Adaptations métaboliques pour une conversion efficace des sucres lignocellulosiques en alcools chez Clostridium phytofermentans // Metabolic adaptations for efficient conversion of lignocellulosic sugars to alcohols by Clostridium phytofermentans

Les micro-organismes qui fermentent la biomasse végétale (lignocellulose) jouent un rôle important dans le cycle global du carbone, la digestion des fibres alimentaires chez l'homme et les animaux ainsi que la production industrielle de carburants et de matières premières renouvelables à partir de la biomasse cellulosique. Clostridium phytofermentans est une bactérie anaérobie isolée du sol forestier. Elle a une capacité remarquable à décomposer et à fermenter la lignocellulose et constitue une bactérie modèle pour la fermentation de la matière lignocellulosique. La lignocellulose est un substrat récalcitrant principalement composé d'une matrice de polysaccharides inaccessible à la plupart des micro-organismes. C. phytofermentans code près de 200 enzymes glucidiques actives (CAZymes) différentes pour cliver divers polysaccharides qui composent la lignocellulose. C. phytofermentans transporte ensuite les oligo- et monosaccharides et les métabolise pour produire de l'éthanol comme produit principal. L'objectif de ce projet de thèse est d'appliquer des approches en microbiologie, biochimie, et génétique pour étudier comment la combinaison d'alcool déshydrogénases chez C. phytofermentans permet à cette bactérie de métaboliser efficacement les différents sucres présents dans la lignocellulose en éthanol à des rendements élevés.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Microorganisms that ferment plant biomass (lignocellulose) are important for the global carbon cycle, digestion of dietary fiber in the human and animal intestine, and industrial production of renewable fuels and commodities from cellulosic biomass. Clostridium phytofermentans, a model bacterium for lignocellulosic fermentation, is an anaerobe isolated from forest soil that has a remarkable ability to breakdown and ferment lignocellulose. Lignocellulose is a recalcitrant substrate primarily composed of a matrix of polysaccharides that is inaccessible to most microorganisms. C. phytofermentans encodes almost 200 different carbohydrate‐active enzymes (CAZymes) to cleave diverse polysaccharides that compose lignocellulose. C. phytofermentans then uptakes the oligo- and monosaccharides and metabolizes them to yield ethanol as the major product. The objective of this thesis project is to apply approaches in microbiology, biochemistry, and genetics to investigate how the combination of alcohol dehydrogenases in C. phytofermentans enable this bacterium to efficiently metabolize the various sugars present in lignocellulose to ethanol at high yield.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : http://fermlab.org

Contrats ED : Programme blanc GS-LSaH

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

577 Structure et Dynamique des Systèmes Vivants

Les candidats doivent posséder de solides bases en biochimie, microbiologie et biologie moléculaire. Les compétences essentielles comprennent la maîtrise des techniques de laboratoire telles que la purification des protéines, les dosages enzymatiques et l'analyse des métabolites. La connaissance des techniques de culture anaérobie est importante. Une solide compréhension des voies métaboliques, des outils bioinformatiques pour la modélisation génomique et métabolique et l'analyse des données est hautement souhaitable. Une solide pensée analytique, une attention aux détails et la capacité de concevoir et d'exécuter des expériences de manière indépendante sont essentielles, ainsi que d'excellentes compétences en communication pour présenter les résultats et collaborer au sein d'équipes interdisciplinaires. De plus,des connaissances solides en biologie de synthèse et biologie de système ainsi que des approches d'ingénierie métabolique seraient un avantage.
Applicants should possess a strong foundation in biochemistry, microbiology, and molecular biology. Essential skills include proficiency in laboratory techniques such as protein purification, enzyme assays, and metabolite analysis. Familiarity with anaerobic culturing techniques is important. A solid understanding of metabolic pathways, bioinformatics tools for genomic and metabolic modeling, and data analysis is highly desirable. Strong analytical thinking, attention to detail, and the ability to design and execute experiments independently are key, alongside excellent communication skills for presenting findings and collaborating within interdisciplinary teams. Additionally, prior experience with microbial systems or metabolic engineering would be an advantage.