Immobilisation de cellules à ADN recombiné et stabilité des plasmides

par Philippe De Taxis du Poet

Thèse de doctorat en Génie enzymatique, bioconversion et microbiologie

Sous la direction de Daniel Thomas.


  • Résumé

    La mise en œuvre d'organismes à ADN recombiné pose un certain nombre de problèmes, en particulier celui de l'instabilité des vecteurs porteur de la fonction cible c'est à dire les plasmides. L'immobilisation dans un gel de carraghénane de deux souches d'Escherichia coli à ADN recombiné et leur culture en continu, sans pression de sélection, montre une meilleure stabilité des plasmides pour les cellules immobilisées que pour les cellules libres. Deux phénomènes pouvant intervenir dans cette amélioration de la stabilité sont étudiés. D'une part la compartimentation de la croissance des cellules immobilisées qui limite la compétition entre les cellules possédant un plasmide et celles n'en possédant pas, et d'autre part la diffusion/réaction dans les billes de gel qui crée un gradient de taux de croissance à l'intérieur des billes et modifie le nombre de copies de plasmide. Ces deux phénomènes sont modélisés. L'étude des relations entre le taux de dilution des cultures en continu, le nombre de copies de plasmide et la synthèse de xylanase montre que ces trois facteurs sont inter-reliés et que cette interaction est dépendante de milieu de culture utilisé. Aux problèmes posés par l'utilisation d'organismes à ADN recombiné, cette étude apporte deux réponses : d'une part, l'immobilisation peut permettre d'améliorer la stabilité des plasmides et, d'autre part, elle peut augmenter la productivité du système. A cet égard, une attention particulière devrait être portée aux quatre points suivants ainsi qu'aux perspectives qu'ils impliquent : l'importance de l'environnement cellulaire (en particulier les paramètres physicochimiques), la dimension industrielle de l'immobilisation cellulaire, l'importance des modélisations face à un système biologique complexe, et la nécessaire interdisciplinarité d'une telle recherche.

  • Titre traduit

    Plasmid stability in immobilized genetically manipulated cells


  • Résumé

    The use of genetically manipulated cells presents some problems and specially the instability of plasmids which are the vectors of desired functions. Continuous cultures of immobilized cells (in carrageenan gel beads) and free cells show higher plasmid instability for the immobilized cells. In order to understand this fact, two hypotheses are proposed : the compartmentalization of immobilized cell growth which limits the competition between plasmid free cells and plasmid bearing cells, and on the other hand, the diffusion/reaction of substrates into gel beads which creates a growth rates gradient of immobilized cells. These two hypotheses are tested theoretically. The relation ship between dilution rates of continuous free cells cultures, the plasmid copy number and the xylanase synthesis (plasmid encoded) show specific interactions depending on the growth media used. To the problems of using genetically manipulated cells, this work presents two answers : immobilization can increase plasmid stability and can also increase biomass productivity. According to these results, attention could focus to the following points : the importance of the cell's environment (specially physico chemical parameters) the industrial aspect of immobilized cells, the importance of models in the study of complex biological systems, and the necessary interdisciplinarity of such research.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (110 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 201 réf.

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  • Cote : 1987 DET I253

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  • Cote : 1987COMPI253
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