxol); saveurs (humulone, nootkatone, carvone); parfums (jasmin, essence de rose); pigments (caroténoïdes, anthocyanines, bétalines); insecticides (pyréthrines) et autres produits chimiques fins. La diversité métabolique de ces composés reflète les mécanismes fondamentaux qui font évoluer les produits naturels des plantes; ces dernières interagissent avec leur environnement principalement par des moyens chimiques et les métabolites jouent des rôles physiologiques diversifiés, allant de la défense contre les agents pathogènes à l’attraction des agents de pollinisation.

Les plantes fabriquent ces éléments chimiques par biochimie métabolique, faisant intervenir un nombre impressionnant d’enzymes pour la biosynthèse. Cette diversité catalytique n’a à peu près encore jamais été exploitée pour la production industrielle de produits de grande valeur. Nous joindrons les outils de la génomique à l’analyse de produits métaboliques pour identifier les gènes de plus de 75 plantes qui peuvent catalyser la synthèse de composés chimiques potentiellement importants.

Nous utiliserons principalement le séquençage de l’ADN à très haut rendement pour trouver des gènes intéressants, puis détecterons les produits chimiques synthétisés par l’action de ces gènes. Nous obtiendrons ainsi un « catalogue de pièces » de composants fonctionnels. Ces composants seront assemblés en voies enzymatiques dans des cellules de levure de boulanger ordinaire qui pourront ensuite servir à produire de nouveaux procédés biologiques dans des applications industrielles précises.

Les principaux résultats de ce projet seront les suivants :

ressource publique de renseignements en génomique et en métabolique sur 75 plantes productrices d’un nombre immense de produits naturels importants;
souches de levure productrices de produits végétaux naturels de grande valeur;
catalogue de nouvelles enzymes utilisées comme catalyseur dans des applications de biologie synthétique;
invention de méthodes fonctionnelles en génomique pour la description des voies métaboliques et l’identification de gènes végétaux biosynthétiques inconnus; et
analyse de sujets liés à la réglementation, à l’éthique et à l’économie, ce qui contribuera à un développement sain et responsable des technologies à base de végétaux.

(En anglais seulement.)

Integrated GE3LS Research: The Socio-Economic Impacts of Synthetic Biology
GE3LS Project Leader: Edna Einsiedel, University of Calgary
Summary
Synthetic biologists engineer new biological systems that do not exist in nature, using biological parts that are synthesized and combined in different arrangements. This approach gives rise to many questions related to economics, the environment, ethics, government regulations, intellectual property, commercialization and public acceptance. Our team will investigate some of these questions, concentrating particularly on four areas.

First, we will examine the economic feasibility of synthetic biology as an industrial business model and innovation platform. We will explore the proposition that the synthetic biology approach ought to reduce production costs for many different useful plant-based products.

Second, we will analyze concerns arising from intellectual property and patents. There are two: the possibility that pre-existing patents could limit research or cause problems for future commercialization; and appropriate intellectual property policies for new products and processes resulting from synthetic biology research.

Third, we will investigate current government policies and regulations regarding novel plants and their applicability to the products of synthetic biology: whether the products of synthetic biology should be regulated the same or differently from the products of genetic engineering; whether there should be new regulations or mandatory labeling of synthetic-biological products; questions of safety and possible harm to the ecosystem of uncontrolled release of synthetic organisms.

Fourth, we will assess public views of synthetic biology. What does synthetic biology entail and how does it differ from genetic engineering of conventional production processes for plant products? Since the science of synthetic-biology is evolving rapidly, we will develop a continuous process for discussions among the interested public and scientists..