Galaxy-BioProd : Un portail opérationnel pour la production biosourcée

L’objectif de Galaxy-BioProd est de fournir un portail centralisé comprenant des outils et des ressources numériques génériques et partagés pour concevoir, exécuter et suivre des projets de bioproduction. Un tel système n’existe pas encore et, au-delà du projet actuel, devrait également impacter les communautés scientifiques de la biologie de synthèse, de la biocatalyse et des biotechnologies industrielles.

Afin de standardiser le processus long et coûteux (basé sur un cycle essais et erreurs) traditionnellement appliqué en bio-ingénierie, la communauté de la biologie de synthèse a développé et mis en œuvre la technologie DBTL (Design-Build-Test and Learn). Aujourd’hui, le DBTL est le modus vivendi de toute biofonderie, cependant, il subsiste un manque de pratiques partagées et chaque biofonderie a déployé son propre pipeline. Pour pallier l’absence de pratiques communes, les outils et ressources informatiques développés et déployés par Galaxy-BioProd seront standardisés selon les principes FAIR. A cette fin et pour offrir une solution facile à utiliser par tous, nous proposons d’utiliser le système de gestion de workflows Galaxy.

Nos développements au sein du gestionnaire Galaxy seront basés sur un ensemble de ressources déjà présentes dans l’environnement Galaxy couvrant l’analyse omiques (y compris métabolomique), et l’ingénierie de souches en biologie de synthèse. Nous connecterons les outils existants aux bases de données pertinentes et standardiserons leurs entrées et sorties. Pour répondre aux besoins des autres axes du PEPR B-BEST, de nouveaux outils seront développés et déployés, notamment (liste non exhaustive) : la rétrosynthèse chimique/biochimique multi-souches, l’optimisation des séquences enzymatiques pour une stabilité évolutive accrue, des méthodes d’apprentissage machine pour le design de souches et pour la conception expérimentale automatisée, la modélisation multi-échelle et l’écodesign des bioréacteurs industriels, et la modélisation ACV du déploiement large échelle de produits biosourcés sur les territoires.

Tous les outils adaptés et développés dans le cadre de ce projet comprendront une formation en ligne accessible depuis Galaxy et d’autres plateformes comme celles de l’infrastructure européenne ELIXIR.

La conception et le suivi des projets de bioproduction nécessitent des outils adaptés et partagés. Galaxy-BioProd ambitionne de révolutionner ce domaine grâce à un portail centralisé. Cette initiative vise à harmoniser les processus en bio-ingénierie, tout en répondant aux enjeux sociétaux liés à l’environnement et à l’énergie durable.

L’objectif de Galaxy-BioProd est de fournir un portail centralisé comprenant des outils et des ressources numériques génériques et partagés pour concevoir, exécuter et suivre des projets de bioproduction. Un tel système n’existe pas encore et, au-delà du projet actuel, devrait également impacter les communautés scientifiques de la biologie de synthèse, de la biocatalyse et des biotechnologies industrielles.

Afin de standardiser le processus long et coûteux (basé sur un cycle essais et erreurs) traditionnellement appliqué en bio-ingénierie, la communauté de la biologie de synthèse a développé et mis en œuvre la technologie DBTL (Design-Build-Test and Learn). Aujourd’hui, le DBTL est le modus vivendi de toute biofonderie, cependant, il subsiste un manque de pratiques partagées et chaque biofonderie a déployé son propre pipeline. Pour pallier l’absence de pratiques communes, les outils et ressources informatiques développés et déployés par Galaxy-BioProd seront standardisés selon les principes FAIR. À cette fin et pour offrir une solution facile à utiliser par tous, nous proposons d’utiliser le système de gestion de workflows Galaxy.

Nos développements au sein du gestionnaire Galaxy seront basés sur un ensemble de ressources déjà présentes dans l’environnement Galaxy couvrant l’analyse omique (y compris métabolomique) et l’ingénierie de souches en biologie de synthèse. Nous connecterons les outils existants aux bases de données pertinentes et standardiserons leurs entrées et sorties. Pour répondre aux besoins des autres axes du PEPR B-BEST, de nouveaux outils seront développés et déployés, notamment (liste non exhaustive) : la rétrosynthèse chimique/biochimique multi-souches, l’optimisation des séquences enzymatiques pour une stabilité évolutive accrue, des méthodes d’apprentissage machine pour le design de souches et pour la conception expérimentale automatisée, la modélisation multi-échelle des bioréacteurs industriels, et la modélisation ACV des produits biosourcés.

Tous les outils adaptés et développés dans le cadre de ce projet comprendront une formation en ligne accessible depuis Galaxy et d’autres plateformes comme celles de l’infrastructure européenne ELIXIR.

Ce projet a fait l’objet d’un aide de 3 240 254 € de l’ANR, dont 437 400 € pour l’INSA

https://www.pepr-bioproductions.fr/projets-finances/methodologies-et-outils-transversaux/galaxy-bioprod

 

Galaxy-BioProd
Appel à projet
PEPR B-BEST

Laboratoire(s) / Composante(s)
TBI

Responsable INSA
Lorie HAMELIN
Établissement coordinateur
INRAE

Enjeu(x)
Environnement, milieux naturels, industriels & urbains, Santé globale & bio-ingénierie, Systèmes et données numériques au service de la société

Partenaire(s)
CEA, CentraleSupelec, IFPEN, CNRS

Financeur(s)
ANR

Type de financement
ANR France 2030

Code de la convention
ANR-22-PEBB-0008
Montant de l'aide pour l'INSA
437 400€
Début du projet
01/06/2023
Fin du projet
30/11/2027
Contact
lorie.hamelin@insa-toulouse.fr
Mots-clés
Principes FAIR, Analyse omique, Métabolomique, Ingénierie des souches, Rétrosynthèse, Machine Learning, Analyse Cycle de Vie, Produits biosourcés, Biofonderie, Bioréacteurs industriels

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