L'EPFL médaillée à la compétition de biologie synthétique iGEM 2021
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Une équipe de l’EPFL a remporté une médaille d’or et le prix de la meilleure documentation à la compétition internationale de biologie synthétique iGEM. Les membres de l’équipe ont imaginé en l’espace de six mois un bioréacteur capable de neutraliser le cuivre issu des fongicides utilisés dans les vignobles biologiques.
iGEM est une compétition internationale rassemblant chaque année plusieurs centaines d’équipes étudiantes pour tenter de développer des solutions de biologie synthétique à des problèmes réels. La biologie synthétique, un domaine scientifique interdisciplinaire de pointe, consiste à modifier des systèmes biologiques existants pour leur donner de nouvelles fonctions utiles et spécifiques. On la retrouve notamment dans la conception des biocapteurs, de la pharmaceutique, mais aussi des organismes génétiquement modifiés.
L’équipe de l’EPFL, avec son projet baptisé CuRe, s’est attaquée au problème de la pollution des sols agricoles par le cuivre, particulièrement dans les vignobles bio : « En agriculture biologique, le seul moyen de protéger ses vignes du mildiou, une maladie fongique ravageuse, est de recouvrir la plante d’un traitement à base de cuivre et de sulfates », explique Danaé Terrien-Ferey, étudiante en bachelor de sciences de la vie et membre de la team « bio » du projet. « Sauf que le cuivre est un métal lourd très polluant, et il s’immisce dans la terre lors des pluies » La solution de l’équipe : une souche de levure modifiée pour être capable d’exposer la protéine CUP1, qui possède une forte affinité pour le cuivre. Quand un atome de cuivre entre en contact avec cette protéine, il est « capturé ». « L’objectif est de récupérer l’eau qui tombe des feuilles pendant la pluie et de la traiter dans un bioréacteur contenant la levure modifiée pour neutraliser le cuivre », explique Eric Richter, qui a travaillé sur l’aspect hardware du projet. « Pour rendre notre produit réellement viable, nous avons également cherché à le rendre aussi simple et peu coûteux que possible. »
Travailler sur un problème local était primordial pour l’équipe, qui s’est déplacée sur le terrain, dans le Lavaux : « Nous avons rencontré plusieurs vignerons pour discuter de la pollution au cuivre, car il était important pour nous d’avoir leurs impressions et leurs idées sur cette problématique, ainsi que leurs retours sur notre projet », raconte Anissa Hammi, qui a géré le contrôle de l’expression des protéines. Sa collègue Lou Voinov, team leader, confirme : « C’était une étape absolument essentielle ! Il fallait que nous partions d’un problème réel. L’ampleur de la pollution au cuivre n’est d’ailleurs pas encore connue du grand public, alors qu’elle aura des conséquences redoutables : il n’est aujourd’hui plus possible de planter de nouvelles vignes sur ces terres polluées sans traiter tout le terrain. »
En plus du développement technique du projet, l’équipe a investi énormément de temps dans la communication scientifique autour de CuRe et de sa problématique : elle a, entre autres, présenté le projet en gymnase, réalisé 4 épisodes de podcast sur la thématique des OGMs et a même écrit un livre pour enfants qui sera bientôt distribué à chaque école lausannoise. Lors du Jamboree virtuel d’iGEM en novembre, la délégation de l’EPFL a remporté une médaille d’or, récompense attribuée aux projets qui réussissent à intégrer avec succès une dimension sociale et humaine à leur solution, à collaborer avec d’autres équipes d’iGEM et à développer une preuve de concept convaincante. Les membres de CuRe sont également repartis avec le prix du meilleur « Wiki », grâce au soin apporté à la documentation du projet sur le site web de l’équipe. Jamais deux sans trois, CuRe a aussi grimpé jusqu’au top 5 de la catégorie du meilleur projet environnemental.
La participation à l’iGEM, créditée par l’EPFL, est ouverte à toutes les sections de l’EPFL et les candidatures sont sélectionnées de manière à obtenir une équipe interdisciplinaire. « Nous cherchons surtout des profils créatifs et motivés à apprendre », explique Brian McCabe, professeur en neurosciences à l’EPFL et superviseur de l’équipe de l’EPFL à l’iGEM. « On peut voir le projet comme une petite startup de biotechnologie : il faut trouver une idée et l’implémenter, mais aussi en faire la promotion, le tout dans une plage de temps restreinte. » « C’est une opportunité pour les étudiants de construire un projet qui répond à une problématique réelle et leur permet d’acquérir des compétences transversales dans la réalisation de projet, mais aussi dans l’expérimentation scientifique, ce qui n’est pas forcément le cas dans les cours et projets académiques plus classiques. » ajoute Marine Van Campenhoudt, doctorante du professeur McCabe, coordinatrice et assistante en biologie pour l’équipe.
Le recrutement est ouvert jusqu’au 17 décembre pour la prochaine édition d’iGEM [https://www.epfl.ch/schools/sv/igem/]
Équipe iGEM : Anissa Hammi, Danaé Terrien-Ferrey, Davide Torre, David Toledano, Emma Vernizeau, Eric Richter, Julian Bär, Lou Voinov, Romain Birling, Simon Liétar
Supervisée par : Marine van Campenhoudt, Blandine Vergier, Amir Shahein, Prof. Brian McCabe