WO2019185861A1 - Modified microorganism with improved rubisco activity - Google Patents

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WO2019185861A1
WO2019185861A1 PCT/EP2019/057998 EP2019057998W WO2019185861A1 WO 2019185861 A1 WO2019185861 A1 WO 2019185861A1 EP 2019057998 W EP2019057998 W EP 2019057998W WO 2019185861 A1 WO2019185861 A1 WO 2019185861A1
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microorganism
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PCT/EP2019/057998
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Cédric BOISART
Nicolas Chabot
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Enobraq
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    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)

Definitions

  • the present invention relates to the enhancement of the activity of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase (RuBisCO, EC 4.1 .1 .39) in a microorganism expressing a functional RuBisCO capable of using carbon dioxide alone. source of carbon or in addition to another source of organic carbon.
  • RuBisCO ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase
  • RuBisCO is the carbon dioxide binding enzyme of the Calvin cycle. This protein, its different forms, their sequences, their structures and their activities have been widely studied and are well known to those skilled in the art.
  • RuBisCO activity in microorganisms would improve the use of carbon dioxide by these organisms, in particular to improve their production yields (Singh et al., 2018).
  • microorganisms are used in industrial processes using carbon dioxide as the sole source of carbon or in combination with a source of organic carbon.
  • RuBisCO activity is generally limiting and there is interest in improving this activity, in particular to promote the productivity of industrial processes.
  • the inventors have now identified new genetic modifications to be introduced into the microorganisms so as to improve the activity of the expressed functional RuBisCO.
  • the invention relates to a microorganism capable of expressing a functional RuBisCO, characterized in that it is genetically modified at a transcriptional elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase to improve the metabolism. activity of said functional RuBisCO.
  • microorganisms modified according to the invention may be microorganisms expressing the genes necessary for the expression of a native functional RuBisCO. These microorganisms are in particular chosen from protists, in particular microalgae and bacteria. According to another aspect of the invention the modified organisms are microorganisms which do not express native functional RuBisCO and which are also modified to express a set of heterologous genes necessary for the expression of a functional RuBisCO.
  • the set of genes for the expression of a functional RuBisCO comprises the genes encoding the RuBisCO subunits and the genes encoding the chaperone proteins necessary for assembling the RuBisCO subunits. These different genes can be native or heterologous depending on the microorganisms considered.
  • Microorganisms that do not express native functional RuBisCO are in particular chosen from bacteria, yeasts, fungi and protists.
  • the invention also relates to a method for culturing a genetically modified microorganism according to the invention, whether or not it expresses a native functional RuBisCO, comprising culturing said microorganism on a culture medium comprising a carbon source for producing a biomass. and optionally a recovery step of metabolites of interest from the biomass and / or culture supernatant obtained.
  • the carbon source may be carbon dioxide or a source of organic carbon combined with carbon dioxide for microorganisms capable of growing with a source of organic carbon as the only carbon source.
  • Figure 1 represents the consensus sequence identified in the sequences of the SPT5 and NusG proteins by alignment of the 3D representations of the proteins (the relative size of the letters representing an amino acid at a given position is associated with the number of occurrences where this is found. same amino acid at the same position in a gene SPT5 or nusG).
  • Figure 2 shows a 3D representation of the superposition of the S. cerevisiae SPT5 NGN domain and E. coli NusG.
  • In black are represented the secondary structure elements of the S. cerevisiae SPT5 NGN domain.
  • Alanine 339 is represented in black stick.
  • the secondary structural elements of the NusG protein of E. coli have been superimposed on those of the NGN domain of SPT5, and are represented in light gray.
  • the methionine side chain structurally equivalent to A339 is figured in a light gray colored stick.
  • the first six N-terminal residues of NusG have been omitted from the representation.
  • recombinant microorganism modified microorganism
  • recombinant host cell recombinant host cell
  • microorganisms that have been genetically engineered to express or express endogenous nucleotide sequences, to express heterologous nucleotide sequences, or that have an alteration of the expression of an endogenous gene.
  • “Alteration” means that the expression of the gene, or level of an RNA molecule or equivalent RNA molecules encoding one or more polypeptides or polypeptide subunits, or the activity of one or more polypeptides or polypeptide subunits is regulated, so that the expression, level or activity is greater or less than that observed in the absence of modification.
  • recombinant microorganism refers not only to a particular genetically modified microorganism, but to the offspring or potential offspring of such an organism. As some changes may occur in later generations because of mutation or environmental influences, this offspring may not be identical to the parent microorganism, but is still within the term as used herein.
  • exogenous refers to molecules that are not normally or naturally found in and / or produced by the microorganism of interest.
  • endogenous or “native” in reference to various molecules refers to molecules that are normally or naturally found in and / or produced by the microorganism under consideration.
  • the invention provides genetically modified microorganisms, especially for the production of a molecule of interest, endogenous or exogenous.
  • nucleic sequence may have been introduced into the genome of said microorganism or one of its ascendants, by means of any suitable molecular cloning method.
  • the genome of the microorganism refers to all the genetic material contained in said microorganism, including the extrachromosomal genetic material contained for example in plasmids, episomes, synthetic chromosomes, etc.
  • the nucleic acid sequence introduced may be a heterologous sequence, that is to say one that does not exist in the natural state in said microorganism, or a homologous sequence.
  • the nucleic sequence may be a gene fragment introduced to replace the native gene or a fragment thereof, in particular to replace a coding sequence, wholly or in part or to suppress the native coding sequence, in whole or in part.
  • a transcriptional unit comprising the nucleic sequence of interest, placed under the control of one or more promoter (s).
  • Such a transcriptional unit also advantageously comprises the usual sequences such as transcriptional terminators and, if appropriate, other transcriptional regulation elements.
  • the term "microorganism capable of expressing a native functional RuBisCO” denotes a microorganism endogenously expressing genes encoding a functional RuBisCO.
  • microorganism that does not express a native functional RuBisCO denotes a microorganism that does not endogenously express genes encoding a functional RuBisCO and that expresses heterologous genes coding for a functional RuBisCO.
  • the invention relates to a microorganism capable of expressing a functional RuBisCO, genetically modified to improve the activity of said functional RuBisCO.
  • the activity of RuBisCO can be measured by any means known to those skilled in the art, in particular the method described in Example 8 below.
  • the genetically modified microorganisms express a native functional RuBisCO, in particular chosen from prokaryotic or eukaryotic microorganisms which express a native functional RuBisCO. It may be microorganisms such as protists, especially microalgae or cyanobacteria.
  • cyanobacteria that express a native functional RuBisCO
  • microalgae which express a native functional RuBisCO mention will be made of all the eukaryotic-type microscopic algae, preferentially belonging to the classes or superclasses of Chlorophyceae, Chrysophyceae, Prymnesiophyceae, Diatomaceous or Bacillariophyta, Euglenophyceae, Rhodophyceae, or Trebouxiophyceae.
  • the microalgae genetically modified according to the invention are chosen from Nannochloropsis sp. (e.g.
  • Nannochloropsis oculata Nannochloropsis gaditana, Nannochloropsis salina, Nannochloropsis oceanica
  • Tetraselmis sp. e.g. Tetraselmis suecica, Tetraselmis chuii
  • Chlorella sp. e.g. Chlorella salina, Chlorella protothecoides, Chlorella ellipsoidea, Chlorella emersonii, Chlorella minutissima, Chlorella pyrenoidosa, Chlorella sorokiniana, Chlorella vulgaris
  • Chlamydomonas sp. e.g.
  • Dunaliella sp. eg Dunaliella tertiolecta
  • any microorganisms which do not express a native functional RuBisCO can be employed, these microorganisms being genetically modified to express a heterologous functional RuBisCO.
  • these microorganisms are selected from bacteria, yeasts, fungi and protists.
  • the microorganism that does not express a functional native RuBisCO genetically modified according to the invention is a yeast, preferably selected from ascomycete yeasts (Spermophthoraceae and Saccharomycetaceae), basidiomycetes yeasts (Leucosporidium, Rhodosporidium, Sporidiobolus, Filobasidium and Filobasidiella) and deuteromycete yeasts belonging to Fungi imperfecti (Sporobolomycetaceae, and Cryptococcaceae).
  • ascomycete yeasts Spermophthoraceae and Saccharomycetaceae
  • basidiomycetes yeasts Leucosporidium, Rhodosporidium, Sporidiobolus, Filobasidium and Filobasidiella
  • deuteromycete yeasts belonging to Fungi imperfecti Sporobolomycetaceae, and Cryptococcaceae
  • the genetically modified yeast according to the invention belongs to the genus Pichia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Rhodosporidium, Yarrowia, or Debaryomyces. More preferably, the genetically modified yeast according to the invention is chosen from Pichia pastoris, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces diastaticus, Saccharomyces douglasii, Saccharomyces kluyveri and Saccharomyces norbensis.
  • Saccharomyces oviformis Schizosaccharomyces pombe, Candida albicans, Candida tropicalis, Rhodotorula glutinis, Rhodosporidium toruloides, Yarrowia lipolytica, Debaryomyces hansenii and Lipomyces starkeyi.
  • the microorganism that does not express functional native RuBisCO genetically modified according to the invention is a fungus, and more particularly a "filamentous" fungus.
  • “filamentous fungi” refers to all filamentous forms of the Eumycotina subdivision.
  • the genetically modified fungus according to the invention belongs to the genus Aspergillus, Trichoderma, Neurospora, Podospora, Endothia, Mucor, Cochiobolus or Pyricularia.
  • the genetically modified fungus according to the invention is chosen from Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus awomari, Aspergillus oryzae, Aspergillus terreus, Neurospora crassa, Trichoderma reesei, and Trichoderma viride.
  • the microorganism that does not express functional native RuBisCO genetically modified according to the invention is a bacterium, preferably selected from phyla Acidobacteria, Actinobacteria, Aquificae, Bacterioidetes, Chlamydiae, Chlorobi, Chloroflexi, Chrysiogenetes, Cyanobacteria, Deferribacteria, Deinococcus-Thermus, Dictyoglomi, Fibrobacteria, Firmicutes, Fusobacteria, Gemmatimonadetes, Nitrospirae, Planctomycetes, Proteobacteria, Spirochaetes, Thermodesulfobacteria, Thermomicrobia, Thermotogae, or Verrucomicrobia.
  • the bacterium genetically modified according to the invention belongs to the genus Acaryochloris, Acetobacter, Actinobacillus, Agrobacterium, Alicyclobacillus, Anabaena, Anacystis, Anaerobiospirillum, Aquifex, Arthrobacter, Arthrospira, Azobacter, Bacillus, Brevibacterium, Burkholderia, Chlorobium, Chromatium, Chlorobaculum , Clostridium, Corynebacterium, Cupriavidus, Cyanothece, Enterobacter, Deinococcus, Erwinia, Escherichia, Geobacter, Gloeobacter, Gluconobacter, Hydrogenobacter, Klebsiella, Lactobacillus, Lactococcus, Mannheimia, Mesorhizobium, Methylobacterium, Microbacterium, Microcystis, Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrospina, Nitrospira, Nostoc
  • the bacterium genetically modified according to the invention is selected from the species Agrobacterium tumefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogens, Aquifex aeolicus, Aquifex pyrophilus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefacines, Brevibacterium ammoniagenes, Brevibacterium immariophilum, Clostridium pasteurianum, Clostridium ljungdahlii , Clostridium acetobutylicum, Clostridium beigerinckii, Corynebacterium glutamicum, Cupriavidus necator, Cupriavidus metallidurans, Enterobacter sakazakii, Escherichia coli, Gluconobacter oxydans, Hydrogenobacter thermophilus, Klebsiella oxytoca, Lactococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Mann
  • the invention thus relates to a microorganism capable of expressing a functional RuBisCO, characterized in that it is genetically modified at the level of a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase and of the stability of the RNA polymerase elongation machinery.
  • Transcription elongation factors responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase are known to those skilled in the art, in particular the nusG and SPT5 genes, transcription elongation factors which aid the synthesis of RNA on DNA template by cellular RNA polymerases (ARNP) (Yakhnin and Babitzke, 2015).
  • SPT5 present in all eukaryotes and archaea, couples RNA treatment and chromatin modification to transcriptional elongation (Blythe et al., 2016).
  • NusG is present in all bacteria and participates in a wide variety of processes, including the break in ARNP and the Rho-dependent termination.
  • NusG / SPT5 regulates the processivity of RNA polymerase transcription and is important in the stability of the RNAP elongation machinery.
  • the composition of the NusG / SPT5 modular domain and the way it binds to the ARNP are conserved in all three domains of life.
  • NusG / SPT5 encloses the ARNP around a DNA binding channel, which allows to modulate the processivity of the transcription. recruiting additional factors to the lengthening of the ARNP may be another conserved function of this ubiquitous protein.
  • NusG / SPT5 may be called nusG (eg Escherichia coli), SPT5 (eg Saccharomyces cerevisiae), elongation factor, chromatin elongation factor, termination / anti-termination protein. the transcription.
  • the genetic modification of the microorganism at the level of a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase and the stability of the elongation machinery RNA polymerase comprises the expression of a mutated transcription elongation factor, in particular the expression of a mutated NusG / SPT5 protein.
  • This expression of a mutated protein is achieved by the expression of a gene coding for the mutated protein in the genetically modified microorganism according to the invention.
  • This mutation is advantageously a transposition (substitution) of at least one amino acid by another amino acid in the NusG / SPT5 protein.
  • At least one mutation is localized in one of the secondary structure elements common to the NGN domain of SPT5 and NusG, that is to say, the three alpha helices (a1, a2 and a3) as well as the four beta strands (b1, b2, b3 and b4). More preferably, at least one mutation is introduced at the C-terminal end of the b3 sheet.
  • the mutated NusG / SPT5 protein comprises a mutation in a 9 amino acid consensus sequence shown in FIG.
  • This sequence can be identified on the 3D structure of the proteins by superimposing the 3D representations as in FIG. 2.
  • Those skilled in the art are familiar with 3D protein representation methods, in particular with the Pymol software.
  • This consensus sequence consists of a first amino acid which is either a glycine or an asparagine, a second amino acid having a sterically hindered side chain (Tyrosine, Histidine, Lysine, Arginine, etc.), a third acid apolar amine, a fourth amino acid which is either a tyrosine or a leucine, a fifth amino acid apolar, a sixth amino acid which may be either a Glutamic acid or a Glutamine is an Arginine, a seventh amino acid that will be either a Alanine is a Serine or a Methionine or an Isoleucine, the last two amino acids have polar side chains and / or bulky.
  • the NusG / SPT5 protein expressed in the genetically modified microorganism according to the invention comprises a mutation consisting of a transposition of the seventh amino acid (either an Alanine or a Serine or a Methionine or an Isoleucine) in any acid amine other than the amino acid present in the native sequence.
  • the mutation consisting of a transposition of the seventh amino acid (an alanine or a serine or a methionine is an isoleucine) in Proline is introduced.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to Alanine at position 339 in the SPT5 protein.
  • the side chain of alanine 339 is oriented towards the hydrophobic core of this domain and points to residues 1322, 1337, V344 and 1345.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of Alanine 339 by any amino acid other than Alanine. More preferably, the mutation consists of a substitution of Alanine 339 by a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Methionine at position 73 in the NusG protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of the methionine at position 73 for any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 73 with a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Methionine at position 85 in the NusG protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of the methionine at position 85 by any amino acid other than a methionine. More particularly, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 85 with a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 92 in the NusG protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of the methionine at position 92 with any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of methionine at position 92 with a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 50 in the SPT5 protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 50 for any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 50 with a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Serine at position 260 in the SPT5 protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of a serine at position 260 with any amino acid other than a serine. More preferably, the mutation consists of a substitution of Serine at position 260 by a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 88 in the NusG protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 88 with any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of methionine at position 88 with a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 139 in the NusG protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 139 with any other amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of methionine at position 139 by a Proline.
  • the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Methionine at position 274 in the SPT5 protein.
  • the mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 274 by any other amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 274 by a Proline.
  • the expression of a gene coding for a mutated NusG / SPT5 protein in the genetically modified microorganism according to the invention may be made by any means known to those skilled in the art.
  • the microorganism is genetically modified by the introduction into its genome of a gene coding for a mutated protein as defined above.
  • This heterologous gene comprises a sequence coding for the mutated protein and the regulatory elements necessary for its expression in the host organism, in particular promoters and termination sequences, which are well known to those skilled in the art.
  • the mutated protein encoded by the heterologous gene may be identical to that of the host organism, with the exception of the mutation, or else be a protein another organism with the mutation as defined above.
  • the mutated NusG / SPT5 protein expressed in the host microorganism has the same sequence as the native NusG / SPT5 protein, with the exception of the mutation.
  • the microorganism is genetically modified by site-directed mutagenesis in the native gene coding for the NusG / SPT5 protein, so as to replace the codons coding for the amino acid to be substituted by the codons coding for another amino acid, as defined above.
  • Site-directed mutagenesis techniques are well known to those skilled in the art, particularly homologous recombination techniques (Datsenko and Wanner, 2000, Lodish et al., 2000) for modifying the expression of a gene and / or the activity of the encoded protein (Thomas and Capecchi, 1987), the use of zinc finger nucleases (Kim et al., 1996), the use of transcriptional activator-like effector nucleases, called "TALEN" (Ousterout and al., 2016), the use of a system combining Cas9-type nucleases with short regular and regularly spaced palindromic repeats called 'CRISPR' (Cong et al., 2013, Mali Prashant, 2013), or the use of meganucleases (Daboussi et al., 2012).
  • nucleic acid sequences necessary for modifying the coding sequence for the NusG / SPT5 protein so as to substitute an amino acid with another amino acid.
  • the genetically modified microorganism comprises a gene coding for an SPT5 protein or a homologue thereof.
  • These microorganisms are in particular eukaryotic microorganisms, more particularly protists, mushrooms (fungi) and yeasts.
  • gene homologous to SPT5 is intended to mean a gene encoding a protein having an NGN domain comprising at least 40% identity with the NGN domain of the Saccharomyces cerevisiae SPT5 protein (EIW08248.1) and having a transcription elongation factor.
  • the mutation is advantageously introduced into the conserved zone defined by the following consensus sequence: GRIYIEAPK (SEQ ID NO 1)
  • This consensus sequence is located between amino acids 333 and 341 of the SPT5 sequence of Saccharomyces cerevisiae (EIW08248.1) and can be easily found by those skilled in the art by simple sequence alignment.
  • This mutation more advantageously consists in modifying the alanine at the 7-position of this consensus sequence with another amino acid, in particular with a proline residue, as defined above.
  • the genetically modified microorganism comprises a gene encoding a NusG protein or a homologue thereof.
  • These organisms are in particular prokaryotic microorganisms.
  • homologue of the nusG gene is meant according to the invention a gene coding for a protein comprising at least 50% identity with the NusG protein of Escherichia coli (NP_418409.1) and having a transcriptional elongation factor activity.
  • the mutation is advantageously introduced into the conserved zone defined by the following consensus sequence: GYVLVQMVM (SEQ ID No. 7)
  • This consensus sequence is located between amino acids 67 and 75 of the NusG sequence of Escherichia coli (NP_418409.1) and can be easily found by those skilled in the art by simple sequence alignment.
  • This mutation more advantageously consists in modifying the methionine residue at position 7 of this consensus sequence by another amino acid, in particular by a proline residue.
  • an improvement in the activity of RuBisCO is observed when the activity of the modified microorganism at the level of a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase according to the invention is greater than that of the same microorganism without this modification at a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase.
  • the activity is improved by at least a factor 2, more preferably by at least a factor of 5.
  • the modified microorganisms according to the invention may comprise the genes necessary for the expression of a native functional RuBisCO.
  • the transcription elongation factor is the nusG / SPT5 gene, or a homologue thereof. last, in particular modified by the introduction of a mutation as defined above.
  • the modified organisms are microorganisms that do not express native functional RuBisCO and are also modified with a set of heterologous genes necessary for the expression of a functional RuBisCO.
  • the gene set for the expression of a functional RuBisCO comprises the genes encoding the RuBisCO subunits and the genes encoding the chaperone proteins necessary for assembling the RuBisCO subunits.
  • genes may be native or heterologous and depending on the microorganisms considered, some of these genes may be native and others heterologous.
  • RuBisCO The genes coding for these proteins necessary for the expression of a functional RuBisCO and the modification of microorganisms for the expression of a functional RuBisCO are well known to those skilled in the art.
  • There are several forms of RuBisCO in nature (Tabita et al., J Exp Bot 2008; 59 (7): 1515-24, doi: 10.1093 / jxb / erm361).
  • Forms I, II and III catalyze the carboxylation and oxygenation reactions of ribulose 1,5-bisphosphate.
  • Form I is present in eukaryotes and bacteria. It consists of two types of subunits: large subunits (RbcL) and small subunits (RbcS).
  • the functional enzymatic complex is a hexadecamer consisting of eight L subunits and eight S subunits.
  • the correct assembly of these subunits also requires the intervention of at least one specific chaperone: RbcX (Liu et al. , Nature, 2010 Jan 14, 463 (7278): 197-202, doi: 10.1038 / nature08651).
  • RbcX Liu et al. , Nature, 2010 Jan 14, 463 (7278): 197-202, doi: 10.1038 / nature08651.
  • Form II is found mainly in proteobacteria, archaea and dinoflagellate algae. Its structure is much simpler: it is a dimer formed of two identical RbcL subunits.
  • the genes encoding type I RuBisCO may be called rbcL / rbcS (eg Synechococcus elongatus), or cbxLC / cbxSC, cfxLC / cfxSC, cbbL / cbbS (eg, Cupriavidus necator).
  • the genes encoding type II RuBisCO are generally called cbbM (eg, Rhodospirillum rubrum).
  • Form III is present in archaea. It is generally found in the form of RbcL subunit dimers, or pentamer dimers.
  • RuBisCO may be called rbcL (for example, Thermococcus kodakarensis), cbbL (for example, Haloferax sp.).
  • the NusG / SPT5 mutation described in this invention will be introduced into a microorganism that does not express a native functional RuBisCO and genetically modified to express a functional RuBisCO type I as described in WO 2014/096391 and WO 2015/107496.
  • the NusG / SPT5 mutation described in this invention will be introduced into a microorganism that does not express a native functional RuBisCO and genetically engineered to express a functional RuBisCO of type II as described in WO 2014/129898 and WO 2015/177800.
  • RuBisCO subunits also requires the intervention of at least one chaperone such as RbcX, GroEL, GroES as described in WO 2014/129898 and WO 2015/107496.
  • These organisms may be eukaryotic or prokaryotic as previously defined.
  • the genetically modified microorganism according to the invention expresses native proteins exhibiting phosphofructokinase activity, in particular PFK, and / or a transcriptional repressor involved in the glucose signaling pathway, in particular STD1.
  • native proteins exhibiting phosphofructokinase activity in particular PFK
  • a transcriptional repressor involved in the glucose signaling pathway in particular STD1.
  • yeasts and bacteria are mentioned.
  • the microorganism is also modified with an alteration of the phosphofructokinase activity and / or the transcriptional repressor activity involved in the glucose signaling pathway when these activities are present in the modified microorganism. according to the invention.
  • alteration of activity is meant its diminution, attenuation or suppression.
  • the phosphofructokinase activity responsible for the conversion of fructose-6-phosphate to fructose-1,6-bisphosphate, using the ATP / ADP pair as a cofactor, is due to a phosphofructokinase enzyme (PFK, EC: 2.7.1.1 ).
  • PFK phosphofructokinase enzyme
  • the enzymes may be called PFK, PFK1, PFK2, pfkA, pfkB, ATP-dependent 6-phosphofructokinase, ATP-PFK, Phosphofructokinase 2, Phosphohexokinase).
  • This enzyme is well known in the way of glycolysis.
  • the PFK enzyme is an octamer composed of dimers of two different subunits: PFK1 and PFK2 (Arvanitidis and Heinisch, 1994).
  • the two subunits share 55% identity and 71% homology.
  • Each subunit has a catalytic site and a regulatory site. Mutations studies have shown that an activity of at least 50% can be conserved during the inactivation of one of the subunits by targeted mutations in the catalytic domain. No activity can be detected when one of the two genes is knocked out (Heinisch, 1986).
  • the reduction of KFC activity, its mitigation or suppression can be done by all the means known to those skilled in the art.
  • the means used may consist in particular in removing all or part of the gene or genes coding for the PFK enzyme.
  • the removal of part or all of a gene can be obtained by any method known per se by those skilled in the art.
  • the deletion of part or all of a gene can be achieved by introducing a stop codon into the coding sequence of the gene via genomic editing methods that allow direct genetic modifications to a gene.
  • Other methods may include, in particular, modifying the regulatory elements of the gene, for example by replacing the native promoter with a weaker promoter in the host organism.
  • the modification of the regulatory elements of a gene can be carried out by any method known per se by those skilled in the art.
  • the modification of the regulatory elements of a gene can be achieved by modifying a promoter sequence of the gene to alter its expression (Kaufmann et al., Methods Mol Biol 201 1, 765: 275-94. : 10.1007 / 978-1 -61779-197-0_16).
  • interfering RNA refers to any RNAi molecule (e.g. single-stranded RNA or double-stranded RNA) that can block expression of a target gene and / or facilitate degradation. corresponding mRNA.
  • the reduction of the activity is obtained by the introduction of a mutation in the coding sequence of the gene coding for the PFK enzyme, in particular this mutation consisting of a stop codon. ".
  • this mutation consists of a "stop” codon introduced at its N- or C-terminal part.
  • this mutation consists of a "stop" codon introduced at the amino acid Tyrosine 61 1.
  • the mutation is found in the Fructose 2,6 diphosphate phosphofructokinase regulatory site. This mutation causes the deregulation of the enzyme thus decreasing its activity.
  • the residual phosphofructokinase activity is between 10% and 40%.
  • STD1 is a non-essential gene encoding a transcriptional repressor involved in the glucose signaling pathway (Schmidt et al., 1999).
  • a mutation is introduced into the coding sequence of the gene coding for the STD1 protein, this mutation consisting in a transposition of Tyrosine 85 to Asparagine, or in a transposition of all other conserved amino acids. at the equivalent position.
  • genes encoding STD1 may be called MSN3, SFS3.
  • the microorganism is genetically modified according to the invention at the level of a transcription elongation factor (NusG / SPT5), a phosphofructokinase (PFK) and a transcriptional repressor involved in the signaling pathway.
  • a transcription elongation factor NusG / SPT5
  • PFK phosphofructokinase
  • STD1 glucose in combination, either by combining NusG / SPT5 and PFK mutations, or by combining NusG / SPT5 and STD1 mutations, or by combining STD1 and PFK mutations, or by combining NusG / SPT5 mutations , PFK and STD1.
  • the three mutations as described above and in the examples may be introduced alone or in combination into a microorganism, expressing a functional RuBisCO, modified or not at the level of glycolysis and / or or at the level of the pentose phosphate pathway in order to improve the production yield of molecules of interest from sugars and carbon dioxide as described, for example, in applications WO 2014/129898, PCT / EP2018 / 052005 filed on January 26, 2018 and PCT / EP2018 / 052004 filed January 26, 2018.
  • the invention also relates to a genetically modified microorganism, as described above, which is further modified to produce molecules of interest.
  • molecules of interest may be a mono- or polyhydric alcohol, an ester, an ether, an acid, an aldehyde, a ketone or a hydrocarbon such as an alkane, an alkene or an alkyne.
  • the molecule of interest can be linear or cyclic and can be saturated or unsaturated.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce alcohols such as ethanol, 1,3 propanediol, 1,2 propanediol, 1,4 butanediol, 2,3 butanediol, 1,3 Butanediol, etc.
  • alcohols such as ethanol, 1,3 propanediol, 1,2 propanediol, 1,4 butanediol, 2,3 butanediol, 1,3 Butanediol, etc.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce at least one amino acid, such as arginine, lysine, methionine, threonine, proline, glutamate, homoserine, isoleucine and valine.
  • the microorganism is genetically engineered to produce or overproduce isoprenoid pathway molecules, such as farnesene, the terpenes pathway and the carotenoid pathway.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a vitamin or a precursor, such as pantoate, pantothenate, transneurosporene, phylloquinone, vitamin B12, vitamin B2, precursors of vitamin C and tocopherols .
  • a vitamin or a precursor such as pantoate, pantothenate, transneurosporene, phylloquinone, vitamin B12, vitamin B2, precursors of vitamin C and tocopherols .
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a sterol, such as squalene, cholesterol, testosterone, progesterone and cortisone.
  • a sterol such as squalene, cholesterol, testosterone, progesterone and cortisone.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a flavonoid, such as rambinone and vestinone.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce an organic acid, such as citric acid, coumaric acid, 3-hydroxypropionic acid, acetic acid, lactic acid, acid and the like. itaconic, gluconic acid, etc.
  • an organic acid such as citric acid, coumaric acid, 3-hydroxypropionic acid, acetic acid, lactic acid, acid and the like. itaconic, gluconic acid, etc.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a polyol, preferably selected from sorbitol, xylitol and glycerol.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a polyamine, preferentially spermidine.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce an aromatic molecule from a stereospecific hydroxylation, via a NADP-dependent cytochrome p450, preferentially chosen from phenylpropanoids, terpenes, lipids, tannins, flavors, hormones.
  • the microorganism is genetically modified to produce or overproduce fatty acids and lipids.
  • the invention also relates to a method for culturing a genetically modified microorganism according to the invention, comprising culturing said microorganism in a suitable culture medium in the presence of a carbon source comprising carbon dioxide.
  • the growth of microorganisms produces a biomass, followed by a step of recovering the metabolites of interest from the biomass and / or culture supernatant obtained.
  • Biomass and the metabolites of interest present in the biomass and / or in the culture supernatant can be harvested, separated, and then treated by any known method (purification, drying, grinding, extraction of metabolites, etc.).
  • appropriate culture medium generally refers to a medium of sterile culture providing nutrients essential or beneficial for the maintenance and / or growth of said microorganism, such as nitrogen sources such as ammonium sulfate; sources of phosphorus, for example, potassium phosphate monobasic; trace elements, for example, salts of copper, iodide, iron, magnesium, zinc or molybdate; vitamins and other growth factors such as amino acids or other growth promoters.
  • Antifoam can be added as needed.
  • this appropriate culture medium can be chemically defined or complex.
  • the culture medium can thus be of identical or similar composition to a synthetic medium, as defined by Verduyn et al., (Yeast 1992, 8: 501-17), adapted by Visser et al., (Biotechnology and Bioengineering. 2002. 79: 674-81), or commercially available such as YNB medium (Yeast Nitrogen Base, MP Biomedicals or Sigma-Aldrich).
  • a synthetic medium as defined by Verduyn et al., (Yeast 1992, 8: 501-17), adapted by Visser et al., (Biotechnology and Bioengineering. 2002. 79: 674-81), or commercially available such as YNB medium (Yeast Nitrogen Base, MP Biomedicals or Sigma-Aldrich).
  • the carbon source comprises carbon dioxide.
  • the contribution of carbon dioxide is made by adding gaseous carbon dioxide or in the form of carbonate in the solid state for a culture in a controlled atmosphere, for example by controlling the atmosphere in contact with the culture medium, or in bubbling the gas alone or in mixture with other gaseous elements in the culture medium.
  • the culture method is implemented with carbon dioxide as sole source of carbon and a supply of energy.
  • energy sources that can be used by living things. For example, reduced organic compounds (carbohydrates, organic acids), but also reduced mineral compounds (hh, NH 3 , CHU, sulphites and thiosulphates) or even light and electrons.
  • the cultivation process is carried out with photosynthetic microorganisms in autotrophic mode, with carbon dioxide as sole source of carbon and a light input.
  • the photosynthetic microorganisms that can be grown in the autotrophic mode are well known, in particular chosen from protists, in particular microalgae and cyanobacteria.
  • the carbon source is carbon dioxide and the process is carried out in the presence of hydrogen.
  • This process is implemented in particular for microorganisms capable of growing under chemolithoautotrophic conditions.
  • they are microorganisms that have endogenous or heterologous hydrogenase activity, such as microorganisms of the genus Cupriavidus or Rhodococcus, Escherichia or genetically modified Saccharomyces.
  • Hydrogen gas is added for controlled atmosphere cultivation, for example by controlling the atmosphere in contact with the culture medium, or by bubbling the gas alone or in admixture with carbon dioxide and other gaseous elements in the atmosphere.
  • the culture medium For microorganisms capable of growing on a source of organic carbon as the sole source of carbon, such as bacteria, yeasts, fungi and some protists, the culture medium may also contain a source of organic carbon and carbon dioxide.
  • the source of organic carbon is usually dissolved in the culture medium.
  • the culture medium may comprise a source of simple organic carbon as a source of organic carbon, such as glucose, galactose, sucrose, molasses, or the by-products of these sugars.
  • the single carbon source must allow normal growth of the microorganism of interest. It is also possible in some cases to use a complex carbon source, such as lignocellulosic biomass, rice straw, or starch. The use of a complex carbon source generally requires pretreatment before use.
  • the culture medium contains at least one carbon source among monosaccharides such as glucose, xylose or arabinose, disaccharides such as sucrose, glycerol.
  • the source of organic carbon may be the main source of carbon in the culture medium, the skilled person can determine the organic carbon / carbon dioxide ratio appropriate to its objectives of growth and production of metabolites of interest.
  • Some microorganisms capable of growing on an organic carbon source as the only source of carbon can also react to light, as some photosynthetic organisms that are also able to grow on a carbon source, without light, in heterotrophic mode.
  • the lighting is done in continuous or discontinuous form, in particular with alternating periods of lighting and periods of darkness, the alternation being able to simulate an alternation day / night according to natural cycles or in a more controlled manner with periods of illumination and dark periods of equal or variable controlled durations.
  • the light can be natural or artificial light, in a wide or narrow spectrum in the visible range, which can go to near IR and near UV.
  • any culture method allowing the production on an industrial scale of molecules of interest can be envisaged.
  • the culture is done in bioreactors, especially in batch mode, fed-batch and / or continuous culture.
  • the culture line associated with the production of the molecule of interest is fed-batch mode corresponding to a controlled feed into one or more substrates, for example via the addition of a concentrated solution of glucose, the concentration of which can be between 200 gL-1 and 700 gL-1 for a heterotrophic or mixotrophic culture.
  • Controlled vitamin feeding during the process may also be beneficial to productivity (Alfenore et al., Appl Microbiol Biotechnol, 2002. 60: 67-72). It is also possible to add a solution of ammonium salts to limit nitrogen intake.
  • Fermentation is generally conducted in bioreactors, with possible solid and / or liquid precultures in Erlenmeyer flasks, with a suitable culture medium containing at least one single carbon source.
  • the culture conditions of the microorganisms according to the invention are easily adaptable by those skilled in the art, depending on the microorganism.
  • the invention also relates to the biomass obtained by the culture method according to the invention.
  • the biomass according to the invention consists of microorganisms grown with or without all or part of the culture medium, in particular constituted by the fermentation juice at the end of culture.
  • the microorganisms that constitute it can be partially or totally lysed.
  • the invention also relates to the molecule of interest produced by the microorganism according to the invention.
  • Said microorganism can produce this molecule intracellularly, or extracellularly, in a fermentation process as described above.
  • a centrifugation step is generally necessary in order to separate the biomass from the culture supernatant.
  • a step of extracting said molecule of interest from the cellular biomass produced is necessary.
  • the molecule of interest thus extracted can also be purified.
  • a step of separating said molecule of interest from the culture supernatant is necessary.
  • the molecule of interest thus separated can also be purified.
  • Example 1 Construction of a yeast strain expressing PRK, RuBisCO and mutated on the SPT5 gene (A339P).
  • a yeast strain Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.286) derived from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) was engineered to express the endogenous SPT5 gene mutated at position 339 of its protein sequence, and characterize the effect of this mutation on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
  • strain SC0002 was carried out by homologous recombination according to the following protocol:
  • a linear genomic insertion cassette was constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), and then amplified by a final nested PCR step:
  • a first PCR product was produced on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 1 (SEQ ID NO: 12 'GCGTCGTCAG GAGAGGAACA GATTC 3') located 499 base pairs upstream of the site. mutation (position 1015 of the open reading phase) and of an antisense oligonucleotide 2 (SEQ ID NO: 13: 5 'GCTTAGGGGG TTC AT AT AG ATTCTTCCTG TGTAATTATC 3') localized at position 1015, introducing the point mutation g1015c leading to the missense mutation A339P on the protein sequence.
  • a third PCR product having at 5 'a 32 base pair overlap zone with the 3' end of the second PCR allowing the amplification of the BleMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG66 (Gueldener 2002) using the sense oligonucleotides 5 (SEQ ID NO: 16: 5 'CATATACGTA TGTATGTATG TATGCATATG TGCGTACGCT GCAGGTCGAC AACC 3') and antisense 6 (SEQ ID NO: 17: 5 'CATAGGCCAC TAGTGGATCT G AT AT CAC 3').
  • the final product was amplified by PCR nested using the sense oligonucleotides 9 (SEQ ID NO: 20 'CTTGGATATT GAAGCTGAGG TTAGTGATGA TG 3') and antisense 10 (SEQ ID NO: 21: 5 'CGATCCTGTG GTGAAACGGC ATGTGCTTTT C 3').
  • This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
  • the strain CEN.PK 1605 was then transformed with this linear DNA according to the following protocol:
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500 ⁇ l of PLTE solution (400 ⁇ l 50% Polyethylene glycol, 50 ⁇ l 1 M lithium acetate, 2.5 ml 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic).
  • the supernatant was removed, the cells resuspended in 100 ml sterile physiological saline and then plated on YPD selection medium supplemented with 80 ⁇ g / ml phleomycin and incubated for 72 h at 30 ° C.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR.
  • One of these clones was referenced as SC0002 (Mat to HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX)
  • the yeast strain SC0002 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. Cells were centrifuged for 5 minutes at 2500rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 25 ml of sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution. 10 ⁇ l of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 ⁇ g of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • YPD complex Yeast extract, Peptone, Dextrose
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000rpm, 1 min) and the supernatant removed.
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0003.
  • a yeast strain Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) resulting from the commercial strain CEN.PK 1 13- 7D (GenBank: JRIV00000000) is engineered to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • strain SC0001 The construction of strain SC0001 is carried out according to the following protocol:
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI of 50% Polyethylene glycol, 50mL of 1M lithium acetate, 2.5mL of ethylene diamine tetraacetic acid).
  • pCM185_pCM185-Tet PcYci-PRK-T CY ci, TRP1
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed.
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0001.
  • Example 2 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the STD1 gene (Y86N).
  • CEN.PK 1605 Musps has HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.28c
  • CEN.PK 1606 ⁇ Matte alpha HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c
  • CEN.PK 1 13-7D GenBank: JRIV00000000
  • SC0004 and SC0005 strains were constructed by homologous recombination according to the following protocol:
  • a linear genomic insertion cassette was constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), then amplified by a last step of nested PCR:
  • SEQ ID NO: 22 5 'CGTTACCATC GCGATTGTAG GAG 3'
  • an antisense oligonucleotide 12 SEQ ID NO: 23: CTGCATTTTC TGGTGGTGTA GTAACAAAAT TGTTGTTG
  • a third PCR product allowing the amplification of the PCYCI promoter derived from the Saccharomyces cerevisiae CYC1 gene (YJR048W, Cytochrome c, isoform 1), obtained by gene synthesis (Eurofins Genomics, France) and cloned into the plasmid P4 (PCM 1 85_TCYCI, TRP1) using sense oligonucleotides 15 (SEQ ID NO: 26: 5 'GAATTCATCA TGTAATTAGT TATGTCAC 3') and antisense 16 (SEQ ID NO: 27: 5 'GCATTAAAGC CTTCGAGCGT CC 3').
  • a fourth PCR product having 5 'a 22 base pair recovery zone with the 3' end of the third PCR and allowing the amplification of the HphMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG75 (Hegemann and Heick, 201 1) using the sense oligonucleotides 17 (SEQ ID NO: 28: 5 'GGACGCTCGA AGGCTTTAAT GCCGTACGCT GCAGGTCGAC AACC 3') and antisense 18 (SEQ ID NO: 29 'CATAGGCCAC TAGTGGATCT G AT AT CAC 3') .
  • the final product was amplified by PCR nested using the sense oligonucleotides 21 (SEQ ID No. 32: 5 'CGATTGTAGG AGGTTTTGCA CTACTTAACA G 3') and antisense 22 (SEQ ID NO: 33 'GGTAATACCG CGTTGATAAT AATGTAACAA TC 3').
  • This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
  • Each strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells were resuspended in 25 ml of sterile water and centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • YPD complex Yeast extract, Peptone, Dextrose
  • the cells were resuspended in 500 ⁇ l of PLTE solution (400 ⁇ l 50% Polyethylene glycol, 50 ⁇ l 1 M lithium acetate, 2.5 ml Ethylene Diamine Tetraacetic 200 mM, 5 mI Tris 1 M pH 7.5, 42.5 ml water).
  • 10 ⁇ l of "carrier" DNA denatured salmon sperm DNA
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated overnight at 30 ° C with shaking (180 rpm). The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells were resuspended in 100 ml sterile saline and then plated on YPD selection medium supplemented with 200 ⁇ g / ml hygromycin B and incubated for 72 h at 30 ° C.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR.
  • One of these clones was referenced SC0004 for the strain resulting from the transformation of CEN.PK1605 (Mat to HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1Y86N: HphM) or SC0005, for the strain resulting from the transformation of CEN.PK1606 ⁇ Alpha mat HIS3 ⁇ eu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std 1 Y86N: HphM).
  • the yeast strain SC0005 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed, cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500 ml of solution. 10 ⁇ l of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 ⁇ g of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • YPD complex Yeast extract, Peptone, Dextrose
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed.
  • YNB.D selection medium Yeast Nitrogen base, Dextrose
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0006.
  • Example 3 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the PFK2 gene (Y611 *).
  • a strain of yeast Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1606 (Matte HIS3 Heu3- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) was engineered to express the endogenous PFK2 gene truncated in its protein sequence at position 61 1 and characterize the effect of this mutation on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
  • strain SC0007 was carried out by homologous recombination according to the following protocol:
  • a linear genomic insertion cassette was constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), and then amplified by a final nested PCR step:
  • a third PCR product having in 5 'a recovery zone of 44 base pairs with the 3' end of the second PCR allowing the amplification of the NatMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG74 (Hegemann and Heick, 201 1) using the sense oligonucleotides 27 (SEQ ID NO 38: 5 'CAATGAATTT TTTGTTCCTT TCTTTTAATA ATACAAGTAC TACCCGTACG CTGCAGGTCG ACAACC 3') and antisense 28 (SEQ ID NO: 39: 5 'CATAGGCCAC TAGTGGATCT GATATCAC 3 ').
  • the final product was amplified by PCR nested using the sense oligonucleotides 31 (SEQ ID NO: 42 'GTCTTGAGGC CGTTAATGCC GTTTTGG 3') and antisense 32 (SEQ ID NO. 43: 5 'GTTTACATCT CCGTTCTTCG TGATAAGTTC ATAG 3').
  • This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
  • the strain CEN.PK 1606 was then transformed with this linear DNA according to the following protocol:
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPGE complex (Yeast extract, Peptone, Glycerol, Ethanol) complex at 30 ° C until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500 ⁇ l of PLTE solution (400 ⁇ l 50% Polyethylene glycol, 50 ⁇ l 1 M lithium acetate, 2.5 ml 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic).
  • the supernatant was removed and the cells were resuspended in 100 ml of sterile physiological saline and then plated on YPGE selection medium supplemented with 50 ⁇ g / ml of nourseothricin and incubated for 72 h at 30 ° C.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR.
  • One of these clones has been referenced SC0007 ⁇ Alpha mat HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c pfk2Y611 * : NatMX)
  • the yeast strain SC0007 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • the strain was cultured in a 50 ml volume of YPGE complex rich medium at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm min at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500 ⁇ l of PLTE solution. 10 ⁇ l of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ⁇ l of dimethylsulfoxide and 300 ⁇ g of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.E.AAM-LUW (Yeast) selection medium.
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0008.
  • Example 4 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the SPT5 (A339P) and STD1 (Y86N) genes.
  • a yeast strain Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.286) derived from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) was engineered to express the endogenous SPT5 gene mutated at position 339 of its protein sequence and STD1 gene mutated at position 86 of its protein sequence, and characterize the effect of these mutations on the RuBisCO activity of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
  • strain SC0009 was carried out by homologous recombination according to the following protocol:
  • Two linear genomic insertion cassettes were constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), and then amplified by a final nested PCR step.
  • a third PCR product having at 5 'a 32 base pair overlap zone with the 3' end of the second PCR allowing amplification of the BleMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites on the plasmid pUG66 (Gueldener, 2002) using the sense oligonucleotides 5 (SEQ ID NO 16).
  • the final product was amplified by PCR nested using the oligonucleotides sense 9 (SEQ ID NO 20) and antisense 10 (SEQ ID NO 21).
  • This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
  • SEQ ID NO 22 sense oligonucleotide 1 located 328 base pairs upstream of the mutation site (position 256 of the open phase reading) and an oligonucleotide antisense 12 (SEQ ID No. 23) located at position 256, introducing the t256a point mutation leading to the Y86N missense mutation on the protein sequence.
  • a third PCR product allowing the amplification of the PCYCI promoter derived from the Saccharomyces cerevisiae CYC1 gene (YJR048W, Cytochrome c, isoform 1), obtained by gene synthesis (Eurofins Genomics, France) and cloned into the plasmid P4 (PCM 1 85_TCYCI, TRP1) using oligonucleotides sense 15 (SEQ ID NO 26) and antisense 16 (SEQ ID NO 27).
  • a fourth PCR product exhibiting at 5 'a 22 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR and allowing the amplification of the HphMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG75 (Hegemann and Heick, 201 1) using oligonucleotides sense 17 (SEQ ID NO 28) and antisense 18 (SEQ ID NO 29).
  • the final product was amplified by PCR nested using the oligonucleotides sense 21 (SEQ ID NO 32) and antisense 22 (SEQ ID NO 33).
  • This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
  • the strain CEN.PK 1605 was then transformed with these linear DNAs according to the following protocol:
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After having removed the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI 50% Polyethylene glycol, 50mL 1M lithium acetate, 2.5mM 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic, 1 M Tris 1 M pH 7.5, 42.5 mI water).
  • the supernatant was removed and the cells were resuspended in 100 ml sterile saline and then plated on YPD selection medium supplemented with 80 ⁇ g / ml phleomycin and 200 ⁇ g / ml hygromycin B and incubated. 72 h at 30 ° C.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR.
  • One of these clones was referenced as SC0009 (Mat at HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX std1 Y86N: HphMX)
  • the yeast strain SC0009 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 25 ml of sterile water, and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution. 10 ⁇ l of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 ⁇ g of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on a selection medium YNB.D (Yeast Nitrogen Base, Dextrose). and incubated 72 h at 30 ° C.
  • YNB.D Yeast Nitrogen Base, Dextrose
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0010.
  • Example 5 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the genes SPT5 (A339P) and PFK2.
  • the two haploid strains SC0002 and SC0007 of opposite sex signs were plated on rich medium: YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) and YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycerol Ethanol) respectively, and incubated overnight at 30 ° C.
  • the strains were then placed in contact on a box of selective YPGE agar medium supplemented with 80 ⁇ g / ml of phleomycin and 50 ⁇ g / ml of nourseothricin, and incubated for two days at 30 ° C.
  • An isolated diploid isolate from this cross was then plated on the same selection medium and incubated overnight at 30 ° C.
  • the cells were then plated again on non-selective YPGE agar medium and incubated overnight at 30 ° C.
  • SM medium Sporulation Medium: 1% of potassium acetate, 0.1% of yeast extract
  • leucine 100 mg / ml
  • tryptophan 50 mg / ml
  • uracil 20 mg / ml.
  • Cells were placed at 30 ° C for 5 days to allow sporulation of each diploid cell into 4 haploid daughter cells (spores), pooled as tetrads.
  • the cell suspension was centrifuged for 5 min at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells washed with 5 ml of sterile water. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 500 ⁇ l of sterile water. The wall surrounding the 4 spores was degraded by enzymatic digestion overnight (30 ° C., with stirring 180 rpm) in the following reaction mixture: 250 ml of cell suspension, 2.4 ml of sterile water, 125 ml of Lyticase (Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, St.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the areas of interest by PCR.
  • the sexual sign of the clones was also tested by cross-breeding with protective strains of matte or alpha matte sexual signs.
  • One of these clones was referenced SC001 1 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX pfk2Y611 * : NatMX).
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml of rich YPGE medium at 30 ° C until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed, the cells resuspended in 25 ml of sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI 50% Polyethylene glycol, 50mL 1M lithium acetate, 2.5mM 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water).
  • 10 ⁇ l of "carrier" DNA denatured salmon sperm DNA
  • 5mg / ml 56mL of dimethylsulfoxide and 300ng of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.GE.AAM-LUW (Yeast Nitrogen) selection medium.
  • YNB.GE.AAM-LUW Yeast Nitrogen
  • Example 6 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the STD1 (Y86N) and PFK2 genes.
  • the two opposite SC0004 and SC0007 haploid strains were plated on rich medium: YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) and YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycerol Ethanol) respectively, and incubated overnight at 30 ° C.
  • the strains were then contacted on a box of selective YPGE agar medium supplemented with 200 ⁇ g / ml of hygromycin B and 50 ⁇ g / ml of nourseothricin, and incubated for two days at 30 ° C.
  • An isolated diploid isolate from this cross was then plated on the same selection medium and incubated overnight at 30 ° C.
  • the cells were then plated again on non-selective YPGE agar medium and incubated overnight at 30 ° C.
  • SM medium Sporulation Medium: 1% of potassium acetate, 0.1% of yeast extract
  • leucine 100 mg / ml
  • tryptophan 50 mg / ml
  • uracil 20 mg / ml.
  • Cells were placed at 30 ° C for 5 days to allow sporulation of each diploid cell into 4 haploid daughter cells (spores), pooled as tetrads.
  • the cell suspension was centrifuged for 5min at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells washed with 5 ml of sterile water. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 500 ⁇ l of sterile water. The wall surrounding the 4 spores was degraded by enzymatic digestion overnight (30 ° C., with stirring 180 rpm) in the following reaction mixture: 250 ml of cell suspension, 2.4 ml of sterile water, 125 ml of Lyticase (Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, St.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the areas of interest by PCR.
  • the sexual sign of the clones was also tested by cross-breeding with protective strains of matte or alpha matte sexual signs.
  • One of these clones was referenced SC0013 (MAT HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N: HphMX pfk2Y611 * : NatMX).
  • the yeast strain SC0013 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml of rich YPGE medium at 30 ° C until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI 50% Polyethylene glycol, 50mL 1M lithium acetate, 2.5mM 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water).
  • 10 ⁇ l of "carrier" DNA denatured salmon sperm DNA
  • 5mg / ml 56mL of dimethylsulfoxide and 300ng of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.GE.AAM-LUW (Yeast) selection medium.
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0014.
  • Example 7 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on SPT5 genes (A339P). STD1 (Y86N) and PFK2.
  • the two opposite sex sign haploid strains SC0009 and SC0007 were plated on rich medium: YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) and YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycerol Ethanol) respectively, and incubated overnight at 30 ° C.
  • the strains were then placed in contact on a box of selective YPGE agar medium supplemented with 200 ⁇ g / ml of hygromycin B and 50 ⁇ g / ml of nourseothricin, and incubated for two days at 30 ° C.
  • An isolated diploid isolate from this cross was then plated on the same selection medium and incubated overnight at 30 ° C.
  • the cells were then plated again on non-selective YPGE agar medium and incubated overnight at 30 ° C.
  • SM medium Sporulation Medium: 1% of potassium acetate, 0.1% of yeast extract
  • leucine 100 mg / ml
  • tryptophan 50 mg / ml
  • uracil 20 mg / ml.
  • Cells were put at 30 ° C for 5 days to allow sporulation of each diploid cell into 4 haploid daughter cells (spores), pooled as tetrads.
  • the cell suspension was centrifuged for 5min at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells washed with 5 ml of sterile water. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 500 ml of sterile water. The wall surrounding the 4 spores was degraded by enzymatic digestion overnight (30 ° C., with 180 rpm stirring) in the following reaction mixture: 250 ml of cell suspension, 2.4 ml of sterile water, 125 ml of Lyticase ( Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, St.
  • the clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the areas of interest by PCR.
  • the sexual sign of the clones was also tested by cross-breeding with protective strains of matte or alpha matte sexual signs.
  • One of these clones was referenced SC0015 (MAT HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N: HphMX spt5A339P: BleMX pfk2Y611 * : NatMX).
  • the yeast strain SC0013 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
  • the strain was cultured in a volume of 50 ml of rich YPGE medium at 30 ° C until the exponential growth phase.
  • the cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature.
  • the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI of 50% Polyethylene glycol, 50mL of 1M lithium acetate, 2.5mL of 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water).
  • 10 ⁇ l of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 ⁇ g of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
  • the cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C.
  • the cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C.
  • the cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.GE.AAM-LUW (Yeast) selection medium.
  • the clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0016.
  • SC0010, SC0012, SC00014, SC00016 expressing PRK RuBisCO and mutated at gene level SPT5 (A339P).
  • the 8 strains prepared in the preceding examples were cultured in order to characterize the effect of SPT5 mutations A339P, STD1 Y86N and PFK2 Y61 1 * , individually or in combination, on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in strain.
  • medium A used contained 6.7 g / L Yeast Nitrogen Base with ammonium sulfate (YNB w / SA, MP biomedicals, 4027-532) and 20 g / L glucose (Sigma, G7021). ), adjusted to pH 5.5 with sodium hydroxide solution (1M).
  • a second preculture stage was conducted by inoculating 50 ml of medium A into a 250 ml 0.05 AU baffle Erlenmeyer flask from the first preculture. This second preculture was grown at 30 ° C and 120 rpm at 10% CO2 (up to a target OD of 0.7 AU) This second preculture was used to inoculate the next culture step.
  • strains SC0001, SC0003, SC0006, SC0008, SC0010, SC0012, SC0014 and SC0016 were each carried out in 100 ml of medium A, in 500 ml baffled Erlenmeyer flask by inoculating at 0.05 AU from the second precultures.
  • the culture conditions used were the same as for the precultures (30 ° C, 120 rpm, 10% CO2) with the exception of the DC> 6 oo nm target end of culture of 0.5 AU.
  • the fermentation broth was first centrifuged for 10 minutes at 3000 g and at 4 ° C. The supernatant was then removed and the cell pellets were taken up in 500 ⁇ l of Tris-HCl buffer at pH 7.9. The cell suspension was then transferred to a 2 ml FastPrep tube (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) and then the cells were lysed at FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) by two cycles of 30 seconds at 1800 rpm. minute. The tubes were then centrifuged at 4 ° C.
  • RuBisCO activity was determined using CO2 as carbonate (NaHCO3, 50 mM) and Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5 mM) as substrates in 50 mM Tris-HCl buffer pH 7, 9 in the presence of DTT (2 mM), KCl (30 mM) and MgCh (10 mM). The reaction was stopped after 80 minutes by boiling (7 min at 95 ° C). The products of the enzymatic reaction and more particularly 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP) were quantified by liquid chromatography coupled to a UHPLC ultimate 3000 RS mass spectrometer.
  • the activities of RuBisCO expressed in the modified strains are summarized in the table below in products. min 1 mg -1 of total protein. These activities were compared with RuBisCO activity expressed in strain SC0001.
  • the strain SC0001 represents the reference RuBisCO activity without any other mutation in the genome.
  • RuBisCO has an activity of 10 ⁇ 7 nmol of products. min 1 1 .mg of total protein.
  • Truncating the endogenous PFK2 gene at position 61 1 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor of 5 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain without a mutated PFK2 gene.
  • Truncating the endogenous PFK2 gene at position 611 of its protein sequence and mutating the endogenous STD1 gene at position 86 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor of 9 relative to an RuBisCO expressed in a protein.
  • yeast strain without mutated gene The combination of these mutations makes it possible to improve the RuBisCO activity by a factor greater than that obtained with the PFK2 Y61 1 * or STD1 Y86N mutation alone.
  • Mutate the endogenous SPT5 gene at position 339 of its protein sequence, mutate the gene STD1 endogenous at position 86 of its protein sequence and truncating the endogenous PFK2 gene at position 61 1 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor 21 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain. without mutated gene.
  • the combination of these three mutations makes it possible to improve the RuBisCO activity by a factor greater than that obtained with the SPT5 mutation A339P, STD1 Y86N or PFK2 Y61 1 * alone.
  • Example 9 Construction and characterization of a Cupriavidus necator strain mutated at the NusG gene.
  • a strain of commercial bacterium CN0001 Cupriavidus necator H16 (DSMZ: 428) has been modified to express the mutated endogenous NusG (H16-A3502) gene at position 85 of its protein sequence, and to characterize the effect of this mutation on the activity. of RuBisCO.
  • a plasmid allowing the introduction of the mutation into the genome of Cupriavidus necator was cloned in one step in vitro via the NEBuilder® HiFi DNA Assembly Cloning (New England Biolabs, Evry, France) assembly protocol using fragments following:
  • a first PCR product allowing the amplification of an upstream homology zone at the codon coding for the methionine 85 of the NusG gene was carried out on the genomic DNA of the wild-type CN0001 strain using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO 44: 5 'AGATCCTTTA ATTCGAGCTC GGTACGTGGC AAAGATCCTC GACTAAGTTG 3'), located 631 base pairs upstream of the open reading phase of the NusG gene and having at 5 'a 25 nucleotide recovery zone with the 3' end of plasmid pL03 and antisense (SEQ ID NO: 45: 5 'AGCCGGGGAA GAAACGACGC TCGGTGACCG ACTTGT 3'), located 29 base pairs upstream of the mutation (position 223 of the open reading phase) and having at 5 'a recovery zone of 25 nucleotides with the 5 'end of the second PCR product.
  • SEQ ID NO 44 5 'AGATCCTTTA ATTC
  • a second PCR product allowing the amplification of the end of the coding sequence of the NusG gene (from position 224 of the open reading phase), modified to contain the a253c and t254c point mutations leading to the M85P missense mutation on the protein sequence was performed on a synthetic DNA fragment (Genscript) using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 46 'CGGTCACCGA GCGTCGTTTC TTCCCCGGCT ACG 3'), located 29 base pairs upstream of the mutation and having at 5 'an overlap region of 25 nucleotides with the 3' end of the first PCR product, and antisense (SEQ ID NO: 47 'CTTACGTGCC GATCACGCTG TCGCCGCACC TTCGGCACGG CCTCACGCTC CTCTTGGCGC CGCCACCGGG GCGGCGCCGT TGCCCGTTGC CGCCCTTTCA GGCCGCAACC GGCAAATTCC TTAAACCTTC TCGACCTGGC 3') , located
  • a third PCR product for the amplification of a chloramphenicol resistance cassette was made on the plasmid pKTrfp (Addgene plasmid # 59772, http://n2t.net/addgene:59772, RRID: Addgene_59772 (Bi et al. 2013)) using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 48: 5 'GGTGCGGCGA CAGCGTGATC
  • a fourth PCR product allowing the amplification of a zone of homology downstream of the NusG gene was carried out on the genomic DNA of the wild-type CN0001 strain using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 50 'AAGCACTAGT ATGCATGAAA
  • GGGCGGCAAC GGGCAAC 3 ' having at 5' an overlap zone of 30 nucleotides with the 3 'end third PCR product, and antisense (SEQ ID NO 51: 5' ACTTAATTAA GGATCCGGCG CGCCCACCCG GGGTCTTCCA TGCCGACGAT GTCAG 3 ') having in 5' a 25 nucleotide overlap area with the 5 'end of plasmid pL03 (Lenz and Friedrich., 1998).
  • the oligonucleotides were synthesized and purified by Eurofins Genomics (less than 30 nucleotides: desalted, more than 30 nucleotides: HPSF or Xtrem free for the oligonucleotide SEQ ID NO 47).
  • the PCR products were amplified with KOD Hot Start DNA Polymerase enzyme (Novagen) with 5% DMSO and purified on gel with the Nucleospin gel kit and PCR clean-up (Macherey-Nagel).
  • the skeletal plasmid pL03 (Lenz and Friedrich, 1998) was linearized with the restriction enzyme XmaI (New England Biolabs, Evry, France). The digestion product was gel purified with the Nucleospin gel kit and PCR clean-up (Macherey-Nagel).
  • Plasmid pL03-NusG (M85P) -CmR is inserted into an electrocompetent strain Escherichia coli S17-1 by electroporation using a Gene Pulser electroporator, BioRad (Datsenko and Wanner, 2000).
  • the selection of the positive clones was carried out by colony PCR using the DreamTaq Green PCR Master Mix enzyme (Thermo Scientific TM) and sense oligonucleotides (SEQ ID NO. 52) and antisense oligonucleotides (SEQ ID NO. 53).
  • a clone of interest was isolated on LB / agar medium (Tryptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, NaCI 5 g / L, Sigma-Aldrich, agar 20 g / L) containing 15 ⁇ g / mL of tetracycline and incubated overnight at 37 ° C.
  • the conjugation between Escherichia coli S17-1 cells and those of the wild strain CN0001 was adapted from the Lenz et al. 1994 protocol.
  • the sucrose selection method (15% sucrose used), combined with constant selection with 10 ⁇ g / ml of chloramphenicol (C0378, Sigma-Aldrich) allowed the insertion of the NusG cassette (M85P) -Terminator-CmR at the NusG locus.
  • the clones were validated by colony PCR using the DreamTaq Green PCR Master Mix enzyme (Thermo Scientific TM) and sense oligonucleotides (SEQ ID No.
  • Extraction of the genomic DNA was performed on the positive clones from 5 ml of culture incubated overnight in a rich medium (27.5% (w / v) of trypticase soy broth, TSB, Becton Dickinson, France) at 30 ° C, using the DNeasy UltraClean Microbial Kit Extraction Kit (Qiagen, Cat No./ID: 12224).
  • a PCR product covering the mutated zone was made using the enzyme Q5 High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs Inc.) and sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 62: 5 'GGCTGACAAGCTCATCGAGTG 3') and antisense (SEQ ID NO.
  • the Cupriavidus necator strain H16 NusG (M85P) -CmR was recovered and named CN0002.
  • the rich medium consisted of 27.5% (w / v) tryptic soy broth (TSB, Becton Dickinson, France).
  • the minimum medium used for Erlenmeyer cultures contained: 4.0 g / L NaH 2 PO 4 2H 2 O; 4.6 g / L of Na 2 HPO 4 12H 2 O; 0.45 g / LK 2 SO 4 ; 0.39 g / L MgSO 4 H 2 O; 0.062 g / L of CaCl 2 2H 2 O and 1 ml / L of trace element solution.
  • the element trace solution contained: 15 g / L FeSO 4 H 2 O; 2.4 g / L MnSO 4 H 2 O; 2.4 g / L of ZnSO 4 7H 2 0 and 0.48 g / L of CuSO 4 5H 2 O in 0.1 M of HCl.
  • Fructose (20 g / L) was used in heterotrophic culture as a carbon source.
  • NH 4 CI (1 g / L) was used as a nitrogen source to achieve a biomass concentration of about 6 g / L. 0.04 g / L of NaOH was added.
  • One colony isolated from each of CN0001 and CN0002 was first cultured for 8 h in 5 mL of medium rich with gentamycin (10 mg / L) and chloramphenicol (10 mg / L) (depending on strain) in culture tubes at 30 ° C with shaking (200 rpm). This first preculture was used to inoculate the second preculture to an initial 0.05 ⁇ g in 25 ml of minimal medium in 250 ml baffled Erlenmeyer flasks which were incubated for 20 h at 30 ° C, 200 rpm.
  • This second preculture was used to inoculate the heterotrophic culture in Erlenmeyer flasks in 50 ml of minimum medium in the presence of fructose (20 g / l), gentamycin (10 mg / l) and chloramphenicol (10 mg / l).
  • the initial ⁇ qboo target was 0.05.
  • the heterotrophic culture was carried out in a minimum medium volume of 50 ml in 500 ml baffled Erlenmeyer flasks at a temperature of 30 ° C. and a stirring of 200 rpm. An exponential phase of growth lasting 18-20 hours was carried out without air restriction, until a biomass of 3 g / L was obtained.
  • the cells were then washed twice with minimal medium without carbon source, taken up in 50 mL of the same medium and put into autotrophic culture using a commercial gas mixture of H 2/0 2 / C0 2 / N 2 (mol%: 60: 2: 10: 28, Air Liquide, Paris, France) for 48 hours.
  • the fermentation In order to assay RuBisCO enzymatic activities, the fermentation must was first centrifuged for 10 minutes at 4000 g and at 4 ° C. The supernatant was then removed and the cell pellets were taken up in 500 ⁇ l of Tris-HCl buffer at pH 7.9. The cell suspension was then transferred to a 2 ml FastPrep tube (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) and then the cells were lysed at FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) by two cycles of 30 seconds at 1800 rpm. minute. The tubes were then centrifuged at 4 ° C.
  • RuBisCO activity was determined using CO2 as carbonate (NaHCC> 3.50 mM) and Ribulose-1, 5-bisphosphate (RuBP, 5 mM) as substrates in 50 mM Tris-HCl pH buffer. 7.9 in the presence of DTT (2 mM), KCl (30 mM) and MgCl (10 mM). The reaction was stopped after 80 minutes by boiling (7 min at 95 ° C).
  • the products of the enzymatic reaction and more particularly 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP) were quantified by liquid chromatography coupled to a UHPLC ultimate 3000 RS mass spectrometer.
  • the activity of RuBisCO expressed in modified strain CN0002 is 130.7 ⁇ 1.1.8 products. min- 1 . mg -1 of total protein. This activity was compared to RuBisCO activity expressed in strain CN0001. The latter represents the reference RuBisCO activity without any other mutation in the genome. In strain CN0001, RuBisCO has an activity of 85.3 ⁇ 9.9 nmol of products. min 1 mg 1 of total protein. At Cupriavidus necator, the M85P mutation of the NusG gene improves RuBisCO activity by 53%.
  • the commercial strain of unicellular and haploid microalgae Nannocholoropsis oceanica CCMP1779 (National Center for Marine Algae and Microbiota, USA), named NG0001, is modified to express the endogenous SPT5 gene (gm1 .4073_g, scaffold_12: 256855-259739 (+)), mutated at position 294 of its protein sequence, and characterize the effect of this mutation on the activity of RuBisCO.
  • strain NG0002 SPT5A294P is carried out by homologous recombination, as described by Kilian et al., 201 1, according to the following protocol:
  • a linear genomic insertion cassette is constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), then amplified by a last PCR step:
  • a first PCR product allowing the amplification of a 1 kb recombination zone upstream of the putative SPT5 gene promoter is amplified on the genomic DNA of the NG0001 wild-type strain from a sense oligonucleotide (SEQ ID NO 64: 5 'ATGATGTGTG TCTTTCCACA TTGATC 3'), located 1440 base pair upstream of the translation initiation codon of the SPT5 gene, and antisense (SEQ ID NO 65: 5 'ATTTTGTATA CTTTACGCTTA TGTCTTTATG GACATTAGAC CATCGTACAC 3') located 441 pairs of bases upstream of the initiation codon and having at 5 'a 25 base pair overlap area with the 5' end of the second PCR.
  • SEQ ID NO 64 5 'ATGATGTGTGTG TCTTTCCACA TTGATC 3'
  • antisense SEQ ID NO 65: 5 'ATTTTGTATA CTTTACGCTTA TGTCTTTATG GACATTA
  • a second PCR product 5 ' having a 25 base pair overlap area with the 3' end of the second PCR and allowing amplification of the zeocin resistance gene Shble (Streptoalloteichus hindustanus), preceded by the promoter EF ( elongation factor) and monitoring of the terminator LDSP (lipid droplet surface protein), is amplified on the plasmid pNOC41 1 (Poliner et al., 2018), using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 66 'AGACATAGCG TAAAGTATAC AAAATGAC 3 ') and antisense (SEQ ID NO 67: 5' TGTTTCCACG ATAAAAATAG ACTGC 3 ').
  • a third PCR product is carried out on the genomic DNA of strain NG0001 using the sense oligonucleotide (SEQ ID NO 68: 5 'GCAGTCTATT TTTATCGTGG AAACAATCCA CATTGCATGG ATTCCTTTG 3'), located 440 base pairs upstream of the codon initiation of the SPT5 gene and having a 25-nucleotide overlap region with the 3 'end of the second PCR product, and antisense (SEQ ID NO: 69: 5' CGCTTCATTC CTGGGTTCA ACCAAGACAT GCCCTTTCG 3 ') localized within the SPT5 gene and allowing the introduction of the point mutation g880c leading to the missense mutation A294P on the protein sequence.
  • SEQ ID NO 68 5 'GCAGTCTATT TTTATCGTGG AAACAATCCA CATTGCATGG ATTCCTTTG 3'
  • a fourth PCR product allowing the amplification of a 1 kb recombination zone downstream of the g880c mutation and having at 5 'a 25 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR is performed on the genomic DNA of the NG0001 strain using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 70: 5 'CTTGGTTGAA CCCAGGAATG AAGCGGATGC ATCGG 3'), localized at the level of the g880c mutation, and antisense (SEQ ID NO 71: 5 'TGCTCAGGCC GGTTGCCACC TC 3 ') located in position 1882 of the nucleotide sequence of the SPT5 gene.
  • SEQ ID NO: 70 5 'CTTGGTTGAA CCCAGGAATG AAGCGGATGC ATCGG 3'
  • antisense SEQ ID NO 71: 5 'TGCTCAGGCC GGTTGCCACC TC 3 '
  • the final product is amplified by PCR using the oligonucleotides sense (SEQ ID NO 64) and antisense (SEQ ID NO 71). This PCR product is verified by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
  • the NG0001 strain is transformed with this linear DNA according to the following protocol:
  • the strain is cultured in F2N medium (Kilian et al., 201 1) (5 mM NFUCI, 880 mM NaNOs, 36 mM NaH 2 PO 4 .H 2 0, 106mM Na 2 SiO 3 .9H 2 O, FeCl 3 .
  • the cells are then immediately resuspended in 10 ml of F / 2 medium (Guillard and Ryther, 1962), NaN0 3 880 ⁇ M, NaH 2 PO 4 .H 2 0 36 mM, Na 2 SiO 3 .9H 2 0 106mM, FeCl 3 .6H 2 O 5.15 ⁇ M, Na 2 EDTA 2H 2 4.36 mM, CuSO 4 .5H 2 O 0.04 ⁇ M, Na 2 MoO 4 .2H 2 O 0.03 mM, ZnSO 4 .
  • the zeocin resistant colonies are then validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the SPT5 gene by PCR using the following oligonucleotides: SEQ ID NO. 72 (5 'CTTGCGAAGC AGAACTTCTG CTC 3'), SEQ ID NO. 73 ( 5 'CTTGTCGTAG CTGCCGACCT G 3'). Amplified PCR on genomic DNA a wild strain NG0001 is used as a control. One of these strains, having the point mutation g880c on the SPT5 gene, is conserved and referenced NG0002.
  • the oligonucleotides are synthesized and purified by Eurofins Genomics (HPSF or desalted in case of length less than 30 nucleotides).
  • the PCR products are amplified with the enzyme Taq DNA Polymerase (RR002A, Takara).
  • the standard medium consisted of 35 g / L sea salt, trace metal mixture (0.0196 mg.L 1 CuS0 4 * 5H 2 0, 0.0126 mg L 1 NaMo0 4 * 2H 2 0, 0.044 mg.L 1 ZnSO 4 * 7H 2 O, 0.01 mg.L 1 CoCl 2 and 0.36 mg.L 1 MnCl 2 * 4H 2 O), vitamin mixture (2.5 ⁇ g L 1 VB 12, 2 , 5 ⁇ g L 1 biotin, and 0.5 ⁇ g L 1 thiamine HCl) and 0.361 mM NaH 2 PO 4 .
  • the nitrogen source consists of 15 mM NaNO 3 for the growth phase (culture 1) and 8.8 mM for the culture phase under CO 2 (culture 2).
  • the medium is buffered at pH 7.8.
  • 550 ml of culture medium 2 is then inoculated with culture 1 to an OD730 nm of 0.9 in rectangular flasks having 225 cm 2 of cell culture surface.
  • the flasks are subjected to a LED type of light (maximum intensity of 2000 pE) with a cycle mimicking that of a summer day in southern California (14 hours of light and 10 hours of night), with agitation (575 rpm) at 25 ° C.
  • Cultures 2, lasting 10 days, are carried out under C0 2 enriched air (1% C0 2 ) at a flow rate of 300 ml / min. Each day, 30% of the culture volume (ie 165 mL) is removed and replaced by the same volume of fresh medium supplemented with 10 mL of distilled water (to compensate for evaporation).
  • the microalgae culture 2 is first centrifuged for 10 minutes at 3000 g and at 4 ° C. The supernatant is then removed and the cell pellets are taken up in 500 ⁇ l of Tris-HCl buffer at pH 7.9. The cell suspension is then transferred to a 2 ml FastPrep tube (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) and the cells are then lysed at FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) by two cycles of 30 seconds at 1800 revolutions per minute. The tubes are then centrifuged at 4 ° C.
  • the total protein concentration of the cell lysate is determined with the QuantiPro TM BCA kit (Sigma, QPBCA-1 KT).
  • RuBisCO activity is determined using CO2 as carbonate (NaHCC> 3.50 mM) and Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5 mM) as substrates in 50 mM Tris-HCl buffer pH 7. , 9 in the presence of DTT (2 mM), KCl (30 mM) and MgCh (10 mM). The reaction is stopped after 80 min by boiling (7 min at 95 ° C).
  • the products of the enzymatic reaction and more particularly 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP) are quantified by liquid chromatography coupled to a UHPLC ultimate 3000 RS mass spectrometer.
  • a volume of 30 ⁇ L is injected for each sample.
  • the identification of the compounds is based on their molecular weight and by comparison of retention times with standards. Quantification is performed using calibration curves of the appropriate standards.
  • the activity of RuBisCO will therefore be expressed in nmol of products. min 1 mg 1 of total protein.
  • the products are the sum of 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP).
  • the activity of RuBisCO expressed in the modified strain NG0002 is compared with the activity of RuBisCO expressed in strain NG0001.
  • Strain NG0001 represents the reference RuBisCO activity without any other mutation in the genome.
  • the Yeast Transcription Elongation Factor Spt4 / 5 is a sequence-specific RNA binding protein. Protein Sci. 25, 1710-1721. https://doi.Org/10.1002/pro.2976

Abstract

The invention concerns the improvement in the activity of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO, E.C. 4.1.1.39) in a microorganism expressing a functional RuBisCO capable of using carbon dioxide as the only source of carbon or in addition to another source of organic carbon, by genetic modification at a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of RNA polymerase.

Description

MICROORGANISME MODIFIÉ À ACTIVITÉ RUBISCO AMÉLIORÉE  MODIFIED MICROORGANISM WITH ENHANCED RUBISCO ACTIVITY
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne l’amélioration de l’activité de la ribulose-1 ,5- bisphosphate carboxylase / oxygénase (RuBisCO, E.C. 4.1 .1 .39) dans un microorganisme exprimant une RuBisCO fonctionnelle capable d’utiliser le dioxyde de carbone comme seule source de carbone ou en complément d’une autre source de carbone organique.  The present invention relates to the enhancement of the activity of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase (RuBisCO, EC 4.1 .1 .39) in a microorganism expressing a functional RuBisCO capable of using carbon dioxide alone. source of carbon or in addition to another source of organic carbon.
ETAT DE LA TECHNIQUE  STATE OF THE ART
La RuBisCO est l’enzyme de fixation du dioxyde de carbone du cycle de Calvin. Cette protéine, ses différentes formes, leurs séquences, leurs structures et leurs activités ont été largement étudiées et sont bien connues de l’homme du métier.  RuBisCO is the carbon dioxide binding enzyme of the Calvin cycle. This protein, its different forms, their sequences, their structures and their activities have been widely studied and are well known to those skilled in the art.
Améliorer l’activité RuBisCO dans les microorganismes permettrait d’améliorer l’utilisation du dioxyde de carbone par ces organismes, permettant, notamment, d’améliorer leurs rendements de production (Singh et al. 2018).  Improving RuBisCO activity in microorganisms would improve the use of carbon dioxide by these organisms, in particular to improve their production yields (Singh et al., 2018).
On connaît différents microorganismes exprimant un ensemble de gènes pour l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle, qu’il s’agisse d’un ensemble de gènes natifs ou hétérologues (WO 2014/096391 , WO 2014/129898, WO 2015/107496, WO 2015/177800).  Various microorganisms expressing a set of genes for the expression of a functional RuBisCO, whether it be a set of native or heterologous genes, are known (WO 2014/096391, WO 2014/129898, WO 2015/107496, WO 2015/177800).
Ces microorganismes sont mis en oeuvre dans des procédés industriels utilisant le dioxyde de carbone comme seule source de carbone ou en combinaison avec une source de carbone organique. Toutefois, l’activité RuBisCO est généralement limitante et il y a un intérêt à améliorer cette activité, notamment pour favoriser la productivité des procédés industriels.  These microorganisms are used in industrial processes using carbon dioxide as the sole source of carbon or in combination with a source of organic carbon. However, the RuBisCO activity is generally limiting and there is interest in improving this activity, in particular to promote the productivity of industrial processes.
Les inventeurs ont maintenant identifié de nouvelles modifications génétiques à apporter dans les microorganismes de manière à améliorer l’activité de la RuBisCO fonctionnelle exprimée.  The inventors have now identified new genetic modifications to be introduced into the microorganisms so as to improve the activity of the expressed functional RuBisCO.
Si certains ont déjà décrit des mutations dans des gènes connus pour être associés à la RuBisCO, comme la rubisco activase (WO 2013/123244), les modifications génétiques selon l’invention ne sont pas associées à des gènes connus pour être associés à la RuBisCO, son expression ou son activation.  While some have already described mutations in genes known to be associated with RuBisCO, such as rubisco activase (WO 2013/123244), the genetic modifications according to the invention are not associated with genes known to be associated with RuBisCO , its expression or activation.
EXPOSE DE L'INVENTION  SUMMARY OF THE INVENTION
L’invention concerne un microorganisme capable d’exprimer une RuBisCO fonctionnelle, caractérisé en ce qu’il est génétiquement modifié au niveau d’un facteur d’élongation de la transcription responsable de la modulation de la processivité de l’ARN polymerase pour améliorer l’activité de ladite RuBisCO fonctionnelle.  The invention relates to a microorganism capable of expressing a functional RuBisCO, characterized in that it is genetically modified at a transcriptional elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase to improve the metabolism. activity of said functional RuBisCO.
Les microorganismes modifiés selon l’invention peuvent être des microorganismes exprimant les gènes nécessaires à l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle native. Ces microorganismes sont en particulier choisis parmi les protistes, notamment les microalgues et les bactéries. Selon un autre aspect de l’invention les organismes modifiés sont des microorganismes qui n’expriment pas de RuBisCO fonctionnelle native et qui sont également modifiés afin d’exprimer un ensemble de gènes hétérologues nécessaires à l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle. The microorganisms modified according to the invention may be microorganisms expressing the genes necessary for the expression of a native functional RuBisCO. These microorganisms are in particular chosen from protists, in particular microalgae and bacteria. According to another aspect of the invention the modified organisms are microorganisms which do not express native functional RuBisCO and which are also modified to express a set of heterologous genes necessary for the expression of a functional RuBisCO.
L’ensemble des gènes pour l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle comprend les gènes codant pour les sous-unités de la RuBisCO et les gènes codant pour les protéines chaperonnes nécessaires à l’assemblage des sous-unités de la RuBisCO. Ces différents gènes peuvent être natifs ou hétérologues selon les microorganismes considérés.  The set of genes for the expression of a functional RuBisCO comprises the genes encoding the RuBisCO subunits and the genes encoding the chaperone proteins necessary for assembling the RuBisCO subunits. These different genes can be native or heterologous depending on the microorganisms considered.
Les microorganismes qui n’expriment pas de RuBisCO fonctionnelle native sont en particulier choisis parmi les bactéries, les levures, les champignons et les protistes.  Microorganisms that do not express native functional RuBisCO are in particular chosen from bacteria, yeasts, fungi and protists.
L’invention concerne également un procédé de culture d’un microorganisme génétiquement modifié selon l’invention, qu’il exprime ou non une RuBisCO fonctionnelle native, comprenant la culture dudit microorganisme sur un milieu de culture comprenant une source de carbone pour produire une biomasse et le cas échéant une étape de récupération de métabolites d’intérêt à partir de la biomasse et/ou du surnageant de culture obtenus. La source de carbone peut être du dioxyde de carbone ou une source de carbone organique combinée au dioxyde de carbone pour les microorganismes capables de croître avec une source de carbone organique comme seule source de carbone.  The invention also relates to a method for culturing a genetically modified microorganism according to the invention, whether or not it expresses a native functional RuBisCO, comprising culturing said microorganism on a culture medium comprising a carbon source for producing a biomass. and optionally a recovery step of metabolites of interest from the biomass and / or culture supernatant obtained. The carbon source may be carbon dioxide or a source of organic carbon combined with carbon dioxide for microorganisms capable of growing with a source of organic carbon as the only carbon source.
DESCRIPTION DES FIGURES  DESCRIPTION OF THE FIGURES
La Figure 1 représente la séquence consensus identifiée dans les séquences des protéines SPT5 et NusG par alignement des représentations 3D des protéines (la taille relative des lettres représentant un acide aminé à une position donnée est associée au nombre d’occurrences où l’on retrouve ce même acide aminé à la même position dans un gène SPT5 ou nusG).  Figure 1 represents the consensus sequence identified in the sequences of the SPT5 and NusG proteins by alignment of the 3D representations of the proteins (the relative size of the letters representing an amino acid at a given position is associated with the number of occurrences where this is found. same amino acid at the same position in a gene SPT5 or nusG).
La Figure 2 représente une représentation 3D de la superposition du domaine NGN de SPT5 de S. cerevisiae et NusG de E. coli. En noir sont représentés les éléments de structure secondaire du domaine NGN de SPT5 de S. cerevisiae. L’alanine 339 est représentée en bâton noir. Les éléments de structure secondaire de la protéine NusG d’E. coli ont été superposés à ceux du domaine NGN de SPT5, et sont représentés en gris clair. La chaîne latérale de la méthionine équivalente structuralement à A339 est figurée en bâton couleur gris clair. Par souci de clarté, les six premiers résidus N-terminaux de NusG ont été omis sur la représentation.  Figure 2 shows a 3D representation of the superposition of the S. cerevisiae SPT5 NGN domain and E. coli NusG. In black are represented the secondary structure elements of the S. cerevisiae SPT5 NGN domain. Alanine 339 is represented in black stick. The secondary structural elements of the NusG protein of E. coli have been superimposed on those of the NGN domain of SPT5, and are represented in light gray. The methionine side chain structurally equivalent to A339 is figured in a light gray colored stick. For the sake of clarity, the first six N-terminal residues of NusG have been omitted from the representation.
DEFINITIONS  DEFINITIONS
Les termes «microorganisme recombinant», «microorganisme modifié», « microorganisme génétiquement modifié » et «cellule hôte recombinante» sont utilisés ici de manière interchangeable et désignent des microorganismes qui ont été génétiquement modifiés pour exprimer ou pour sur exprimer des séquences nucléotidiques endogènes, pour exprimer des séquences nucléotidiques hétérologues, ou qui ont une altération de l'expression d'un gène endogène. Par «altération», on entend que l'expression du gène, ou niveau d'une molécule d'ARN ou molécules d'ARN équivalentes codant pour un ou plusieurs polypeptides ou sous-unités polypeptidiques, ou l'activité d'un ou plusieurs polypeptides ou sous-unités polypeptidiques est régulée, de sorte que l'expression, le niveau ou l'activité soit supérieur ou inférieur à celui observé en l'absence de modification. The terms "recombinant microorganism", "modified microorganism", "genetically modified microorganism" and "recombinant host cell" are used interchangeably herein to mean microorganisms that have been genetically engineered to express or express endogenous nucleotide sequences, to express heterologous nucleotide sequences, or that have an alteration of the expression of an endogenous gene. "Alteration" means that the expression of the gene, or level of an RNA molecule or equivalent RNA molecules encoding one or more polypeptides or polypeptide subunits, or the activity of one or more polypeptides or polypeptide subunits is regulated, so that the expression, level or activity is greater or less than that observed in the absence of modification.
Il est entendu que les termes «.microorganisme recombinant», «microorganisme modifié », « microorganisme génétiquement modifié » et «cellule hôte recombinante » se réfèrent non seulement à un microorganisme génétiquement modifié particulier, mais à la descendance ou à la descendance potentielle d'un tel organisme. Certaines modifications pouvant se produire dans les générations suivantes, du fait d'une mutation ou d'influences environnementales, cette progéniture peut ne pas être identique au microorganisme parent, mais elle est encore comprise dans le cadre du terme tel qu'utilisé ici.  It is understood that the terms "recombinant microorganism", "modified microorganism", "genetically modified microorganism" and "recombinant host cell" refer not only to a particular genetically modified microorganism, but to the offspring or potential offspring of such an organism. As some changes may occur in later generations because of mutation or environmental influences, this offspring may not be identical to the parent microorganism, but is still within the term as used herein.
Le terme « exogène » tel qu'utilisé ici en référence à diverses molécules (séquences nucléotidiques, peptides, enzymes, etc.), désigne des molécules qui ne sont pas normalement ou naturellement trouvées dans et / ou produites par le microorganisme considéré. A l’inverse, le terme "endogène" ou "natif en référence à diverses molécules (séquences nucléotidiques, peptides, enzymes, etc.), désigne des molécules qui sont normalement ou naturellement trouvées dans et / ou produit par le microorganisme considéré.  The term "exogenous" as used herein with reference to various molecules (nucleotide sequences, peptides, enzymes, etc.), refers to molecules that are not normally or naturally found in and / or produced by the microorganism of interest. Conversely, the term "endogenous" or "native" in reference to various molecules (nucleotide sequences, peptides, enzymes, etc.), refers to molecules that are normally or naturally found in and / or produced by the microorganism under consideration.
L’invention propose des microorganismes génétiquement modifiés, notamment pour la production d’une molécule d’intérêt, endogène ou exogène.  The invention provides genetically modified microorganisms, especially for the production of a molecule of interest, endogenous or exogenous.
Par microorganisme « génétiquement modifié », on entend que le génome du microorganisme a été modifié de manière à intégrer une séquence nucléique soit pour remplacer une séquence nucléique native, soit pour modifier une séquence nucléique native, soit pour supprimer une séquence nucléique native, soit pour ajouter une nouvelle séquence nucléique. Ladite séquence nucléique peut avoir été introduite dans le génome dudit microorganisme ou d’un de ses ascendants, par le biais de toute méthode de clonage moléculaire adaptée. Dans le contexte de l’invention, le génome du microorganisme s’entend de l’ensemble du matériel génétique contenu dans ledit microorganisme, y compris le matériel génétique extrachromosomique contenu par exemple dans des plasmides, épisomes, chromosomes synthétiques, etc. La séquence nucléique introduite peut être une séquence hétérologue, c’est-à-dire qui n’existe pas à l’état naturel dans ledit microorganisme, ou une séquence homologue. La séquence nucléique peut être un fragment de gène introduit pour remplacer le gène natif ou un fragment de ce dernier, en particulier pour remplacer une séquence codante, totalement ou en partie ou bien pour supprimer la séquence codante native, totalement ou en partie. Pour introduire une nouvelle séquence codante, avantageusement, on introduit dans le génome du microorganisme une unité transcriptionnelle comportant la séquence nucléique d’intérêt, placée sous le contrôle d’un ou plusieurs promoteur(s). Une telle unité transcriptionnelle comprend également, avantageusement, les séquences usuelles telles que des terminateurs transcriptionnels, et le cas échéant d’autres éléments de régulation de la transcription. En particulier, on désigne par « microorganisme capable d’exprimer une RuBisCO fonctionnelle native », un microorganisme exprimant de manière endogène des gènes codant pour une RuBisCO fonctionnelle. By "genetically modified" microorganism is meant that the genome of the microorganism has been modified to integrate a nucleic sequence either to replace a native nucleic sequence, or to modify a native nucleic sequence, or to delete a native nucleic sequence, or to add a new nucleic sequence. Said nucleic sequence may have been introduced into the genome of said microorganism or one of its ascendants, by means of any suitable molecular cloning method. In the context of the invention, the genome of the microorganism refers to all the genetic material contained in said microorganism, including the extrachromosomal genetic material contained for example in plasmids, episomes, synthetic chromosomes, etc. The nucleic acid sequence introduced may be a heterologous sequence, that is to say one that does not exist in the natural state in said microorganism, or a homologous sequence. The nucleic sequence may be a gene fragment introduced to replace the native gene or a fragment thereof, in particular to replace a coding sequence, wholly or in part or to suppress the native coding sequence, in whole or in part. To introduce a new coding sequence, it is advantageous to introduce into the genome of the microorganism a transcriptional unit comprising the nucleic sequence of interest, placed under the control of one or more promoter (s). Such a transcriptional unit also advantageously comprises the usual sequences such as transcriptional terminators and, if appropriate, other transcriptional regulation elements. In particular, the term "microorganism capable of expressing a native functional RuBisCO" denotes a microorganism endogenously expressing genes encoding a functional RuBisCO.
En particulier, on désigne par « microorganisme qui n’exprime pas une RuBisCO fonctionnelle native», un microorganisme n’exprimant pas de manière endogène des gènes codant pour une RuBisCO fonctionnelle et qui exprime des gènes hétérologues codant pour une RuBisCO fonctionnelle.  In particular, the term "microorganism that does not express a native functional RuBisCO" denotes a microorganism that does not endogenously express genes encoding a functional RuBisCO and that expresses heterologous genes coding for a functional RuBisCO.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION  DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
L’invention concerne un microorganisme capable d’exprimer une RuBisCO fonctionnelle, génétiquement modifié pour améliorer l’activité de ladite RuBisCO fonctionnelle.  The invention relates to a microorganism capable of expressing a functional RuBisCO, genetically modified to improve the activity of said functional RuBisCO.
L’activité de la RuBisCO peut être mesurée par tout moyen connu de l’homme du métier, notamment la méthode décrite dans l’exemple 8 ci-après.  The activity of RuBisCO can be measured by any means known to those skilled in the art, in particular the method described in Example 8 below.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention, les microorganismes génétiquement modifiés expriment une RuBisCO fonctionnelle native, en particulier choisis parmi les microorganismes procaryotes ou eucaryotes qui expriment une RuBisCO fonctionnelle native. Il peut s’agir de microorganismes comme les protistes, notamment les microalgues ou les cyanobactéries.  According to a first embodiment of the invention, the genetically modified microorganisms express a native functional RuBisCO, in particular chosen from prokaryotic or eukaryotic microorganisms which express a native functional RuBisCO. It may be microorganisms such as protists, especially microalgae or cyanobacteria.
Parmi les bactéries qui expriment une RuBisCO fonctionnelle native, on citera Hydrogenovibrio marinus, Rhodobacter capsulatus, Rhodobacter sphaeroides, Cupriavidus necator, Cupriavidus metallidurans, Corynebacterium autotrophicum, Nocardia autotrophica, Nocardia opaca, Rhodospirillum rubrum, Rhizobium japonicum, , Hydrogenomonas pantotropha, Hydrogenomonas eutropha, Hydrogenomonas facilis, Hydrogenophilus isleticus, Hydrogenophilus thermoluteolus, Xanthobacter autotrophicus, Xanthobacter flavus, Hydrogenophaga flava, Hydrogenophaga palleronii, Hydrogenophaga pseudoflava, Bradyrhizobium japonicum, Ralstonia eutropha, Alcaligenes eutrophus, Alcaligenes facilis, Alcaligenes hydrogenophilus, Alcaligenes latus, Alcaligenes paradoxus, Alcaligenes ruhletii, Amycolata sp., Aquaspirillum autotrophicum, Arthrobacter s train 1 1/X, Azospirillum lipoferum, Variovouax paradoxus, Acidovouax facilis, Bacillus schlegelii, Bacillus tusciae, Calderobacterium hydrogenophilum, Derxia gummosa, Flavobacterium autautresmophilum, Microcyclus aquaticus, Mycobacterium goudoniae, Paracoccus denitrificans, Persephonella marina, Persephonella guaymasensis, Renobacter vacuolatum, Thermocrinis ruber, Wautersia sp.  Among the bacteria which express a functional functional RuBisCO, mention will be made of Hydrogenovibrio marinus, Rhodobacter capsulatus, Rhodobacter sphaeroides, Cupriavidus necator, Cupriavidus metallidurans, Corynebacterium autotrophicum, Nocardia autotrophica, Nocardia opaca, Rhodospirillum rubrum, Rhizobium japonicum, Hydrogenomonas pantotropha, Hydrogenomonas eutropha, Hydrogenomonas Hydrogenophilus isleticus, Hydrogenophilus thermoluteolus, Xanthobacter autotrophicus, Xanthobacter flavus, Hydrogenophaga flava, Hydrogenophaga palleronii, Hydrogenophaga pseudoflava, Bradyrhizobium japonicum, Ralstonia eutropha, Alcaligenes eutrophus, Alcaligenes facilitis, Alcaligenes hydrogenophilus, Alcaligenes latus, Alkaligenes paradoxus, Alcaligenes ruhletii, Amycolata sp. , Aquaspirillum autotrophicum, Arthrobacter s train 1 1 / X, Azospirillum lipoferum, Variovouax paradoxus, Acidovouax facilis, Bacillus schlegelii, Bacillus tusciae, Calderobacterium hydrogenophilum, Derxia gummosa, Flavobacter ium autautresmophilum, Microcyclus aquaticus, Mycobacterium goudoniae, Paracoccus denitrificans, Persephonella marina, Persephonella guaymasensis, Renobacter vacuolatum, Thermocrinis ruber, Wautersia sp.
Parmi les cyanobactéries qui expriment une RuBisCO fonctionnelle native, on citera Acaryochloris marina, Anabaena variabilis, Arthrospira platensis, Arthrospira maxima, Chlorobium tepidum, Chlorobaculum sp., Cyanothece sp., Gloeobacter violaceus, Microcystis aeruginosa, Nostoc punctiforme, Prochlorococcus marinus, Synechococcus elongatus, Synechocystis sp., Thermosynechococcus elongatus, Trichodesmium erythraeum, et Rhodopseudomonas palustris. Among the cyanobacteria that express a native functional RuBisCO, mention may be made of Acaryochloris marina, Anabaena variabilis, Arthrospira platensis, Arthrospira maxima, Chlorobium tepidum, Chlorobaculum sp., Cyanothece sp., Gloeobacter violaceus, Microcystis aeruginosa, Nostoc punctiform, Prochlorococcus marinus, Synechococcus elongatus, Synechocystis sp., Thermosynechococcus elongatus, Trichodesmium erythraeum, and Rhodopseudomonas palustris.
Parmi les microalgues qui expriment une RuBisCO fonctionnelle native, on citera l’ensemble des algues microscopiques de type eucaryote, appartenant préférentiellement aux classes ou superclasses des Chlorophyceae, Chrysophyceae, Prymnesiophyceae, Diatomées ou Bacillariophyta, Euglénophyceae, Rhodophyceae, ou Trebouxiophyceae. Préférentiellement, les microalgues génétiquement modifiées selon l’invention sont choisies parmi Nannochloropsis sp. (e.g. Nannochloropsis oculata, Nannochloropsis gaditana, Nannochloropsis salina, Nannochloropsis oceanica), Tetraselmis sp. (e.g. Tetraselmis suecica, Tetraselmis chuii), Chlorella sp. (e.g. Chlorella salina, Chlorella protothecoides, Chlorella ellipsoidea, Chlorella emersonii, Chlorella minutissima, Chlorella pyrenoidosa, Chlorella sorokiniana, Chlorella vulgaris), Chlamydomonas sp. (e.g. Chlamydomonas reinhardtii) Dunaliella sp. (e.g. Dunaliella tertiolecta, Dunaliella salina), Phaeodactylum tricornutum, Botrycoccus braunii, Chroomonas salina, Cyclotella cryptica, Cyclotella sp., Ettlia texensis, Euglena gracilis, Gymnodinium nelsoni, Haematococcus pluvialis, Isochrysis galbana, Monoraphidium minutum, Monoraphidium sp., Neochloris oleoabundans, Nitzschia laevis, Onoraphidium sp., Pavlova lutheri, Phaeodactylum tricornutum, Porphyridium cruentum, Scenedesmus sp. (e.g. Scenedesmus obliquuus, Scenedesmus quadricaula, Scenedesmus sp.), Stichococcus bacillaris, Spirulina platensis, Thalassiosira sp.  Among the microalgae which express a native functional RuBisCO, mention will be made of all the eukaryotic-type microscopic algae, preferentially belonging to the classes or superclasses of Chlorophyceae, Chrysophyceae, Prymnesiophyceae, Diatomaceous or Bacillariophyta, Euglenophyceae, Rhodophyceae, or Trebouxiophyceae. Preferentially, the microalgae genetically modified according to the invention are chosen from Nannochloropsis sp. (e.g. Nannochloropsis oculata, Nannochloropsis gaditana, Nannochloropsis salina, Nannochloropsis oceanica), Tetraselmis sp. (e.g. Tetraselmis suecica, Tetraselmis chuii), Chlorella sp. (e.g. Chlorella salina, Chlorella protothecoides, Chlorella ellipsoidea, Chlorella emersonii, Chlorella minutissima, Chlorella pyrenoidosa, Chlorella sorokiniana, Chlorella vulgaris), Chlamydomonas sp. (e.g. Chlamydomonas reinhardtii) Dunaliella sp. (eg Dunaliella tertiolecta, Dunaliella salina), Phaeodactylum tricornutum, Botrycoccus braunii, Chroomonas salina, Cyclotella cryptica, Cyclotella sp., Ettlia texensis, Euglena gracilis, Gymnodinium nelsoni, Haematococcus pluvialis, Isochrysis galbana, Monoraphidium minutum, Monoraphidium sp., Neochloris oleoabundans, Nitzschia laevis, Onoraphidium sp., Pavlova lutheri, Phaeodactylum tricornutum, Porphyridium cruentum, Scenedesmus sp. (e.g. Scenedesmus obliquus, Scenedesmus quadricaula, Scenedesmus sp.), Stichococcus bacillaris, Spirulina platensis, Thalassiosira sp.
Selon l’invention, tous microorganismes qui n’expriment pas une RuBisCO fonctionnelle native peuvent être employés, ces microorganismes étant génétiquement modifiés pour exprimer une RuBisCO fonctionnelle hétérologue. En particulier, ces microorganismes sont choisis parmi les bactéries, les levures, les champignons et les protistes.  According to the invention, any microorganisms which do not express a native functional RuBisCO can be employed, these microorganisms being genetically modified to express a heterologous functional RuBisCO. In particular, these microorganisms are selected from bacteria, yeasts, fungi and protists.
Dans un mode de réalisation, le microorganisme qui n’exprime pas une RuBisCO fonctionnelle native génétiquement modifié selon l’invention est une levure, préférentiellement choisie parmi les levures ascomycètes ( Spermophthoraceae et Saccharomycetaceae), les levures basidiomycètes ( Leucosporidium , Rhodosporidium, Sporidiobolus, Filobasidium, et Filobasidiella) et les levures deuteromycètes appartenant au Fungi imperfecti ( Sporobolomycetaceae , et Cryptococcaceae). Préférentiellement, la levure génétiquement modifiée selon l’invention appartient au genre Pichia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Rhodosporidium, Yarrowia, ou Debaryomyces. Plus préférentiellement, la levure génétiquement modifiée selon l’invention est choisie parmi Pichia pastoris, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces diastaticus, Saccharomyces douglasii, Saccharomyces kluyveri, Saccharomyces norbensis, Saccharomyces oviformis, Schizosaccharomyces pombe, Candida albicans, Candida tropicalis, Rhodotorula glutinis, Rhodosporidium toruloides, Yarrowia lipolytica, Debaryomyces hansenii et Lipomyces starkeyi. In one embodiment, the microorganism that does not express a functional native RuBisCO genetically modified according to the invention is a yeast, preferably selected from ascomycete yeasts (Spermophthoraceae and Saccharomycetaceae), basidiomycetes yeasts (Leucosporidium, Rhodosporidium, Sporidiobolus, Filobasidium and Filobasidiella) and deuteromycete yeasts belonging to Fungi imperfecti (Sporobolomycetaceae, and Cryptococcaceae). Preferentially, the genetically modified yeast according to the invention belongs to the genus Pichia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Rhodosporidium, Yarrowia, or Debaryomyces. More preferably, the genetically modified yeast according to the invention is chosen from Pichia pastoris, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces diastaticus, Saccharomyces douglasii, Saccharomyces kluyveri and Saccharomyces norbensis. Saccharomyces oviformis, Schizosaccharomyces pombe, Candida albicans, Candida tropicalis, Rhodotorula glutinis, Rhodosporidium toruloides, Yarrowia lipolytica, Debaryomyces hansenii and Lipomyces starkeyi.
Dans un autre mode de réalisation, le microorganisme qui n’exprime pas de RuBisCO fonctionnelle native génétiquement modifié selon l’invention est un champignon, et plus particulièrement un champignon « filamenteux ». Dans le contexte de l’invention, les « champignons filamenteux » désignent toutes les formes filamenteuses de la sous-division Eumycotina. Par exemple, le champignon génétiquement modifié selon l’invention appartient au genre Aspergillus, Trichoderma, Neurospora, Podospora, Endothia, Mucor, Cochiobolus ou Pyricularia. Préférentiellement, le champignon génétiquement modifié selon l’invention est choisi parmi Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus awomari, Aspergillus oryzae, Aspergillus terreus, Neurospora crassa, Trichoderma reesei, et Trichoderma viride.  In another embodiment, the microorganism that does not express functional native RuBisCO genetically modified according to the invention is a fungus, and more particularly a "filamentous" fungus. In the context of the invention, "filamentous fungi" refers to all filamentous forms of the Eumycotina subdivision. For example, the genetically modified fungus according to the invention belongs to the genus Aspergillus, Trichoderma, Neurospora, Podospora, Endothia, Mucor, Cochiobolus or Pyricularia. Preferably, the genetically modified fungus according to the invention is chosen from Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus awomari, Aspergillus oryzae, Aspergillus terreus, Neurospora crassa, Trichoderma reesei, and Trichoderma viride.
Dans un mode de réalisation, le microorganisme qui n’exprime pas de RuBisCO fonctionnelle native génétiquement modifié selon l’invention est une bactérie, préférentiellement choisie parmi les phyla Acidobacteria, Actinobacteria, Aquificae, Bacterioidetes, Chlamydiae, Chlorobi, Chloroflexi, Chrysiogenetes, Cyanobacteria, Deferribacteres, Deinococcus-Thermus, Dictyoglomi, Fibrobacteres, Firmicutes, Fusobacteria, Gemmatimonadetes, Nitrospirae, Planctomycetes, Proteobacteria, Spirochaetes, Thermodesulfobacteria, Thermomicrobia, Thermotogae, ou Verrucomicrobia. De manière préférée, la bactérie génétiquement modifiée selon l’invention appartient au genre Acaryochloris, Acetobacter, Actinobacillus, Agrobacterium, Alicyclobacillus, Anabaena, Anacystis, Anaerobiospirillum, Aquifex, Arthrobacter, Arthrospira, Azobacter, Bacillus, Brevibacterium, Burkholderia, Chlorobium, Chromatium, Chlorobaculum, Clostridium, Corynebacterium, Cupriavidus, Cyanothece, Enterobacter, Deinococcus, Erwinia, Escherichia, Geobacter, Gloeobacter, Gluconobacter, Hydrogenobacter, Klebsiella, Lactobacillus, Lactococcus, Mannheimia, Mesorhizobium, Methylobacterium, Microbacterium, Microcystis, Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrospina, Nitrospira, Nostoc, Phormidium, Prochlorococcus, Pseudomonas, Ralstonia, Rhizobium, Rhodobacter, Rhodococcus, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Salmonella, Scenedesmun, Serratia, Shigella, Staphylococcus, Streptomyces, Synechoccus, Synechocystis, Thermosynechococcus, Trichodesmium, ou Zymomonas. De manière encore préférée, la bactérie génétiquement modifiée selon l’invention est choisie parmi les espèces Agrobacterium tumefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Aquifex aeolicus, Aquifex pyrophilus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefacines, Brevibacterium ammoniagenes, Brevibacterium immariophilum, Clostridium pasteurianum, Clostridium ljungdahlii, Clostridium acetobutylicum, Clostridium beigerinckii, Corynebacterium glutamicum, Cupriavidus necator, Cupriavidus metallidurans, Enterobacter sakazakii, Escherichia coli, Gluconobacter oxydans, Hydrogenobacter thermophilus, Klebsiella oxytoca, Lactococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Mannheimia succiniciproducens, Mesorhizobium loti, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas mevalonii, Pseudomonas pudica, Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens, Rhizobium etli, Rhodobacter capsulatus, Rhodobacter sphaeroides, Rhodospirillum rubrum, Salmonella enterica, Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Staphylococcus aureus, Streptomyces coelicolor et Zymomonas mobilis. In one embodiment, the microorganism that does not express functional native RuBisCO genetically modified according to the invention is a bacterium, preferably selected from phyla Acidobacteria, Actinobacteria, Aquificae, Bacterioidetes, Chlamydiae, Chlorobi, Chloroflexi, Chrysiogenetes, Cyanobacteria, Deferribacteria, Deinococcus-Thermus, Dictyoglomi, Fibrobacteria, Firmicutes, Fusobacteria, Gemmatimonadetes, Nitrospirae, Planctomycetes, Proteobacteria, Spirochaetes, Thermodesulfobacteria, Thermomicrobia, Thermotogae, or Verrucomicrobia. Preferably, the bacterium genetically modified according to the invention belongs to the genus Acaryochloris, Acetobacter, Actinobacillus, Agrobacterium, Alicyclobacillus, Anabaena, Anacystis, Anaerobiospirillum, Aquifex, Arthrobacter, Arthrospira, Azobacter, Bacillus, Brevibacterium, Burkholderia, Chlorobium, Chromatium, Chlorobaculum , Clostridium, Corynebacterium, Cupriavidus, Cyanothece, Enterobacter, Deinococcus, Erwinia, Escherichia, Geobacter, Gloeobacter, Gluconobacter, Hydrogenobacter, Klebsiella, Lactobacillus, Lactococcus, Mannheimia, Mesorhizobium, Methylobacterium, Microbacterium, Microcystis, Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrospina, Nitrospira, Nostoc , Phormidium, Prochlorococcus, Pseudomonas, Ralstonia, Rhizobium, Rhodobacter, Rhodococcus, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Salmonella, Scenedesmun, Serratia, Shigella, Staphylococcus, Streptomyces, Synechoccus, Synechocystis, Thermosynechococcus, Trichodesmium, or Zymomonas. More preferably, the bacterium genetically modified according to the invention is selected from the species Agrobacterium tumefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogens, Aquifex aeolicus, Aquifex pyrophilus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefacines, Brevibacterium ammoniagenes, Brevibacterium immariophilum, Clostridium pasteurianum, Clostridium ljungdahlii , Clostridium acetobutylicum, Clostridium beigerinckii, Corynebacterium glutamicum, Cupriavidus necator, Cupriavidus metallidurans, Enterobacter sakazakii, Escherichia coli, Gluconobacter oxydans, Hydrogenobacter thermophilus, Klebsiella oxytoca, Lactococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Mannheimia succiniciproducens, Mesorhizobium loti, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas mevalonii, Pseudomonas pudica, Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens, Rhizobium etli, Rhodobacter capsulatus, Rhodobacter sphaeroides , Rhodospirillum rubrum, Salmonella enterica, Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Staphylococcus aureus, Streptomyces coelicolor and Zymomonas mobilis.
L’invention concerne donc un microorganisme capable d’exprimer une RuBisCO fonctionnelle, caractérisé en ce qu’il est génétiquement modifié au niveau d’un facteur d’élongation de la transcription responsable de la modulation de la processivité de l’ARN polymerase et de la stabilité de la machinerie d'élongation de l'ARN polymérase.  The invention thus relates to a microorganism capable of expressing a functional RuBisCO, characterized in that it is genetically modified at the level of a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase and of the stability of the RNA polymerase elongation machinery.
Les facteurs d’élongation de la transcription responsable de la modulation de la processivité de l’ARN polymerase sont connus de l’homme du métier, en particulier les gènes nusG et SPT5, facteurs d'élongation de la transcription qui aide à la synthèse d'ARN sur matrice d'ADN par des ARN polymérases cellulaires (ARNP) (Yakhnin and Babitzke, 2015). SPT5, présent chez tous les eucaryotes et les archea, couple le traitement de l'ARN et la modification de la chromatine à l'élongation de la transcription (Blythe et al., 2016). NusG présente chez toutes les bactéries, participe à une grande variété de processus, y compris la pause de l’ARNP et la terminaison Rho-dépendante. NusG/SPT5 régule la processivité de la transcription de l'ARN polymérase et est important dans la stabilité de la machinerie d'élongation de l'ARNP. La composition du domaine modulaire de NusG / SPT5 et la manière dont il se lie à l'ARNP sont conservées dans les trois domaines de la vie. NusG / SPT5 enferme l’ARNP autour d’un canal de liaison à l'ADN, ce qui permet de moduler la processivité de la transcription. Le recrutement de facteurs supplémentaires à l'allongement de l’ARNP peut être une autre fonction conservée de cette protéine omniprésente.  Transcription elongation factors responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase are known to those skilled in the art, in particular the nusG and SPT5 genes, transcription elongation factors which aid the synthesis of RNA on DNA template by cellular RNA polymerases (ARNP) (Yakhnin and Babitzke, 2015). SPT5, present in all eukaryotes and archaea, couples RNA treatment and chromatin modification to transcriptional elongation (Blythe et al., 2016). NusG is present in all bacteria and participates in a wide variety of processes, including the break in ARNP and the Rho-dependent termination. NusG / SPT5 regulates the processivity of RNA polymerase transcription and is important in the stability of the RNAP elongation machinery. The composition of the NusG / SPT5 modular domain and the way it binds to the ARNP are conserved in all three domains of life. NusG / SPT5 encloses the ARNP around a DNA binding channel, which allows to modulate the processivity of the transcription. Recruiting additional factors to the lengthening of the ARNP may be another conserved function of this ubiquitous protein.
Selon l’organisme, les gènes codant pour NusG / SPT5 peuvent s’appeler nusG (e.g. Escherichia coli), SPT5 (e.g. Saccharomyces cerevisiae), facteur d’élongation, facteur d’élongation de la chromatine, protéine de terminaison / anti terminaison de la transcription.  Depending on the organism, the genes coding for NusG / SPT5 may be called nusG (eg Escherichia coli), SPT5 (eg Saccharomyces cerevisiae), elongation factor, chromatin elongation factor, termination / anti-termination protein. the transcription.
Le tableau ci-dessous liste, à titre d’exemples, les séquences codant pour un facteur d’élongation NusG ou SPT5.  The table below lists, by way of example, the sequences coding for a NusG or SPT5 elongation factor.
Tableau 1 : Exemples de séquences codant pour NusG / SPT5  Table 1: Examples of sequences coding for NusG / SPT5
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Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, la modification génétique du microorganisme au niveau d’un facteur d’élongation de la transcription responsable de la modulation de la processivité de l’ARN polymerase et de la stabilité de la machinerie d'élongation de l'ARN polymérase comprend l’expression d’un facteur d’élongation de la transcription muté, en particulier l’expression d’une protéine NusG/SPT5 mutée. According to a preferred embodiment of the invention, the genetic modification of the microorganism at the level of a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase and the stability of the elongation machinery RNA polymerase comprises the expression of a mutated transcription elongation factor, in particular the expression of a mutated NusG / SPT5 protein.
Cette expression d’une protéine mutée est réalisée par l’expression d’un gène codant pour la protéine mutée dans le microorganisme génétiquement modifié selon l’invention.  This expression of a mutated protein is achieved by the expression of a gene coding for the mutated protein in the genetically modified microorganism according to the invention.
Cette mutation est avantageusement une transposition (substitution) d’au moins un acide aminé par un autre acide aminé dans la protéine NusG/SPT5.  This mutation is advantageously a transposition (substitution) of at least one amino acid by another amino acid in the NusG / SPT5 protein.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, au moins une mutation est localisée dans l’un des éléments de structure secondaire commun au domaine NGN de SPT5 et NusG, c’est-à-dire, les trois hélices alpha (a1 , a2 et a3) ainsi que les quatre brins béta (b1 , b2, b3 et b4). Plus avantageusement, au moins une mutation est introduite au niveau de l’extrémité C-terminale du feuillet b3.  According to a particular embodiment of the invention, at least one mutation is localized in one of the secondary structure elements common to the NGN domain of SPT5 and NusG, that is to say, the three alpha helices (a1, a2 and a3) as well as the four beta strands (b1, b2, b3 and b4). More preferably, at least one mutation is introduced at the C-terminal end of the b3 sheet.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, la protéine NusG/SPT5 mutée comprend une mutation dans une séquence consensus de 9 acides aminés représentée sur la Figure 1.  According to a preferred embodiment of the invention, the mutated NusG / SPT5 protein comprises a mutation in a 9 amino acid consensus sequence shown in FIG.
Cette séquence peut être identifiée sur la structure 3D des protéines en superposant les représentations 3D comme sur la Figure 2. L’homme du métier connaît bien les méthodes de représentation 3D de protéines, notamment avec le logiciel Pymol.  This sequence can be identified on the 3D structure of the proteins by superimposing the 3D representations as in FIG. 2. Those skilled in the art are familiar with 3D protein representation methods, in particular with the Pymol software.
Cette séquence consensus est constituée d’un premier acide aminé qui est soit une Glycine soit une Asparagine, un deuxième acide aminé présentant une chaîne latérale à fort encombrement stérique (Tyrosine, Histidine, Lysine, Arginine, etc...), un troisième acide aminé apolaire, un quatrième acide aminé qui est soit une Tyrosine soit une Leucine, un cinquième acide aminé apolaire, un sixième acide aminé qui pourra être soit un Acide Glutamique soit une Glutamine soit une Arginine, un septième acide aminé qui sera soit une Alanine soit une Serine soit une Méthionine soit une Isoleucine, les deux derniers acides aminés présentent des chaînes latérales polaire et/ou encombrante. This consensus sequence consists of a first amino acid which is either a glycine or an asparagine, a second amino acid having a sterically hindered side chain (Tyrosine, Histidine, Lysine, Arginine, etc.), a third acid apolar amine, a fourth amino acid which is either a tyrosine or a leucine, a fifth amino acid apolar, a sixth amino acid which may be either a Glutamic acid or a Glutamine is an Arginine, a seventh amino acid that will be either a Alanine is a Serine or a Methionine or an Isoleucine, the last two amino acids have polar side chains and / or bulky.
Tableau 2: Exemples de séquences consensus de 9 acides aminés dans NusG / SPT5  Table 2: Examples of consensus sequences of 9 amino acids in NusG / SPT5
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Selon un mode préféré de réalisation, la protéine NusG/SPT5 exprimée dans le microorganisme génétiquement modifié selon l’invention comprend une mutation consistant en une transposition du septième acide aminé (soit une Alanine soit une Serine soit une Méthionine soit une Isoleucine) en tout acide aminé autre que l’acide aminé présent dans la séquence native.
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According to a preferred embodiment, the NusG / SPT5 protein expressed in the genetically modified microorganism according to the invention comprises a mutation consisting of a transposition of the seventh amino acid (either an Alanine or a Serine or a Methionine or an Isoleucine) in any acid amine other than the amino acid present in the native sequence.
Plus préférentiellement, la mutation consistant en une transposition du septième acide aminé (soit une Alanine soit une Serine soit une Méthionine soit une Isoleucine) en Proline est introduite.  More preferably, the mutation consisting of a transposition of the seventh amino acid (an alanine or a serine or a methionine is an isoleucine) in Proline is introduced.
L’homme du métier saura repérer l’équivalence structurale de la position de la mutation. Those skilled in the art will be able to identify the structural equivalence of the position of the mutation.
Par exemple chez Saccharomyces cerevisiae, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à l’Alanine en position 339 dans la protéine SPT5. La chaîne latérale de l’alanine 339 est orientée vers le cœur hydrophobe de ce domaine et pointe vers les résidus 1322, 1337, V344 et 1345. Par ailleurs, elle est vicinale de l’acide glutamique E338, bien décrit dans la littérature pour interagir par liaison hydrogène directement avec la protéine SPT4 de S. cerevisiae. For example, in Saccharomyces cerevisiae, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to Alanine at position 339 in the SPT5 protein. The side chain of alanine 339 is oriented towards the hydrophobic core of this domain and points to residues 1322, 1337, V344 and 1345. Furthermore, it is vicinal of glutamic acid E338, well described in the literature to interact with by hydrogen bonding directly with the SPT4 protein of S. cerevisiae.
La mutation consiste avantageusement en une substitution de l’Alanine 339 par tout acide aminé autre qu’une Alanine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de l’Alanine 339 par une Proline. Par exemple chez Escherichia coli, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 73 dans la protéine NusG. The mutation advantageously consists of a substitution of Alanine 339 by any amino acid other than Alanine. More preferably, the mutation consists of a substitution of Alanine 339 by a Proline. For example, in Escherichia coli, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Methionine at position 73 in the NusG protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution de la Méthionine en position 73 en tout acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 73 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of the methionine at position 73 for any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 73 with a Proline.
Par exemple chez Cupriavidus necator, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 85 dans la protéine NusG.  For example, in Cupriavidus necator, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Methionine at position 85 in the NusG protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution de la Méthionine en position 85 par tout acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus particulièrement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 85 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of the methionine at position 85 by any amino acid other than a methionine. More particularly, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 85 with a Proline.
Par exemple chez Synechococcus elongatus, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 92 dans la protéine NusG.  For example, in Synechococcus elongatus, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 92 in the NusG protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution de la Méthionine en position 92 par tout acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 92 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of the methionine at position 92 with any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of methionine at position 92 with a Proline.
Par exemple chez Nannochloropsis gaditana, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 50 dans la protéine SPT5.  For example, in Nannochloropsis gaditana, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 50 in the SPT5 protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution d’une Méthionine en position 50 en tout acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 50 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 50 for any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 50 with a Proline.
Par exemple chez Phaeodactylum tricornutum, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Sérine en position 260 dans la protéine SPT5.  For example, in Phaeodactylum tricornutum, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Serine at position 260 in the SPT5 protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution d’une Sérine en position 260 par tout acide aminé autre qu’une Sérine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Sérine en position 260 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of a serine at position 260 with any amino acid other than a serine. More preferably, the mutation consists of a substitution of Serine at position 260 by a Proline.
Par exemple chez Synechocystis sp., l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 88 dans la protéine NusG.  For example, in Synechocystis sp., The amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 88 in the NusG protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution d’une Méthionine en position 88 par tout acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 88 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 88 with any amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of methionine at position 88 with a Proline.
Par exemple chez Rhodococcus opacus, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 139 dans la protéine NusG.  For example, in Rhodococcus opacus, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a methionine at position 139 in the NusG protein.
La mutation consiste avantageusement en une substitution d’une Méthionine en position 139 par tout autre acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 139 par une Proline.  The mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 139 with any other amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of methionine at position 139 by a Proline.
Par exemple chez Aspergillus niger, l’acide aminé en position 7 de la séquence consensus correspond à une Méthionine en position 274 dans la protéine SPT5. La mutation consiste avantageusement en une substitution d’une Méthionine en position 274 par tout autre acide aminé autre qu’une Méthionine. Plus préférentiellement, la mutation consiste en une substitution de la Méthionine en position 274 par une Proline. For example, in Aspergillus niger, the amino acid at position 7 of the consensus sequence corresponds to a Methionine at position 274 in the SPT5 protein. The mutation advantageously consists of a substitution of a methionine at position 274 by any other amino acid other than a methionine. More preferably, the mutation consists of a substitution of the methionine at position 274 by a Proline.
L’expression d’un gène codant pour une protéine NusG/SPT5 mutée dans le microorganisme génétiquement modifié selon l’invention peut être faite par tout moyen connu de l’homme du métier.  The expression of a gene coding for a mutated NusG / SPT5 protein in the genetically modified microorganism according to the invention may be made by any means known to those skilled in the art.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le microorganisme est génétiquement modifié par l’introduction dans son génome d’un gène codant pour une protéine mutée telle que définie précédemment. Ce gène hétérologue comprend une séquence codant pour la protéine mutée et les éléments de régulations nécessaires à son expression dans l’organisme hôte, notamment promoteurs et séquences de terminaison, bien connues de l’homme du métier.  According to a first embodiment of the invention, the microorganism is genetically modified by the introduction into its genome of a gene coding for a mutated protein as defined above. This heterologous gene comprises a sequence coding for the mutated protein and the regulatory elements necessary for its expression in the host organism, in particular promoters and termination sequences, which are well known to those skilled in the art.
Lorsque l’organisme génétiquement modifié comprend une séquence native codant pour une protéine NusG/SPT5, la protéine mutée codée par le gène hétérologue peut être identique à celle de l’organisme hôte, à l’exception de la mutation, ou bien être une protéine d’un autre organisme avec la mutation telle que définie précédemment.  When the genetically modified organism comprises a native sequence coding for a NusG / SPT5 protein, the mutated protein encoded by the heterologous gene may be identical to that of the host organism, with the exception of the mutation, or else be a protein another organism with the mutation as defined above.
Avantageusement, la protéine NusG/SPT5 mutée exprimée dans le microorganisme hôte a la même séquence que la protéine NusG/SPT5 native, à l’exception de la mutation.  Advantageously, the mutated NusG / SPT5 protein expressed in the host microorganism has the same sequence as the native NusG / SPT5 protein, with the exception of the mutation.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, le microorganisme est génétiquement modifié par mutagénèse dirigée dans le gène natif codant pour la protéine NusG/SPT5, de manière à remplacer les codons codant pour l’acide aminé à substituer par les codons codant pour un autre acide aminé, tel que défini précédemment.  According to a second embodiment of the invention, the microorganism is genetically modified by site-directed mutagenesis in the native gene coding for the NusG / SPT5 protein, so as to replace the codons coding for the amino acid to be substituted by the codons coding for another amino acid, as defined above.
Les techniques de mutagénèse dirigée sont bien connues de l’homme du métier, en particulier les techniques de recombinaisons homologues (Datsenko and Wanner, 2000; Lodish et al., 2000) pour modifier l’expression d’un gène et/ou l’activité de la protéine encodée (Thomas and Capecchi, 1987), l’utilisation de nucléases à doigts de zinc (Kim et al., 1996), l’utilisation de nucléases effectrices de type activateur de transcription, dites « TALEN » (Ousterout et al., 2016), l’utilisation d’un système combinant des nucléases de type Cas9 avec des courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées dites‘CRISPR’ (Cong et al., 2013; Mali Prashant, 2013), ou encore l’utilisation de méganucléases (Daboussi ét al., 2012).  Site-directed mutagenesis techniques are well known to those skilled in the art, particularly homologous recombination techniques (Datsenko and Wanner, 2000, Lodish et al., 2000) for modifying the expression of a gene and / or the activity of the encoded protein (Thomas and Capecchi, 1987), the use of zinc finger nucleases (Kim et al., 1996), the use of transcriptional activator-like effector nucleases, called "TALEN" (Ousterout and al., 2016), the use of a system combining Cas9-type nucleases with short regular and regularly spaced palindromic repeats called 'CRISPR' (Cong et al., 2013, Mali Prashant, 2013), or the use of meganucleases (Daboussi et al., 2012).
L’homme du métier saura déterminer les séquences d’acides nucléiques nécessaires à la modification de la séquence codant pour la protéine NusG/SPT5 de manière à substituer un acide aminé par un autre acide aminé.  Those skilled in the art will be able to determine the nucleic acid sequences necessary for modifying the coding sequence for the NusG / SPT5 protein so as to substitute an amino acid with another amino acid.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le microorganisme génétiquement modifié comprend un gène codant pour une protéine SPT5 ou un homologue de ce dernier. Ces microorganismes sont en particulier les microorganismes eucaryotes, plus particulièrement les protistes, les champignons (fungi) et les levures. According to one embodiment of the invention, the genetically modified microorganism comprises a gene coding for an SPT5 protein or a homologue thereof. These microorganisms are in particular eukaryotic microorganisms, more particularly protists, mushrooms (fungi) and yeasts.
Par homologue du gène SPT5 on entend selon l’invention un gène codant pour une protéine ayant un domaine NGN comprenant au moins 40 % d’identité avec le domaine NGN de la protéine SPT5 de Saccharomyces cerevisiae (EIW08248.1 ) et ayant une activité de facteur d’élongation de la transcription.  According to the invention, the term gene homologous to SPT5 is intended to mean a gene encoding a protein having an NGN domain comprising at least 40% identity with the NGN domain of the Saccharomyces cerevisiae SPT5 protein (EIW08248.1) and having a transcription elongation factor.
La mutation est avantageusement introduite dans la zone conservée définie par la séquence consensus suivante : GRIYIEAPK (SEQ ID NO 1 )  The mutation is advantageously introduced into the conserved zone defined by the following consensus sequence: GRIYIEAPK (SEQ ID NO 1)
Cette séquence consensus est localisée entre les acides aminés 333 et 341 de la séquence SPT5 de Saccharomyces cerevisiae (EIW08248.1 ) et peut être retrouvée aisément par l’homme du métier par simple alignement de séquence.  This consensus sequence is located between amino acids 333 and 341 of the SPT5 sequence of Saccharomyces cerevisiae (EIW08248.1) and can be easily found by those skilled in the art by simple sequence alignment.
Cette mutation consiste plus avantageusement à modifier l’alanine en position 7 de cette séquence consensus par un autre acide aminé en particulier par un résidu proline, comme défini précédemment.  This mutation more advantageously consists in modifying the alanine at the 7-position of this consensus sequence with another amino acid, in particular with a proline residue, as defined above.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le microorganisme génétiquement modifié comprend un gène codant pour une protéine NusG ou un homologue de ce dernier. Ces organismes sont en particulier les microorganismes procaryotes.  According to another embodiment of the invention, the genetically modified microorganism comprises a gene encoding a NusG protein or a homologue thereof. These organisms are in particular prokaryotic microorganisms.
Par homologue du gène nusG on entend selon l’invention un gène codant pour une protéine comprenant au moins 50 % d’identité avec la protéine NusG de Escherichia coli (NP_418409.1 ) et ayant une activité de facteur d’élongation de la transcription.  By homologue of the nusG gene is meant according to the invention a gene coding for a protein comprising at least 50% identity with the NusG protein of Escherichia coli (NP_418409.1) and having a transcriptional elongation factor activity.
La mutation est avantageusement introduite dans la zone conservée définie par la séquence consensus suivante : GYVLVQMVM (SEQ ID NO 7)  The mutation is advantageously introduced into the conserved zone defined by the following consensus sequence: GYVLVQMVM (SEQ ID No. 7)
Cette séquence consensus est localisée entre les acides aminés 67 et 75 de la séquence NusG de Escherichia coli (NP_418409.1 ) et peut être retrouvée aisément par l’homme du métier par simple alignement de séquence.  This consensus sequence is located between amino acids 67 and 75 of the NusG sequence of Escherichia coli (NP_418409.1) and can be easily found by those skilled in the art by simple sequence alignment.
Cette mutation consiste plus avantageusement à modifier le résidu méthionine en position 7 de cette séquence consensus par un autre acide aminé, en particulier par un résidu proline.  This mutation more advantageously consists in modifying the methionine residue at position 7 of this consensus sequence by another amino acid, in particular by a proline residue.
Une amélioration de l’activité de la RuBisCO est observée lorsque l’activité du microorganisme modifié au niveau d’un facteur d’élongation de la transcription responsable de la modulation de la processivité de l’ARN polymerase selon l’invention est supérieure à celle du même microorganisme sans cette modification au niveau d’un facteur d’élongation de la transcription responsable de la modulation de la processivité de l’ARN polymerase. De préférence l’activité est améliorée d’au moins un facteur 2, plus préférentiellement d’au moins un facteur 5.  An improvement in the activity of RuBisCO is observed when the activity of the modified microorganism at the level of a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase according to the invention is greater than that of the same microorganism without this modification at a transcription elongation factor responsible for modulating the processivity of the RNA polymerase. Preferably, the activity is improved by at least a factor 2, more preferably by at least a factor of 5.
Les microorganismes modifiés selon l’invention peuvent comprendre les gènes nécessaires à l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle native. De manière avantageuse, le facteur d’élongation de la transcription est le gène nusG/SPT5, ou un homologue de ce dernier, en particulier modifié par l’introduction d’une mutation telle que définie ci-dessus.The modified microorganisms according to the invention may comprise the genes necessary for the expression of a native functional RuBisCO. Advantageously, the transcription elongation factor is the nusG / SPT5 gene, or a homologue thereof. last, in particular modified by the introduction of a mutation as defined above.
Selon un autre aspect de l’invention les organismes modifiés sont des microorganismes qui n’expriment pas de RuBisCO fonctionnelle native et sont également modifiés avec un ensemble de gènes hétérologues nécessaires à l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle. According to another aspect of the invention, the modified organisms are microorganisms that do not express native functional RuBisCO and are also modified with a set of heterologous genes necessary for the expression of a functional RuBisCO.
L’ensemble de gènes pour l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle comprend les gènes codant pour les sous-unités de la RuBisCO et les gènes codant pour les protéines chaperonnes nécessaires à l’assemblage des sous-unités de la RuBisCO.  The gene set for the expression of a functional RuBisCO comprises the genes encoding the RuBisCO subunits and the genes encoding the chaperone proteins necessary for assembling the RuBisCO subunits.
Ces différents gènes peuvent être natifs ou hétérologues et selon les microorganismes considérés, certains de ces gènes peuvent être natifs et d’autres hétérologues.  These different genes may be native or heterologous and depending on the microorganisms considered, some of these genes may be native and others heterologous.
Les gènes codant pour ces protéines nécessaires à l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle et la modification de microorganismes pour l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle sont bien connus de l’homme du métier. Il existe plusieurs formes de RuBisCO dans la nature (Tabita ét al., J Exp Bot. 2008;59(7):1515-24. doi: 10.1093/jxb/erm361 ). Les formes I, Il et III catalysent les réactions de carboxylation et d’oxygénation du ribulose 1 ,5- biphosphate. La forme I est présente chez les eucaryotes et les bactéries. Elle est constituée de deux types de sous-unités : des grandes sous-unités (RbcL) et des petites sous-unités (RbcS). Le complexe enzymatique fonctionnel est un hexadécamère constitué de huit sous- unités L et huit sous-unités S. L’assemblage correct de ces sous-unités nécessite en outre l’intervention d’au moins une chaperonne spécifique : RbcX (Liu et al., Nature. 2010 Jan 14;463(7278): 197-202. doi: 10.1038/nature08651 ). La forme II se trouve principalement chez les protéobactéries, les archaea et les algues dinoflagellées. Sa structure est beaucoup plus simple : il s’agit d’un dimère formé de deux sous-unités RbcL identiques. Selon l’organisme, les gènes codant pour une RuBisCO de type I peuvent s’appeler rbcL/rbcS (par exemple, Synechococcus elongatus), ou encore cbxLC/cbxSC, cfxLC/cfxSC, cbbL/cbbS (par exemple, Cupriavidus necator). Selon l’organisme, les gènes codant pour une RuBisCO de type II s’appellent généralement cbbM (par exemple, Rhodospirillum rubrum). La forme III est présente chez les archaea. On la trouve généralement sous la forme de dimères de sous- unité RbcL, ou en pentamères de dimères. Selon l’organisme, les gènes codant pour une RuBisCO de type III peuvent s’appeler rbcL (par exemple, Thermococcus kodakarensis ), cbbL (par exemple, Haloferax sp.).  The genes coding for these proteins necessary for the expression of a functional RuBisCO and the modification of microorganisms for the expression of a functional RuBisCO are well known to those skilled in the art. There are several forms of RuBisCO in nature (Tabita et al., J Exp Bot 2008; 59 (7): 1515-24, doi: 10.1093 / jxb / erm361). Forms I, II and III catalyze the carboxylation and oxygenation reactions of ribulose 1,5-bisphosphate. Form I is present in eukaryotes and bacteria. It consists of two types of subunits: large subunits (RbcL) and small subunits (RbcS). The functional enzymatic complex is a hexadecamer consisting of eight L subunits and eight S subunits. The correct assembly of these subunits also requires the intervention of at least one specific chaperone: RbcX (Liu et al. , Nature, 2010 Jan 14, 463 (7278): 197-202, doi: 10.1038 / nature08651). Form II is found mainly in proteobacteria, archaea and dinoflagellate algae. Its structure is much simpler: it is a dimer formed of two identical RbcL subunits. Depending on the organism, the genes encoding type I RuBisCO may be called rbcL / rbcS (eg Synechococcus elongatus), or cbxLC / cbxSC, cfxLC / cfxSC, cbbL / cbbS (eg, Cupriavidus necator). Depending on the organism, the genes encoding type II RuBisCO are generally called cbbM (eg, Rhodospirillum rubrum). Form III is present in archaea. It is generally found in the form of RbcL subunit dimers, or pentamer dimers. Depending on the organism, the genes encoding type III RuBisCO may be called rbcL (for example, Thermococcus kodakarensis), cbbL (for example, Haloferax sp.).
Dans un mode de réalisation particulier, la mutation NusG/SPT5 décrite dans cette invention sera introduite dans un microorganisme qui n’exprime pas une RuBisCO fonctionnelle native et génétiquement modifié pour exprimer une RuBisCO fonctionnelle de type I tel que décrit dans WO 2014/096391 et WO 2015/107496.  In a particular embodiment, the NusG / SPT5 mutation described in this invention will be introduced into a microorganism that does not express a native functional RuBisCO and genetically modified to express a functional RuBisCO type I as described in WO 2014/096391 and WO 2015/107496.
Dans un mode de réalisation particulier, la mutation NusG/SPT5 décrite dans cette invention sera introduite dans un microorganisme qui n’exprime pas une RuBisCO fonctionnelle native et génétiquement modifié pour exprimer une RuBisCO fonctionnelle de type II tel que décrit dans WO 2014/129898 et WO 2015/177800. In a particular embodiment, the NusG / SPT5 mutation described in this invention will be introduced into a microorganism that does not express a native functional RuBisCO and genetically engineered to express a functional RuBisCO of type II as described in WO 2014/129898 and WO 2015/177800.
L’assemblage correct des sous-unités de la RuBisCO nécessite en outre l’intervention d’au moins une chaperonne tel que RbcX, GroEL, GroES comme décrit dans WO 2014/129898 et WO 2015/107496.  The correct assembly of RuBisCO subunits also requires the intervention of at least one chaperone such as RbcX, GroEL, GroES as described in WO 2014/129898 and WO 2015/107496.
Ces organismes peuvent être eucaryotes ou procaryotes, comme défini précédemment. These organisms may be eukaryotic or prokaryotic as previously defined.
Avantageusement, le microorganisme génétiquement modifié selon l’invention exprime des protéines natives présentant une activité phosphofructokinase, en particulier PFK, et/ou un répresseur transcriptionnel impliqué dans la voie de signalisation du glucose, en particulier STD1. On citera en particulier les levures et les bactéries. Advantageously, the genetically modified microorganism according to the invention expresses native proteins exhibiting phosphofructokinase activity, in particular PFK, and / or a transcriptional repressor involved in the glucose signaling pathway, in particular STD1. In particular, yeasts and bacteria are mentioned.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, le microorganisme est également modifié avec une altération de l’activité phosphofructokinase et/ou de l’activité répresseur transcriptionnel impliqué dans la voie de signalisation du glucose lorsque ces activités sont présentes dans le microorganisme modifié selon l’invention. On entend par altération de l’activité, sa diminution, son atténuation ou sa suppression.  According to a particular embodiment of the invention, the microorganism is also modified with an alteration of the phosphofructokinase activity and / or the transcriptional repressor activity involved in the glucose signaling pathway when these activities are present in the modified microorganism. according to the invention. By alteration of activity is meant its diminution, attenuation or suppression.
L’activité phosphofructokinase responsable de la conversion du fructose-6-phosphate en fructose-1 ,6-bisphosphate, en utilisant le couple ATP/ADP comme cofacteur, est due à une enzyme phosphofructokinase (PFK, EC :2.7.1 .1 1 ). Selon l’organisme, les enzymes peuvent s’appeler PFK, PFK1 , PFK2, pfkA, pfkB, ATP-dependent 6-phosphofructokinase, ATP-PFK, Phosphofructokinase 2, Phosphohexokinase). Cette enzyme est bien connue dans la voie de la glycolyse.  The phosphofructokinase activity responsible for the conversion of fructose-6-phosphate to fructose-1,6-bisphosphate, using the ATP / ADP pair as a cofactor, is due to a phosphofructokinase enzyme (PFK, EC: 2.7.1.1 ). Depending on the organism, the enzymes may be called PFK, PFK1, PFK2, pfkA, pfkB, ATP-dependent 6-phosphofructokinase, ATP-PFK, Phosphofructokinase 2, Phosphohexokinase). This enzyme is well known in the way of glycolysis.
Tableau 3 : Exemples de séquences codant pour une PFK  Table 3: Examples of sequences coding for an KFC
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Par exemple, chez Saccharomyces cerevisiae, l’enzyme PFK est un octamère composé de dimères de deux sous-unités différentes: PFK1 et PFK2 (Arvanitidis and Heinisch, 1994). Les deux sous-unités partagent 55% d'identité et 71 % d'homologie. Chaque sous-unité a un site catalytique et un site régulateur. Les études de mutations ont montré qu’une activité d'au moins 50% peut être conservée lors de l'inactivation de l'une des sous-unités par des mutations ciblées du domaine catalytique. Aucune activité ne peut être détectée lors du knock-out d'un des deux gènes (Heinisch, 1986). For example, in Saccharomyces cerevisiae, the PFK enzyme is an octamer composed of dimers of two different subunits: PFK1 and PFK2 (Arvanitidis and Heinisch, 1994). The two subunits share 55% identity and 71% homology. Each subunit has a catalytic site and a regulatory site. Mutations studies have shown that an activity of at least 50% can be conserved during the inactivation of one of the subunits by targeted mutations in the catalytic domain. No activity can be detected when one of the two genes is knocked out (Heinisch, 1986).
La diminution de l’activité PFK, son atténuation ou sa suppression peut être faite par tous les moyens connus de l’homme du métier. Les moyens mis en oeuvre peuvent consister en particulier à supprimer tout ou partie du ou des gènes codant pour l’enzyme PFK. La suppression d’une partie ou de la totalité d’un gène peut être obtenue par toute méthode connue en soi par l’homme de l’art. Par exemple, la suppression d’une partie ou de la totalité d’un gène peut être obtenue par introduction d’un codon stop dans la séquence codante du gène via des méthodes d’édition génomique qui permettent de directement apporter des modifications génétiques à un génome donné, via l’utilisation de nucléases à doigts de zinc (Kim et al., PNAS; 93: 1 156-1 160), de nucléases effectrices de type activateur de transcription, dites « TALEN » (Ousterout et al., Methods Mol Biol. 2016;1338:27-42. doi: 10.1007/978-1 -4939-2932-0_3), d’un système combinant des nucléases de type Cas9 avec des courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées dites‘CRISPR’ (Mali et al., Nat Methods. 2013 Oct;10(10):957-63. doi: 10.1038/nmeth.2649), ou encore de méganucléases (Daboussi et al., Nucleic Acids Res. 2012. 40:6367-79). D’autres méthodes peuvent consister en particulier en la modification des éléments de régulation du gène, par exemple en remplaçant le promoteur natif par un promoteur plus faible dans l’organisme hôte. La modification des éléments de régulation d’un gène peut être réalisée par toute méthode connue en soi par l’homme de l’art. Par exemple, la modification des éléments de régulation d’un gène pourra être obtenue par la modification d’une séquence promotrice du gène pour altérer son expression (Kaufmann et al., Methods Mol Biol. 201 1 ;765:275-94. doi: 10.1007/978-1 -61779-197-0_16). Par exemple la modification des éléments de régulation d’un gène pourra être obtenue par extinction du gène en utilisant des ARN interférents, ribozymes ou antisens (Daneholt, 2006. Nobel Prize in Physiology or Medicine). Dans le contexte de la présente invention, le terme "ARN interfèrent" ou "ARNi" désigne toute molécule d'ARNi (par exemple ARN monocaténaire ou ARN bicaténaire) qui peut bloquer l'expression d’un gène cible et/ou faciliter la dégradation de l'ARNm correspondants. The reduction of KFC activity, its mitigation or suppression can be done by all the means known to those skilled in the art. The means used may consist in particular in removing all or part of the gene or genes coding for the PFK enzyme. The removal of part or all of a gene can be obtained by any method known per se by those skilled in the art. For example, the deletion of part or all of a gene can be achieved by introducing a stop codon into the coding sequence of the gene via genomic editing methods that allow direct genetic modifications to a gene. given genome, via the use of zinc finger nucleases (Kim et al., PNAS; 93: 1,156-1,160), transcriptional activator-like effector nucleases, called "TALEN" (Ousterout et al., Methods Mol Biol., 2016: 1338: 27-42, doi: 10.1007 / 978-1 -4939-2932-0_3), a system combining Cas9-type nucleases with short, regularly spaced, grouped palindromic repeats called CRISPR ( Mali et al., Nat Methods, 2013 Oct; 10 (10): 957-63, doi: 10.1038 / nmeth.2649), or even meganucleases (Daboussi et al., Nucleic Acids Res, 2012. 40: 6367-79. ). Other methods may include, in particular, modifying the regulatory elements of the gene, for example by replacing the native promoter with a weaker promoter in the host organism. The modification of the regulatory elements of a gene can be carried out by any method known per se by those skilled in the art. For example, the modification of the regulatory elements of a gene can be achieved by modifying a promoter sequence of the gene to alter its expression (Kaufmann et al., Methods Mol Biol 201 1, 765: 275-94. : 10.1007 / 978-1 -61779-197-0_16). For example, the modification of the regulatory elements of a gene can be obtained by extinction of the gene using interfering RNAs, ribozymes or antisense (Daneholt, 2006. Nobel Prize in Physiology or Medicine). In the context of the present invention, the term "interfering RNA" or "RNAi" refers to any RNAi molecule (e.g. single-stranded RNA or double-stranded RNA) that can block expression of a target gene and / or facilitate degradation. corresponding mRNA.
Elle peut aussi consister à modifier la protéine, par exemple en supprimant des acides aminés dans sa partie N- ou C- terminale. Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, la diminution de l’activité est obtenue par l’introduction d’une mutation dans la séquence codante du gène codant pour l’enzyme PFK, en particulier cette mutation consistant en un codon « stop ». En particulier, chez Saccharomyces cerevisiae, cette mutation consiste en un codon « stop » introduit au niveau de sa partie N- ou C- terminale. En particulier, chez Saccharomyces cerevisiae, cette mutation consiste en un codon « stop » introduit au niveau de l’acide aminé Tyrosine 61 1 .  It may also consist of modifying the protein, for example by suppressing amino acids in its N- or C-terminal part. According to a particular embodiment of the invention, the reduction of the activity is obtained by the introduction of a mutation in the coding sequence of the gene coding for the PFK enzyme, in particular this mutation consisting of a stop codon. ". In particular, in Saccharomyces cerevisiae, this mutation consists of a "stop" codon introduced at its N- or C-terminal part. In particular, in Saccharomyces cerevisiae, this mutation consists of a "stop" codon introduced at the amino acid Tyrosine 61 1.
La mutation se trouve dans le site de régulation de la phosphofructokinase au Fructose 2,6 diphosphate. Cette mutation engendre la dérégulation de l’enzyme diminuant ainsi son activité. L’activité phosphofructokinase résiduelle est comprise entre 10% et 40%.  The mutation is found in the Fructose 2,6 diphosphate phosphofructokinase regulatory site. This mutation causes the deregulation of the enzyme thus decreasing its activity. The residual phosphofructokinase activity is between 10% and 40%.
STD1 est un gène non essentiel, codant pour un répresseur transcriptionnel impliqué dans la voie de signalisation du glucose (Schmidt et al., 1999). STD1 is a non-essential gene encoding a transcriptional repressor involved in the glucose signaling pathway (Schmidt et al., 1999).
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, une mutation est introduite dans la séquence codante du gène codant pour la protéine STD1 , cette mutation consistant en une transposition de la Tyrosine 85 en Asparagine, ou en une transposition de tous autres acides aminés conservés à la position équivalente.  According to a particular embodiment of the invention, a mutation is introduced into the coding sequence of the gene coding for the STD1 protein, this mutation consisting in a transposition of Tyrosine 85 to Asparagine, or in a transposition of all other conserved amino acids. at the equivalent position.
Selon l’organisme les gènes codant pour STD1 peuvent s’appeler MSN3, SFS3.  Depending on the organism genes encoding STD1 may be called MSN3, SFS3.
Tableau 4 : Exemples de séquences codant pour STD1  Table 4: Examples of sequences coding for STD1
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Encore plus avantageusement, le microorganisme est génétiquement modifié selon l’invention au niveau d’un facteur d’élongation de la transcription (NusG/SPT5), d’une phosphofructokinase (PFK) et d’un répresseur transcriptionnel impliqué dans la voie de signalisation du glucose (STD1 ), cela de manière combinée, soit en combinant les mutations NusG/SPT5 et PFK, soit en combinant les mutations NusG/SPT5 et STD1 , soit en combinant les mutations STD1 et PFK, soit en combinant les mutations NusG/SPT5, PFK et STD1. Even more advantageously, the microorganism is genetically modified according to the invention at the level of a transcription elongation factor (NusG / SPT5), a phosphofructokinase (PFK) and a transcriptional repressor involved in the signaling pathway. glucose (STD1) in combination, either by combining NusG / SPT5 and PFK mutations, or by combining NusG / SPT5 and STD1 mutations, or by combining STD1 and PFK mutations, or by combining NusG / SPT5 mutations , PFK and STD1.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, les trois mutations telles que décrites ci-dessus et dans les exemples peuvent être introduite seules ou en combinaison dans un microorganisme, exprimant une RuBisCO fonctionnelle, modifié ou non au niveau de la glycolyse et/ou au niveau de la voie des pentoses phosphates afin d’améliorer le rendement de production de molécules d’intérêt à partir de sucres et de dioxyde de carbone comme décrit par exemple dans les demandes WO 2014/129898, PCT/EP2018/052005 déposée le 26 janvier 2018 et PCT/EP2018/052004 déposée le 26 janvier 2018.  According to a particular embodiment of the invention, the three mutations as described above and in the examples may be introduced alone or in combination into a microorganism, expressing a functional RuBisCO, modified or not at the level of glycolysis and / or or at the level of the pentose phosphate pathway in order to improve the production yield of molecules of interest from sugars and carbon dioxide as described, for example, in applications WO 2014/129898, PCT / EP2018 / 052005 filed on January 26, 2018 and PCT / EP2018 / 052004 filed January 26, 2018.
L’invention concerne également un microorganisme génétiquement modifié, tel que décrit précédemment, qui est en plus modifié pour produire des molécules d’intérêt. Ces molécules d’intérêt peuvent être un un mono ou polyalcool, un ester, un éther, un acide, un aldéhyde, une cétone ou un hydrocarbure tel qu'un alcane, un alcène ou un alcyne. La molécule d’intérêt peut être linéaire ou cyclique et peut être saturée ou insaturée.  The invention also relates to a genetically modified microorganism, as described above, which is further modified to produce molecules of interest. These molecules of interest may be a mono- or polyhydric alcohol, an ester, an ether, an acid, an aldehyde, a ketone or a hydrocarbon such as an alkane, an alkene or an alkyne. The molecule of interest can be linear or cyclic and can be saturated or unsaturated.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire des alcools tel que l’éthanol, le 1 ,3 propanediol, le 1 ,2 propanediol, le 1 ,4 butanediol, le 2,3 butanediol, le 1 ,3 butanediol, etc..  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce alcohols such as ethanol, 1,3 propanediol, 1,2 propanediol, 1,4 butanediol, 2,3 butanediol, 1,3 Butanediol, etc.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire au moins un acide aminé, tel que l’arginine, la lysine, la méthionine, la thréonine, la proline, le glutamate, l’homosérine, l’isoleucine et la valine. Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire des molécules de la voie des isoprénoïdes, tel que le farnésène, de la voie des terpènes et de la voie des caroténoïdes. In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce at least one amino acid, such as arginine, lysine, methionine, threonine, proline, glutamate, homoserine, isoleucine and valine. In one particular example, the microorganism is genetically engineered to produce or overproduce isoprenoid pathway molecules, such as farnesene, the terpenes pathway and the carotenoid pathway.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire une vitamine ou un précurseur, tel que le pantoate, le pantothenate, le transneurosporène, le phylloquinone, la vitamine B12, la vitamine B2, les précurseurs de la vitamine C et tocophérols.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a vitamin or a precursor, such as pantoate, pantothenate, transneurosporene, phylloquinone, vitamin B12, vitamin B2, precursors of vitamin C and tocopherols .
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire un stérol, tel que le squalène, cholestérol, testostérone, progestérone et la cortisone.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a sterol, such as squalene, cholesterol, testosterone, progesterone and cortisone.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire un flavonoïde, tel que la frambinone et la vestinone.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a flavonoid, such as rambinone and vestinone.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire un acide organique, tel que l’acide citrique, l’acide coumarique, l’acide 3-hydroxypropionique, l’acide acétique, l’acide lactique, l’acide itaconique, l’acide gluconique, etc.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce an organic acid, such as citric acid, coumaric acid, 3-hydroxypropionic acid, acetic acid, lactic acid, acid and the like. itaconic, gluconic acid, etc.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire un polyol, préférentiellement choisi parmi le sorbitol, xylitol et le glycérol.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a polyol, preferably selected from sorbitol, xylitol and glycerol.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire un polyamine, préférentiellement de la spermidine.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce a polyamine, preferentially spermidine.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire une molécule aromatique à partir d'une hydroxylation stéréospécifique, via un cytochrome p450 NADP-dépendant, préférentiellement choisie parmi les phénylpropanoïdes, terpènes, lipides, tannins, arômes, hormones.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce an aromatic molecule from a stereospecific hydroxylation, via a NADP-dependent cytochrome p450, preferentially chosen from phenylpropanoids, terpenes, lipids, tannins, flavors, hormones.
Dans un exemple particulier, le microorganisme est génétiquement modifié pour produire ou surproduire des acides gras et des lipides.  In a particular example, the microorganism is genetically modified to produce or overproduce fatty acids and lipids.
L’invention concerne également un procédé de culture d’un microorganisme génétiquement modifié selon l’invention, comprenant la culture dudit microorganisme dans un milieu de culture approprié en présence d’une source de carbone comprenant du dioxyde de carbone.  The invention also relates to a method for culturing a genetically modified microorganism according to the invention, comprising culturing said microorganism in a suitable culture medium in the presence of a carbon source comprising carbon dioxide.
La croissance des microorganismes produit une biomasse, puis est suivie d’une étape de récupération des métabolites d’intérêt à partir de la biomasse et/ou du surnageant de culture obtenus. La biomasse comme les métabolites d’intérêt présents dans la biomasse et/ou dans le surnageant de culture pourront être récoltés, séparés, puis pourront être traités par toute méthode connue (purification, séchage, broyage, extraction de métabolites, etc.).  The growth of microorganisms produces a biomass, followed by a step of recovering the metabolites of interest from the biomass and / or culture supernatant obtained. Biomass and the metabolites of interest present in the biomass and / or in the culture supernatant can be harvested, separated, and then treated by any known method (purification, drying, grinding, extraction of metabolites, etc.).
Le terme « milieu de culture approprié » désigne d’une manière générale un milieu de culture stérile apportant les nutriments essentiels ou bénéfiques à la maintenance et/ou à la croissance dudit microorganisme, tels que les sources azotées telles que le sulfate d’ammonium ; les sources de phosphores, par exemple, le potassium phosphate monobasique ; les oligo-éléments, par exemple, les sels de cuivre, d’iodure, de fer, de magnésium, de zinc ou de molybdate ; les vitamines et autres facteurs de croissance tels que des acides aminés ou autres promoteurs de croissance. Un antimousse peut être ajouté selon les besoins. Selon l’invention, ce milieu de culture approprié peut être chimiquement défini ou complexe. Le milieu de culture peut ainsi être de composition identique ou similaire à un milieu synthétique, tel que défini par Verduyn et al., (Yeast. 1992. 8:501-17), adapté par Visser et al., (Biotechnology and bioengineering. 2002. 79:674-81 ), ou commercialement disponible tel que le milieu YNB (Yeast Nitrogen Base, MP Biomedicals ou Sigma-Aldrich). The term "appropriate culture medium" generally refers to a medium of sterile culture providing nutrients essential or beneficial for the maintenance and / or growth of said microorganism, such as nitrogen sources such as ammonium sulfate; sources of phosphorus, for example, potassium phosphate monobasic; trace elements, for example, salts of copper, iodide, iron, magnesium, zinc or molybdate; vitamins and other growth factors such as amino acids or other growth promoters. Antifoam can be added as needed. According to the invention, this appropriate culture medium can be chemically defined or complex. The culture medium can thus be of identical or similar composition to a synthetic medium, as defined by Verduyn et al., (Yeast 1992, 8: 501-17), adapted by Visser et al., (Biotechnology and Bioengineering. 2002. 79: 674-81), or commercially available such as YNB medium (Yeast Nitrogen Base, MP Biomedicals or Sigma-Aldrich).
La source de carbone comprend du dioxyde de carbone. L’apport en dioxyde de carbone se fait par ajout de dioxyde de carbone gazeux ou sous forme de carbonate à l’état solide pour une culture sous atmosphère contrôlée, par exemple en contrôlant l’atmosphère au contact du milieu de culture, ou encore en faisant buller le gaz seul ou en mélange avec d’autres éléments gazeux dans le milieu de culture.  The carbon source comprises carbon dioxide. The contribution of carbon dioxide is made by adding gaseous carbon dioxide or in the form of carbonate in the solid state for a culture in a controlled atmosphere, for example by controlling the atmosphere in contact with the culture medium, or in bubbling the gas alone or in mixture with other gaseous elements in the culture medium.
Dans un premier mode de réalisation de l’invention, le procédé de culture est mis en oeuvre avec le dioxyde de carbone comme seule source de carbone et un apport d’énergie. Il existe différents types de sources « d’énergie » utilisables par les êtres vivants. Par exemple les composés organiques réduits (glucides, acides organiques), mais aussi les composés minéraux réduits (hh, NH3, CHU, sulfites et thiosulfates) ou encore la lumière et les électrons. In a first embodiment of the invention, the culture method is implemented with carbon dioxide as sole source of carbon and a supply of energy. There are different types of "energy" sources that can be used by living things. For example, reduced organic compounds (carbohydrates, organic acids), but also reduced mineral compounds (hh, NH 3 , CHU, sulphites and thiosulphates) or even light and electrons.
Dans mode de réalisation particulier, le procédé de culture est mis en oeuvre avec des microorganismes photosynthétiques en mode autotrophe, avec le dioxyde de carbone comme seule source de carbone et un apport de lumière. Les microorganismes photosynthétiques pouvant être cultivés en mode autotrophe sont bien connus, en particulier choisis parmi les protistes, en particulier les microalgues et les cyanobactéries.  In a particular embodiment, the cultivation process is carried out with photosynthetic microorganisms in autotrophic mode, with carbon dioxide as sole source of carbon and a light input. The photosynthetic microorganisms that can be grown in the autotrophic mode are well known, in particular chosen from protists, in particular microalgae and cyanobacteria.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la source de carbone est le dioxyde de carbone et le procédé est mis en oeuvre en présence d’hydrogène. Ce procédé est mis en oeuvre en particulier pour des microorganismes capables de croître dans des conditions chemolithoautotrophes. Il s’agit en particulier de microorganismes qui ont une activité hydrogénase endogène ou hétérologue, comme les microorganismes de genre Cupriavidus ou Rhodococcus, Escherichia ou encore Saccharomyces génétiquement modifiés.  In a particular embodiment of the invention, the carbon source is carbon dioxide and the process is carried out in the presence of hydrogen. This process is implemented in particular for microorganisms capable of growing under chemolithoautotrophic conditions. In particular, they are microorganisms that have endogenous or heterologous hydrogenase activity, such as microorganisms of the genus Cupriavidus or Rhodococcus, Escherichia or genetically modified Saccharomyces.
L’hydrogène gazeux est ajouté pour une culture sous atmosphère contrôlée, par exemple en contrôlant l’atmosphère au contact du milieu de culture, ou encore en faisant buller le gaz seul ou en mélange avec le dioxyde de carbone et d’autres éléments gazeux dans le milieu de culture. Pour les microorganismes capables de croître sur une source de carbone organique comme seule source de carbone, comme les bactéries, les levures, les champignons et certaines protistes, le milieu de culture peut également contenir une source de carbone organique et du dioxyde de carbone. Hydrogen gas is added for controlled atmosphere cultivation, for example by controlling the atmosphere in contact with the culture medium, or by bubbling the gas alone or in admixture with carbon dioxide and other gaseous elements in the atmosphere. the culture medium. For microorganisms capable of growing on a source of organic carbon as the sole source of carbon, such as bacteria, yeasts, fungi and some protists, the culture medium may also contain a source of organic carbon and carbon dioxide.
La source de carbone organique est généralement dissoute dans le milieu de culture. En particulier, le milieu de culture peut comprendre une source de carbone organique simple comme source de carbone organique, telle le glucose, le galactose, le saccharose, les mélasses, ou les sous-produits de ces sucres. Selon la présente invention, la source de carbone simple doit permettre la croissance normale du microorganisme d’intérêt. Il est également possible, dans certains cas, d’utiliser une source de carbone complexe, telle que de la biomasse lignocellulosique, de la paille de riz, ou de l’amidon. L’utilisation d’une source de carbone complexe nécessite généralement un prétraitement avant utilisation.  The source of organic carbon is usually dissolved in the culture medium. In particular, the culture medium may comprise a source of simple organic carbon as a source of organic carbon, such as glucose, galactose, sucrose, molasses, or the by-products of these sugars. According to the present invention, the single carbon source must allow normal growth of the microorganism of interest. It is also possible in some cases to use a complex carbon source, such as lignocellulosic biomass, rice straw, or starch. The use of a complex carbon source generally requires pretreatment before use.
Dans un mode de réalisation particulier, le milieu de culture contient au moins une source de carbone parmi les monosaccharides tels que le glucose, le xylose ou l’arabinose, les disaccharides tels que le saccharose, du glycérol.  In a particular embodiment, the culture medium contains at least one carbon source among monosaccharides such as glucose, xylose or arabinose, disaccharides such as sucrose, glycerol.
La source de carbone organique peut être la principale source de carbone dans le milieu de culture, l’homme du métier pouvant déterminer le rapport carbone organique / dioxyde de carbone approprié à ses objectifs de croissance et de production de métabolites d’intérêt.  The source of organic carbon may be the main source of carbon in the culture medium, the skilled person can determine the organic carbon / carbon dioxide ratio appropriate to its objectives of growth and production of metabolites of interest.
Certains microorganismes capables de croître sur une source de carbone organique comme seule source de carbone peuvent aussi réagir à la lumière, comme certains organismes photosynthétiques qui sont également capables de croître sur une source de carbone, sans lumière, en mode hétérotrophe.  Some microorganisms capable of growing on an organic carbon source as the only source of carbon can also react to light, as some photosynthetic organisms that are also able to grow on a carbon source, without light, in heterotrophic mode.
Pour ces microorganismes, il peut être avantageux de les cultiver en mode mixotrophe, c’est à dire avec du dioxyde de carbone et une source de carbone organique, avec un apport de lumière.  For these microorganisms, it may be advantageous to cultivate them in mixotrophic mode, that is to say with carbon dioxide and a source of organic carbon, with a contribution of light.
Que ce soit en mode autotrophe ou en mode mixotrophe, l’éclairage (apport de lumière) est fait sous forme continue ou discontinue, notamment avec une alternance de périodes d’éclairage et des périodes d’obscurité, l’alternance pouvant simuler une alternance jour/nuit selon les cycles naturels ou de manière plus contrôlée avec des périodes d’éclairage et des périodes d’obscurité de durées contrôlées égales ou variables.  Whether in autotrophic mode or in mixotrophic mode, the lighting (light input) is done in continuous or discontinuous form, in particular with alternating periods of lighting and periods of darkness, the alternation being able to simulate an alternation day / night according to natural cycles or in a more controlled manner with periods of illumination and dark periods of equal or variable controlled durations.
La lumière peut être une lumière naturelle ou artificielle, dans un spectre large ou étroit dans le domaine visible, pouvant aller au proche IR et au proche UV.  The light can be natural or artificial light, in a wide or narrow spectrum in the visible range, which can go to near IR and near UV.
Les conditions d’apport de lumière en modes autotrophes et mixotrophes sont bien connues de l’homme du métier qui saura les adapter aux microorganismes génétiquement modifiés selon l’invention.  The conditions for providing light in autotrophic and mixotrophic modes are well known to those skilled in the art who will be able to adapt them to the genetically modified microorganisms according to the invention.
Les conditions de culture en modes autotrophe, chemolithoautotrophe, hétérotrophe et mixotrophe, notamment les conditions de température, les milieux de culture appropriés, les apports en nutriments, sont bien connus de l’homme du métier qui saura les adapter aux microorganismes génétiquement modifiés selon l’invention. The conditions of culture in autotrophic, chemolithoautotrophic, heterotrophic and mixotrophic modes, in particular the temperature conditions, the appropriate culture media, the Nutrient contributions, are well known to those skilled in the art that will adapt to genetically modified microorganisms according to the invention.
Selon l’invention, tout mode de culture permettant la production à l’échelle industrielle de molécules d’intérêt peut être envisagé. Avantageusement, la culture se fait en bioréacteurs, notamment en mode batch, fed-batch et/ou culture continue. Préférentiellement, la conduite de culture associée à la production de la molécule d’intérêt est en mode fed-batch correspondant à une alimentation contrôlée en un ou plusieurs substrats, par exemple via l’ajout d’une solution concentrée en glucose dont la concentration peut être comprise entre 200 g.L-1 et 700 g.L-1 pour une culture en mode hétérotrophe ou mixotrophe. Une alimentation contrôlée en vitamines au cours du procédé peut également être bénéfique à la productivité (Alfenore et al., Appl Microbiol Biotechnol. 2002. 60:67-72). Il est également possible d’ajouter une solution de sels d’ammonium pour limiter l’apport azoté.  According to the invention, any culture method allowing the production on an industrial scale of molecules of interest can be envisaged. Advantageously, the culture is done in bioreactors, especially in batch mode, fed-batch and / or continuous culture. Preferably, the culture line associated with the production of the molecule of interest is fed-batch mode corresponding to a controlled feed into one or more substrates, for example via the addition of a concentrated solution of glucose, the concentration of which can be between 200 gL-1 and 700 gL-1 for a heterotrophic or mixotrophic culture. Controlled vitamin feeding during the process may also be beneficial to productivity (Alfenore et al., Appl Microbiol Biotechnol, 2002. 60: 67-72). It is also possible to add a solution of ammonium salts to limit nitrogen intake.
La fermentation est généralement conduite en bioréacteurs, avec de possibles étapes de précultures solides et/ou liquides en Erlenmeyers, avec un milieu de culture approprié contenant au moins une source de carbone simple.  Fermentation is generally conducted in bioreactors, with possible solid and / or liquid precultures in Erlenmeyer flasks, with a suitable culture medium containing at least one single carbon source.
D’une manière générale, les conditions de culture des microorganismes selon l’invention sont aisément adaptables par l’homme du métier, en fonction du microorganisme.  In general, the culture conditions of the microorganisms according to the invention are easily adaptable by those skilled in the art, depending on the microorganism.
L’invention concerne également la biomasse obtenue par le procédé de culture selon l’invention. La biomasse selon l’invention est constituée des microorganismes cultivés avec ou sans tout ou partie du milieu de culture, notamment constituée par le jus de fermentation en fin de culture. Les microorganismes qui la constituent peuvent être lysés, en partie ou totalement.  The invention also relates to the biomass obtained by the culture method according to the invention. The biomass according to the invention consists of microorganisms grown with or without all or part of the culture medium, in particular constituted by the fermentation juice at the end of culture. The microorganisms that constitute it can be partially or totally lysed.
L’invention concerne également la molécule d’intérêt produite par le microorganisme selon l’invention. Ledit microorganisme peut produire cette molécule en intracellulaire, ou en extracellulaire, dans un procédé de fermentation comme décrit précédemment. Au terme de cette étape de fermentation, une étape de centrifugation est généralement nécessaire afin de séparer la biomasse du surnageant de culture. Lorsque la molécule d’intérêt est produite en intracellulaire, une étape d’extraction de ladite molécule d’intérêt à partir de la biomasse cellulaire produite est nécessaire. La molécule d’intérêt ainsi extraite pourra également être purifiée. Lorsque la molécule d’intérêt est produite en extracellulaire, une étape de séparation de ladite molécule d’intérêt à partir du surnageant de culture est nécessaire. La molécule d’intérêt ainsi séparée pourra également être purifiée.  The invention also relates to the molecule of interest produced by the microorganism according to the invention. Said microorganism can produce this molecule intracellularly, or extracellularly, in a fermentation process as described above. At the end of this fermentation step, a centrifugation step is generally necessary in order to separate the biomass from the culture supernatant. When the molecule of interest is produced intracellularly, a step of extracting said molecule of interest from the cellular biomass produced is necessary. The molecule of interest thus extracted can also be purified. When the molecule of interest is produced extracellularly, a step of separating said molecule of interest from the culture supernatant is necessary. The molecule of interest thus separated can also be purified.
L’homme du métier connaît les méthodes d’extraction et de purification des molécules d’intérêt produites par fermentation et saura les adapter en fonction du microorganisme selon l’invention et de la molécule d’intérêt produite.  Those skilled in the art are familiar with the extraction and purification methods of the molecules of interest produced by fermentation and will be able to adapt them according to the microorganism according to the invention and the molecule of interest produced.
EXEMPLES  EXAMPLES
Exemple 1 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK, RuBisCO et mutée sur le gène SPT5 (A339P). Example 1 Construction of a yeast strain expressing PRK, RuBisCO and mutated on the SPT5 gene (A339P).
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Une souche de levure Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 ( Mat a HIS3 Ieu2- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) issue de la souche commerciale CEN.PK 1 13-7D (GenBank : JRIV00000000) a été ingéniérée pour exprimer le gène SPT5 endogène muté à la position 339 de sa séquence protéique, et caractériser l’effet de cette mutation sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche.  A yeast strain Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.286) derived from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) was engineered to express the endogenous SPT5 gene mutated at position 339 of its protein sequence, and characterize the effect of this mutation on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
La construction de la souche SC0002 a été réalisée par recombinaison homologue selon le protocole suivant :  The construction of strain SC0002 was carried out by homologous recombination according to the following protocol:
Une cassette d’insertion génomique linéaire a été construire à partir de produits PCR assemblés via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), puis amplifiée par une dernière étape de PCR nichée :  A linear genomic insertion cassette was constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), and then amplified by a final nested PCR step:
Un premier produit PCR a été réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 1 (SEQ ID NO 12 : 5’ GCGTCGTCAG GAGAGGAACA GATTC 3’) localisé 499 paires de bases en amont du site de mutation (position 1015 de la phase ouverte de lecture) et d’un oligonucléotide antisens 2 (SEQ ID NO 13 : 5’ GCTTAGGGGG TTC G AT AT AG ATTCTTCCTG TGTAATTATC 3’) localisé au niveau de la position 1015, introduisant la mutation ponctuelle g1015c conduisant à la mutation faux- sens A339P sur la séquence protéique.  A first PCR product was produced on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 1 (SEQ ID NO: 12 'GCGTCGTCAG GAGAGGAACA GATTC 3') located 499 base pairs upstream of the site. mutation (position 1015 of the open reading phase) and of an antisense oligonucleotide 2 (SEQ ID NO: 13: 5 'GCTTAGGGGG TTC AT AT AG ATTCTTCCTG TGTAATTATC 3') localized at position 1015, introducing the point mutation g1015c leading to the missense mutation A339P on the protein sequence.
Un second produit PCR réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à l’aide de l’oligonucléotide sens 3 (SEQ ID NO 14 : 5’ GAATCTATAT CGAACCCCCT AAGCAATCCG TTATTGAAAA ATTTTG 3’) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 24 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la première PCR, et de l’oligonucléotide antisens 4 (SEQ ID NO 15 : 5’ CACATATGCA TACATACATA CATACGTATA TG 3’) localisé 213 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène SPT5.  A second PCR product made on the genomic DNA of the CEN.PK 1605 strain using the sense oligonucleotide 3 (SEQ ID NO: 14: 5 'GAATCTATAT CGAACCCCCT AAGCAATCCG TTATTGAAAA ATTTTG 3') having at 5 'a zone of 24 base pair recovery with the 3 'end of the first PCR, and the antisense oligonucleotide 4 (SEQ ID NO: 15' CACATATGCA TACATACATA CATACGTATA TG 3 ') located 213 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the SPT5 gene.
Un troisième produit PCR, présentant en 5’ une zone de recouvrement de 32 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la seconde PCR permettant l’amplification de la cassette de résistance BleMX, entourée de sites LoxP, sur le plasmide pUG66 (Gueldener, 2002) à l’aide des oligonucleotides sens 5 (SEQ ID NO 16 : 5’ CATATACGTA TGTATGTATG TATGCATATG TGCGTACGCT GCAGGTCGAC AACC 3’) et antisens 6 (SEQ I D NO 17 : 5’ CATAGGCCAC TAGTGGATCT G AT AT CAC 3’).  A third PCR product, having at 5 'a 32 base pair overlap zone with the 3' end of the second PCR allowing the amplification of the BleMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG66 (Gueldener 2002) using the sense oligonucleotides 5 (SEQ ID NO: 16: 5 'CATATACGTA TGTATGTATG TATGCATATG TGCGTACGCT GCAGGTCGAC AACC 3') and antisense 6 (SEQ ID NO: 17: 5 'CATAGGCCAC TAGTGGATCT G AT AT CAC 3').
Un quatrième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 26 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR, réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 7 (SEQ ID NO 18 : 5’ GATATCAGAT CCACTAGTGG CCTATGGCAT ATCTAAATGA AATATCAACT TTATTATGAG G GAG  A fourth PCR product having in 5 'a 26 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR, made on the genomic DNA of the CEN.PK 1605 strain from a sense oligonucleotide 7 ( SEQ ID NO 18: 5 'GATATCAGAT CCACTAGTGG CCTATGGCAT ATCTAAATGA AATATCAACT TTATTATGAG G GAG
3’) localisé 222 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène SPT5 et d’un oligonucléotide antisens 8 (SEQ ID NO 19 : 5’ GATACGATCC TGTGGTGAAA CGGC 3’) localisé 560 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène SPT5. 3 ') located 222 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the SPT5 gene and an antisense oligonucleotide 8 (SEQ ID NO: 19: 5 'GATACGATCC TGTGGTGAAA CGGC 3') located 560 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the SPT5 gene.
Après assemblage via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), le produit final a été amplifié par PCR nichée à l’aide des oligonucléotides sens 9 (SEQ ID NO 20 : 5’ CTTGGATATT GAAGCTGAGG TTAGTGATGA TG 3’) et antisens 10 (SEQ ID NO 21 : 5’ CGATCCTGTG GTGAAACGGC ATGTGCTTTT C 3’).  After assembly via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), the final product was amplified by PCR nested using the sense oligonucleotides 9 (SEQ ID NO: 20 'CTTGGATATT GAAGCTGAGG TTAGTGATGA TG 3') and antisense 10 (SEQ ID NO: 21: 5 'CGATCCTGTG GTGAAACGGC ATGTGCTTTT C 3').
Ce produit PCR a été vérifié par électrophorèse sur gel d’agarose puis nettoyé à l’aide du kit d’extraction NucleoSpin® Gel and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL SARL, Hoerdt, France). This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
La souche CEN.PK 1605 a ensuite été transformée avec cet ADN linéaire selon le protocole suivant :  The strain CEN.PK 1605 was then transformed with this linear DNA according to the following protocol:
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 pi de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5 mI d’Éthylène Diamine Tétra- Acétique 200mM, 5 mI de Tris 1 M pH 7.5, 42,5 mI d’eau). 10pL d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 500 ng de la cassette d’insertion génomique ont été ajoutés sur le mélange réactionnel. Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber une nuit à 30°C sous agitation (180 rpm). Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YPD additionné de 80 pg/ml de phléomycine et mises à incuber 72 h à 30°C.  The strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500 μl of PLTE solution (400 μl 50% Polyethylene glycol, 50 μl 1 M lithium acetate, 2.5 ml 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water). 10 μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 500 μg of the genomic insertion cassette were added to the reaction mixture. The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated overnight at 30 ° C with shaking (180 rpm). The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 100 ml sterile physiological saline and then plated on YPD selection medium supplemented with 80 μg / ml phleomycin and incubated for 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification de la zone d’intérêt par PCR. Un de ces clones a été référencé SC0002 {Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P:BleMX)  The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR. One of these clones was referenced as SC0002 (Mat to HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX)
La souche de levure SC0002 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli.  The yeast strain SC0002 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 25ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500mI de solution PLTE. 10 pL d’ADN « porteur » à 5 mg/ml, 56mI de diméthylsulfoxyde et 300ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel: The strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. Cells were centrifuged for 5 minutes at 2500rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 25 ml of sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution. 10 μl of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 μg of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PTEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADm ,LEU2 P1: pFL36_P TEFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T AD m, LEU2
P2 : V51_V51 -PïDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi , URA3  P2: V51_V51 -PdH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TcYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: Pc Y following PRK-Tc Y one, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000rpm, 1 min), reprises dans 100mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.D (Yeast Nitrogen base, Dextrose) et mises à incuber 72h à 30°C.  The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on a selection medium YNB.D (Yeast Nitrogen base, Dextrose) and incubated 72h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0003.  The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0003.
Afin de construire une souche contrôle pour l’activité RuBisCO Une souche de levure Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 ( Mat a HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) issue de la souche commerciale CEN.PK 1 13-7D (GenBank : JRIV00000000) est ingéniérée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli.  In order to construct a control strain for RuBisCO activity A yeast strain Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) resulting from the commercial strain CEN.PK 1 13- 7D (GenBank: JRIV00000000) is engineered to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La construction de la souche SC0001 est réalisée selon le protocole suivant :  The construction of strain SC0001 is carried out according to the following protocol:
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 mI de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5 mI d’Éthylène Diamine Tétra- Acétique 200 mM, 5 mI de Tris 1 M pH 7.5, 42,5 mI d’eau). 10 pL d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI of 50% Polyethylene glycol, 50mL of 1M lithium acetate, 2.5mL of ethylene diamine tetraacetic acid). mM, 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water). 10μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5mg / ml, 56mL of dimethylsulfoxide and 300ng of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PTEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADm ,LEU2 P1: pFL36_P TEFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T AD m, LEU2
P2 : V51_V51 -PiDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi , URA3  P2: V51_V51 -PiDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TCYci,TRP1 Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (500 Orpm, 1 min), reprises dans 100 pl d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.D.CSM-LUW (Yeast Nitrogen Base, Dextrose, Complété Supplément Mixture sans leucine, uracile et tryptophane - MP BIOMEDICALS, Santa Ana, United States) et mises à incuber 72h à 30°C. - P3: pCM185_pCM185-Tet :: PcYci-PRK-T CY ci, TRP1 The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (500 Orpm, 1 min), taken up in 100 μl of sterile physiological saline and then plated on selection medium YNB.D.CSM-LUW (Yeast Nitrogen Base, Dextrose, Complete Mixture Supplement without Leucine, Uracil and Tryptophan - MP BIOMEDICALS, Santa Ana, United States) and incubated 72h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonies et l’un d’eux a été référencé SC0001 .  The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0001.
Exemple 2 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK RuBisCO et mutée sur le gène STD1 (Y86N).  Example 2 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the STD1 gene (Y86N).
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Deux souches de levure Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 ( Mat a HIS3 Ieu2- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c) et CEN.PK 1606 {Mat alpha HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c) issues de la souche commerciale CEN.PK 1 13-7D (GenBank : JRIV00000000) ont été ingéniérées pour exprimer le gène STD1 endogène muté à la position 86 de sa séquence protéique, et caractériser l’effet de cette mutation sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche.  Two yeast strains Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.28c) and CEN.PK 1606 {Matte alpha HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c) from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) were engineered to express the mutated endogenous STD1 gene at position 86 of its protein sequence, and characterize the effect of this mutation on the activity of the RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
La construction des souches SC0004 et SC0005 a été réalisée par recombinaison homologue selon le protocole suivant :  The SC0004 and SC0005 strains were constructed by homologous recombination according to the following protocol:
Une cassette d’insertion génomique linéaire a été construire à partir de produits PCRs assemblés via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), puis amplifiée par une dernière étape de PCR nichée :  A linear genomic insertion cassette was constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), then amplified by a last step of nested PCR:
Un premier produit PCR réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 1 1 (SEQ ID NO 22 : 5’ CGTTACCATC GCGATTGTAG GAG 3’) localisé 328 paires de bases en amont du site de mutation (position 256 de la phase ouverte de lecture) et d’un oligonucléotide antisens 12 (SEQ ID NO 23 : CTGCATTTTC TGGTGGTGTA GTAACAAAAT TGTTGTTG) localisé au niveau de la position 256, introduisant la mutation ponctuelle t256a conduisant à la mutation faux-sens Y86N sur la séquence protéique.  A first PCR product made on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 11 (SEQ ID NO: 22: 5 'CGTTACCATC GCGATTGTAG GAG 3') located 328 base pairs upstream of the site of mutation (position 256 of the open reading phase) and an antisense oligonucleotide 12 (SEQ ID NO: 23: CTGCATTTTC TGGTGGTGTA GTAACAAAAT TGTTGTTG) located at position 256, introducing the point mutation t256a leading to the missense mutation Y86N on the protein sequence.
Un second produit PCR réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à l’aide de l’oligonucléotide sens 13 (SEQ ID NO 24 : 5’ CTACACCACC AGAAAATGCA GACAGGGCAA GAATAGAAAT CATAAAAAGG TTATTG 3’) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la première PCR et de l’oligonucléotide antisens 14 (SEQ ID NO 25 : 5’ GTAAGCGTGA CATAACTAAT TACATGATGA ATTCCTAGGA CATTCCATCA GGCTTCCAAT C 3’) localisé au niveau de la fin de la phase ouverte de lecture du gène STD1 (y compris le codon STOP) et présentant une zone de recouvrement de 34 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR. A second PCR product carried out on the genomic DNA of the CEN.PK 1605 strain using the sense oligonucleotide 13 (SEQ ID NO: 24 'CTACACCACC AGAAAATGCA GACAGGGCAA GAATAGAAAT CATAAAAAGG TTATTG 3') having at 5 'a zone 25 base pair recovery with the 3 'end of the first PCR and antisense oligonucleotide 14 (SEQ ID NO: 25' GTAAGCGTGA CATAACTAAT TACATGATGA ATTCCTAGGA CATTCCATCA GGCTTCCAAT C 3 ') localized at the end of the open reading phase of the STD1 gene (including the STOP codon) and having a 34 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR.
Un troisième produit PCR permettant l’amplification du promoteur PCYCI issu du gène CYC1 de Saccharomyces cerevisiae ( YJR048W , Cytochrome c, isoform 1 ), obtenu par synthèse de gène (Eurofins Genomics, Nantes, France) et cloné dans le plasmide P4 (PCM 1 85_TCYCI , TRP1 ) à l’aide des oligonucléotides sens 15 (SEQ ID NO 26 : 5’ GAATTCATCA TGTAATTAGT TATGTCAC 3’) et antisens 16 (SEQ ID NO 27 : 5’ GCATTAAAGC CTTCGAGCGT CC 3’).  A third PCR product allowing the amplification of the PCYCI promoter derived from the Saccharomyces cerevisiae CYC1 gene (YJR048W, Cytochrome c, isoform 1), obtained by gene synthesis (Eurofins Genomics, Nantes, France) and cloned into the plasmid P4 (PCM 1 85_TCYCI, TRP1) using sense oligonucleotides 15 (SEQ ID NO: 26: 5 'GAATTCATCA TGTAATTAGT TATGTCAC 3') and antisense 16 (SEQ ID NO: 27: 5 'GCATTAAAGC CTTCGAGCGT CC 3').
Un quatrième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 22 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR et permettant l’amplification de la cassette de résistance HphMX, entourée de sites LoxP, sur le plasmide pUG75 (Hegemann and Heick, 201 1 ) à l’aide des oligonucleotides sens 17 (SEQ ID NO 28 : 5’ GGACGCTCGA AGGCTTTAAT GCCGTACGCT GCAGGTCGAC AACC 3’) et antisens 18 (SEQ ID NO 29 : 5’ CATAGGCCAC TAGTGGATCT G AT AT CAC 3’).  A fourth PCR product having 5 'a 22 base pair recovery zone with the 3' end of the third PCR and allowing the amplification of the HphMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG75 (Hegemann and Heick, 201 1) using the sense oligonucleotides 17 (SEQ ID NO: 28: 5 'GGACGCTCGA AGGCTTTAAT GCCGTACGCT GCAGGTCGAC AACC 3') and antisense 18 (SEQ ID NO: 29 'CATAGGCCAC TAGTGGATCT G AT AT CAC 3') .
Un cinquième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 26 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la quatrième PCR, réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 19 (SEQ ID NO 30 : 5’ GATATCAGAT CCACTAGTGG CCTATGTAAA TTTTTACAAC AACGCAAAAA CGAAATACCC CAC 3’) localisé en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène STD1 et d’un oligonucléotide antisens 20 (SEQ ID NO 31 : 5’ ATTTGCATAC GGGTAATACC GCGTTG 3’) localisé 314 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène STD1  A fifth PCR product having at 5 'a 26 base pair overlap zone with the 3' end of the fourth PCR, carried out on the genomic DNA of the strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 19 ( SEQ ID NO: 30: 5 'GATATCAGAT CCACTAGTGG CCTATGTAAA TTTTTACAAC AACGCAAAAA CGAAATACCC CAC 3') located downstream of the STOP codon of the open reading phase of the STD1 gene and an antisense oligonucleotide (SEQ ID NO: 31 'ATGGATAT GGGTAATACC GCGTTG 3 ') located 314 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the STD1 gene
Après assemblage via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), le produit final a été amplifié par PCR nichée à l’aide des oligonucléotides sens 21 (SEQ ID NO 32 : 5’ CGATTGTAGG AGGTTTTGCA CTACTTAACA G 3’) et antisens 22 (SEQ ID NO 33 : 5’ GGTAATACCG CGTTGATAAT AATGTAACAA TC 3’).  After assembly using the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), the final product was amplified by PCR nested using the sense oligonucleotides 21 (SEQ ID No. 32: 5 'CGATTGTAGG AGGTTTTGCA CTACTTAACA G 3') and antisense 22 (SEQ ID NO: 33 'GGTAATACCG CGTTGATAAT AATGTAACAA TC 3').
Ce produit PCR a été vérifié par électrophorèse sur gel d’agarose puis nettoyé à l’aide du kit d’extraction NucleoSpin® Gel and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL SARL, Hoerdt, France). This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
Les souches CEN.PK 1605 et CEN.PK1606 ont ensuite été transformées avec ces ADN linéaires selon le protocole suivant :  Strains CEN.PK 1605 and CEN.PK1606 were then transformed with these linear DNAs according to the following protocol:
Chaque souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 pi de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5 mI d’Éthylène Diamine Tétra-Acétique 200 mM, 5 mI deTris 1 M pH 7.5, 42,5 mI d’eau). 10 mI_ d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 500 ng de la cassette d’insertion génomique ont été ajoutés sur le mélange réactionnel. Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber une nuit à 30°C sous agitation (180 rpm). Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YPD additionné de 200 pg/ml d’hygromycine B et mises à incuber 72 h à 30°C. Each strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells were resuspended in 25 ml of sterile water and centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500 μl of PLTE solution (400 μl 50% Polyethylene glycol, 50 μl 1 M lithium acetate, 2.5 ml Ethylene Diamine Tetraacetic 200 mM, 5 mI Tris 1 M pH 7.5, 42.5 ml water). 10 μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 500 μg of the genomic insertion cassette were added to the reaction mixture. The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated overnight at 30 ° C with shaking (180 rpm). The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells were resuspended in 100 ml sterile saline and then plated on YPD selection medium supplemented with 200 μg / ml hygromycin B and incubated for 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification de la zone d’intérêt par PCR. Un de ces clones a été référencé SC0004 pour la souche issue de la transformation de CEN.PK1605 ( Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1Y86N:HphM) ou SC0005, pour la souche issue de la transformation de CEN.PK1606 {Mat alpha HIS3 \eu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std 1 Y86N:HphM) .  The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR. One of these clones was referenced SC0004 for the strain resulting from the transformation of CEN.PK1605 (Mat to HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1Y86N: HphM) or SC0005, for the strain resulting from the transformation of CEN.PK1606 {Alpha mat HIS3 \ eu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std 1 Y86N: HphM).
La souche de levure SC0005 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli.  The yeast strain SC0005 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, cellules remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 mI de solution. 10 pL d’ADN « porteur » à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed, cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500 ml of solution. 10 μl of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 μg of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PiEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADHi,LEU2 P1: pFL36_Pi EFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T ADHi , LEU2
P2 : V51_V51 -PïDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi, URA3  P2: V51_V51 -PdH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TCYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: PcYci-PRK-T CY ci, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000 rpm, 1 min), reprises dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.D (Yeast Nitrogen base, Dextrose) et mises à incuber 72 h à 30°C. The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.D selection medium (Yeast Nitrogen base, Dextrose) and incubated for 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0006.  The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0006.
Exemple 3 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK RuBisCO et mutée sur le gène PFK2 (Y611*).  Example 3 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the PFK2 gene (Y611 *).
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Une souche de levure Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1606 ( Mat alpha HIS3 Ieu2- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) issue de la souche commerciale CEN.PK 1 13-7D (GenBank : JRIV00000000) a été ingéniérée pour exprimer le gène PFK2 endogène tronquée dans sa séquence protéique en position 61 1 et caractériser l’effet de cette mutation sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche.  A strain of yeast Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1606 (Matte HIS3 Heu3- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) was engineered to express the endogenous PFK2 gene truncated in its protein sequence at position 61 1 and characterize the effect of this mutation on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
La construction de la souche SC0007 a été réalisée par recombinaison homologue selon le protocole suivant :  The construction of strain SC0007 was carried out by homologous recombination according to the following protocol:
Une cassette d’insertion génomique linéaire a été construire à partir de produits PCR assemblés via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), puis amplifiée par une dernière étape de PCR nichée :  A linear genomic insertion cassette was constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), and then amplified by a final nested PCR step:
Un premier produit PCR réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 23 (SEQ ID NO 34 : 5’ CTTGGCTACT TTACAAGGTC TTGAG 3’) localisé 351 paires de bases en amont du site de mutation (position 1833 de la phase ouverte de lecture) et d’un oligonucléotide antisens 24 (SEQ ID NO 35 : 5’ ACATTAAGTA GCCATCGAGT AGACGGCAGA G 3’) localisé au niveau de la position 1833, introduisant la mutation ponctuelle c1833a conduisant à la mutation non-sens Y61 1 * sur la séquence protéique. A first PCR product made on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 23 (SEQ ID NO: 34: CTTGGCTACT TTACAAGGTC TTGAG 3 ') located 351 base pairs upstream of the mutation site (position 1833 of the open reading phase) and an antisense oligonucleotide 24 (SEQ ID NO: 35 'ACATTAAGTA GCCATCGAGT AGACGGCAGA G 3') located at position 1833, introducing the c1833a point mutation leading to the non-mutant mutation. -sens Y61 1 * on the protein sequence.
Un second produit PCR réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à l’aide de l’oligonucléotide sens 25 (SEQ ID NO 36 : GTCTACTCGATGGCTACTTAATGTATGTCCCAAG) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 24 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la première PCR, et de l’oligonucléotide antisens 26 (SEQ ID NO 37 : 5’ A second PCR product made on the genomic DNA of the CEN.PK 1605 strain using the sense oligonucleotide (SEQ ID NO: 36: GTCTACTCGATGGCTACTTAATGTATGTCCCAAG) having at 5 'a cover area of 24 base pairs with 1 3 'end of the first PCR, and antisense oligonucleotide 26 (SEQ ID NO: 37: 5'
G GT AGT ACTT GT ATT ATT AAAAG AAAG G AACAAAAAATT CATT G 3’) localisé 151 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène PFK2. Un troisième produit PCR, présentant en 5’ une zone de recouvrement de 44 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la seconde PCR permettant l’amplification de la cassette de résistance NatMX, entourée de sites LoxP, sur le plasmide pUG74 (Hegemann and Heick, 201 1 ) à l’aide des oligonucleotides sens 27 (SEQ ID NO 38 : 5’ CAATGAATTT TTTGTTCCTT TCTTTTAATA ATACAAGTAC TACCCGTACG CTGCAGGTCG ACAACC 3’) et antisens 28 (SEQ ID NO 39 : 5’ CATAGGCCAC TAGTGGATCT GATATCAC 3’). G GT AGT ACTT GT ATT ATT AAAAG AAAG AACAAAAAATT CATT G 3 ') located 151 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the PFK2 gene. A third PCR product, having in 5 'a recovery zone of 44 base pairs with the 3' end of the second PCR allowing the amplification of the NatMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG74 (Hegemann and Heick, 201 1) using the sense oligonucleotides 27 (SEQ ID NO 38: 5 'CAATGAATTT TTTGTTCCTT TCTTTTAATA ATACAAGTAC TACCCGTACG CTGCAGGTCG ACAACC 3') and antisense 28 (SEQ ID NO: 39: 5 'CATAGGCCAC TAGTGGATCT GATATCAC 3 ').
Un quatrième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 28 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR, réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1606 à partir d’un oligonucléotide sens 29 (SEQ ID NO 40 : 5’ GTGATATCAG ATCCACTAGT GGCCTATGCC ATGAAACCAA TATTATCATG CATTTTTATG AATGTC  A fourth PCR product having at 5 'a 28 base pair recovery zone with the 3' end of the third PCR, carried out on the genomic DNA of strain CEN.PK 1606 from a sense oligonucleotide 29 ( SEQ ID NO: 40 'GTGATATCAG ATCCACTAGT GGCCTATGCC ATGAAACCAA TATTATCATG CATTTTTATG AATGTC
3’) localisé 152 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène PFK2 et d’un oligonucléotide antisens 30 (SEQ ID NO 41 : CATTCACTCT TTTTGTTTAC ATCTCCGTTC TTCG) localisé 451 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène PFK2.  3 ') located 152 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the PFK2 gene and an antisense oligonucleotide (SEQ ID NO: 41: CATTCACTCT TTTTGTTTAC ATCTCCGTTC TTCG) located 451 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the PFK2 gene.
Après assemblage via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), le produit final a été amplifié par PCR nichée à l’aide des oligonucléotides sens 31 (SEQ ID NO 42 : 5’ GTCTTGAGGC CGTTAATGCC GTTTTGG 3’) et antisens 32 (SEQ ID NO 43 : 5’ GTTTACATCT CCGTTCTTCG TGATAAGTTC ATAG 3’).  After assembly via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), the final product was amplified by PCR nested using the sense oligonucleotides 31 (SEQ ID NO: 42 'GTCTTGAGGC CGTTAATGCC GTTTTGG 3') and antisense 32 (SEQ ID NO. 43: 5 'GTTTACATCT CCGTTCTTCG TGATAAGTTC ATAG 3').
Ce produit PCR a été vérifié par électrophorèse sur gel d’agarose puis nettoyé à l’aide du kit d’extraction NucleoSpin® Gel and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL SARL, Hoerdt, France). This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
La souche CEN.PK 1606 a ensuite été transformée avec cet ADN linéaire selon le protocole suivant :  The strain CEN.PK 1606 was then transformed with this linear DNA according to the following protocol:
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPGE (Yeast extract, Peptone, Glycerol, Ethanol) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 pl de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5 mI d’Éthylène Diamine Tétra-Acétique 200mM, 5mI de Tris 1 M pH 7.5, 42.5mI d’eau). 10 pL d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 500 ng de la cassette d’insertion génomique ont été ajoutés sur le mélange réactionnel. Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 1 ml de YPGE et mises à incuber une nuit à 30°C sous agitation (180 rpm). Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YPGE additionné de 50 pg/ml de nourseothricine et mises à incuber 72 h à 30°C.  The strain was cultured in a volume of 50 ml YPGE complex (Yeast extract, Peptone, Glycerol, Ethanol) complex at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500 μl of PLTE solution (400 μl 50% Polyethylene glycol, 50 μl 1 M lithium acetate, 2.5 ml 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). , 5mI of Tris 1M pH 7.5, 42.5mI of water). 10μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5mg / ml, 56mL of dimethylsulfoxide and 500ng of the genomic insertion cassette were added to the reaction mixture. The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 1 ml YPGE and incubated overnight at 30 ° C with shaking (180 rpm). The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells were resuspended in 100 ml of sterile physiological saline and then plated on YPGE selection medium supplemented with 50 μg / ml of nourseothricin and incubated for 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification de la zone d’intérêt par PCR. Un de ces clones a été référencé SC0007 {Mat alpha HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c pfk2Y611*:NatMX)The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR. One of these clones has been referenced SC0007 {Alpha mat HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c pfk2Y611 * : NatMX)
La souche de levure SC0007 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli. The yeast strain SC0007 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPGE à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm min à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 pl de solution PLTE. 10 pL d’ADN « porteur » à 5 mg/ml, 56 pl de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a 50 ml volume of YPGE complex rich medium at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm min at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500 μl of PLTE solution. 10 μl of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 μl of dimethylsulfoxide and 300 μg of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PTEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADm,LEU2 P1: pFL36_P TEFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T AD m, LEU2
P2 : V51 _V51 -PiDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi , URA3  P2: V51 -V51 -PiDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGK1, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TCYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: PC Y ci-PRK-T CY ci, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000 rpm, 1 min), reprises dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.E.AAM-LUW (Yeast Nitrogen base, Ethanol, Amino-Acid Mix sans Leucine, Uracile et tryptophane : adénine 10 mg/l, alanine 76 mg/l, arginine 50 mg/l, asparagine 76 mg/l, acide aspartique 80 mg/l, cystéine 76 mg/l, acide glutamique 76 mg/l, glutamine 76 mg/l, glycine 76 mg/l, histidine 20 mg/l, isoleucine 50 mg/l, lysine 50 mg/l, méthionine 20 mg/l, phénylalanine 50 mg/l, proline 76 mg/l, sérine 76 mg/l, thréonine 100 mg/l, tyrosine 50 mg/l, valine 140 mg/l) et mises à incuber 72 h à 30°C.  The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.E.AAM-LUW (Yeast) selection medium. Nitrogen base, Ethanol, Amino-Acid Mix without Leucine, Uracil and tryptophan: adenine 10 mg / l, alanine 76 mg / l, arginine 50 mg / l, asparagine 76 mg / l, aspartic acid 80 mg / l, cysteine 76 mg glutamic acid 76 mg / l, glutamine 76 mg / l, glycine 76 mg / l, histidine 20 mg / l, isoleucine 50 mg / l, lysine 50 mg / l, methionine 20 mg / l, phenylalanine 50 mg / l proline 76 mg / l, serine 76 mg / l, threonine 100 mg / l, tyrosine 50 mg / l, valine 140 mg / l) and incubated 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0008.  The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0008.
Exemple 4 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK RuBisCO et mutée sur les gènes SPT5 (A339P) et STD1 (Y86N).  Example 4 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the SPT5 (A339P) and STD1 (Y86N) genes.
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Une souche de levure Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat a HIS3 Ieu2- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.286) issue de la souche commerciale CEN.PK 1 13-7D (GenBank : JRIV00000000) a été ingéniérée pour exprimer le gène SPT5 endogène muté à la position 339 de sa séquence protéique et de gène STD1 muté en position 86 de sa séquence protéique, et caractériser l’effet de ces mutations sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche. A yeast strain Saccharomyces cerevisiae, CEN.PK 1605 (Mat has HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.286) derived from the commercial strain CEN.PK 1 13-7D (GenBank: JRIV00000000) was engineered to express the endogenous SPT5 gene mutated at position 339 of its protein sequence and STD1 gene mutated at position 86 of its protein sequence, and characterize the effect of these mutations on the RuBisCO activity of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
La construction de la souche SC0009 a été réalisée par recombinaison homologue selon le protocole suivant :  The construction of strain SC0009 was carried out by homologous recombination according to the following protocol:
Deux cassettes d’insertion génomique linéaire ont été construites à partir de produits PCRs assemblés via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), puis amplifiée par une dernière étape de PCR nichée.  Two linear genomic insertion cassettes were constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), and then amplified by a final nested PCR step.
Cassette spt5A339P :  Spt5A339P cassette:
Un premier produit PCR réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 1 (SEQ ID NO 12) localisé 499 paires de bases en amont du site de mutation (position 1015 de la phase ouverte de lecture) et d’un oligonucléotide antisens 2 (SEQ ID NO 13’) localisé au niveau de la position 1015, introduisant la mutation ponctuelle g1015c conduisant à la mutation faux-sens A339P sur la séquence protéique. Un second produit PCR réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à l’aide de l’oligonucléotide sens 3 (SEQ ID NO 14) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 24 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la première PCR, et de l’oligonucléotide antisens 4 (SEQ ID NO 15) localisé 213 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène SPT5.  A first PCR product made on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 1 (SEQ ID NO 12) located 499 base pairs upstream of the mutation site (position 1015 of the open phase of reading) and an antisense oligonucleotide 2 (SEQ ID NO: 13 ') located at position 1015, introducing the point mutation g1015c leading to the missense mutation A339P on the protein sequence. A second PCR product carried out on the genomic DNA of the CEN.PK 1605 strain using the sense oligonucleotide 3 (SEQ ID No. 14) having at 5 'a cover area of 24 base pairs with the end 3 'of the first PCR, and antisense oligonucleotide 4 (SEQ ID NO 15) located 213 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the SPT5 gene.
Un troisième produit PCR, présentant en 5’ une zone de recouvrement de 32 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la seconde PCR permettant l’amplification de la cassette de résistance BleMX, entourée de sites LoxP sur le plasmide pUG66 (Gueldener, 2002) à l’aide des oligonucleotides sens 5 (SEQ ID NO 16).  A third PCR product, having at 5 'a 32 base pair overlap zone with the 3' end of the second PCR allowing amplification of the BleMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites on the plasmid pUG66 (Gueldener, 2002) using the sense oligonucleotides 5 (SEQ ID NO 16).
Un quatrième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 26 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR, réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 7 (SEQ ID NO 18) localisé 222 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène SPT5 et d’un oligonucléotide antisens 8 (SEQ ID NO 19) localisé 560 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène SPT5.  A fourth PCR product having at 5 'a 26 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR, carried out on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 7 ( SEQ ID No. 18) located 222 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the SPT5 gene and of an antisense oligonucleotide 8 (SEQ ID NO 19) located 560 base pairs downstream of the STOP codon of the phase open reading of the SPT5 gene.
Après assemblage via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), le produit final a été amplifié par PCR nichée à l’aide des oligonucléotides sens 9 (SEQ ID NO 20) et antisens 10 (SEQ ID NO 21 ).  After assembly via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), the final product was amplified by PCR nested using the oligonucleotides sense 9 (SEQ ID NO 20) and antisense 10 (SEQ ID NO 21).
Ce produit PCR a été vérifié par électrophorèse sur gel d’agarose puis nettoyé à l’aide du kit d’extraction NucleoSpin® Gel and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL SARL, Hoerdt, France). This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
Cassette std1 Y86N :  Cassette std1 Y86N:
Un premier produit PCR réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 1 1 (SEQ ID NO 22) localisé 328 paires de bases en amont du site de mutation (position 256 de la phase ouverte de lecture) et d’un oligonucléotide antisens 12 (SEQ ID NO 23) localisé au niveau de la position 256, introduisant la mutation ponctuelle t256a conduisant à la mutation faux-sens Y86N sur la séquence protéique.A first PCR product made on the genomic DNA of strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 1 (SEQ ID NO 22) located 328 base pairs upstream of the mutation site (position 256 of the open phase reading) and an oligonucleotide antisense 12 (SEQ ID No. 23) located at position 256, introducing the t256a point mutation leading to the Y86N missense mutation on the protein sequence.
Un second produit PCR réalisé sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à l’aide de l’oligonucléotide sens 13 (SEQ ID NO 24) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la première PCR, et de l’oligonucléotide antisens 14 (SEQ ID NO 25) localisé au niveau de la fin de la phase ouverte de lecture du gène STD1 (y compris le codon STOP) et présentant une zone de recouvrement de 34 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR. A second PCR product made on the genomic DNA of the CEN.PK 1605 strain using the sense oligonucleotide 13 (SEQ ID NO 24) having at 5 'a 25 base pair overlap zone with the end 3 'of the first PCR, and the antisense oligonucleotide 14 (SEQ ID NO 25) located at the end of the open reading phase of the STD1 gene (including the STOP codon) and having a recovery zone of 34. base pairs with the 3 'end of the third PCR.
Un troisième produit PCR permettant l’amplification du promoteur PCYCI issu du gène CYC1 de Saccharomyces cerevisiae ( YJR048W , Cytochrome c, isoforme 1 ), obtenu par synthèse de gène (Eurofins Genomics, Nantes, France) et cloné dans le plasmide P4 (PCM 1 85_TCYCI , TRP1 ) à l’aide des oligonucleotides sens 15 (SEQ ID NO 26) et antisens 16 (SEQ ID NO 27).  A third PCR product allowing the amplification of the PCYCI promoter derived from the Saccharomyces cerevisiae CYC1 gene (YJR048W, Cytochrome c, isoform 1), obtained by gene synthesis (Eurofins Genomics, Nantes, France) and cloned into the plasmid P4 (PCM 1 85_TCYCI, TRP1) using oligonucleotides sense 15 (SEQ ID NO 26) and antisense 16 (SEQ ID NO 27).
Un quatrième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 22 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisème PCR et permettant l’amplification de la cassette de résistance HphMX, entourée de sites LoxP, sur le plasmide pUG75 (Hegemann and Heick, 201 1 ) à l’aide des oligonucleotides sens 17 (SEQ ID NO 28) et antisens 18 (SEQ ID NO 29).  A fourth PCR product exhibiting at 5 'a 22 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR and allowing the amplification of the HphMX resistance cassette, surrounded by LoxP sites, on the plasmid pUG75 (Hegemann and Heick, 201 1) using oligonucleotides sense 17 (SEQ ID NO 28) and antisense 18 (SEQ ID NO 29).
Un cinquième produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 26 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la quatrième PCR, réalisée sur l’ADN génomique de la souche CEN.PK 1605 à partir d’un oligonucléotide sens 19 (SEQ I D NO 30) localisé en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène STD1 et d’un oligonucléotide antisens 20 (SEQ ID NO 31 ) localisé 314 paires de bases en aval du codon STOP de la phase ouverte de lecture du gène STD1  A fifth PCR product having at 5 'a 26 base pair overlap zone with the 3' end of the fourth PCR, carried out on the genomic DNA of the strain CEN.PK 1605 from a sense oligonucleotide 19 ( SEQ ID No. 30) located downstream of the STOP codon of the open reading phase of the STD1 gene and of an antisense oligonucleotide (SEQ ID NO 31) located 314 base pairs downstream of the STOP codon of the open reading phase of the STD1 gene
Après assemblage via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), le produit final a été amplifié par PCR nichée à l’aide des oligonucléotides sens 21 (SEQ ID NO 32) et antisens 22 (SEQ ID NO 33).  After assembly via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), the final product was amplified by PCR nested using the oligonucleotides sense 21 (SEQ ID NO 32) and antisense 22 (SEQ ID NO 33).
Ce produit PCR a été vérifié par électrophorèse sur gel d’agarose puis nettoyé à l’aide du kit d’extraction NucleoSpin® Gel and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL SARL, Hoerdt, France). This PCR product was checked by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY-NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
La souche CEN.PK 1605 a ensuite été transformée avec ces ADN linéaires selon le protocole suivant :  The strain CEN.PK 1605 was then transformed with these linear DNAs according to the following protocol:
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500mI de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5 mI d’Éthylène Diamine Tétra-Acétique 200 mM, 5 mI de Tris 1 M pH 7.5, 42,5 mI d’eau). 10 mI_ d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 500 ng de chacune des 2 cassettes d’insertion génomique ont été ajoutés sur le mélange réactionnel. Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber une nuit à 30°C sous agitation (180 rpm). Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YPD additionné de 80 pg/ml de phléomycine et 200 pg/ml d’hygromycine B et mises à incuber 72 h à 30°C. The strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After having removed the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI 50% Polyethylene glycol, 50mL 1M lithium acetate, 2.5mM 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic, 1 M Tris 1 M pH 7.5, 42.5 mI water). 10 μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 500 ng of each of the 2 genomic insertion cassettes were added to the reaction mixture. The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated overnight at 30 ° C with shaking (180 rpm). The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells were resuspended in 100 ml sterile saline and then plated on YPD selection medium supplemented with 80 μg / ml phleomycin and 200 μg / ml hygromycin B and incubated. 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification de la zone d’intérêt par PCR. Un de ces clones a été référencés SC0009 {Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P:BleMX std1 Y86N:HphMX) The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the area of interest by PCR. One of these clones was referenced as SC0009 (Mat at HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX std1 Y86N: HphMX)
La souche de levure SC0009 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli. The yeast strain SC0009 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche complexe YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose) à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile, puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 mI de solution PLTE. 10 pL d’ADN « porteur » à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a volume of 50 ml YPD complex (Yeast extract, Peptone, Dextrose) at 30 ° C. until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 25 ml of sterile water, and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution. 10 μl of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 μg of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PiEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADHi,LEU2 P1: pFL36_Pi EFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T ADHi , LEU2
P2 : V51_V51 -PïDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi, URA3  P2: V51_V51 -PdH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TCYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: PcYci-PRK-T CY ci, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000 rpm, 1 min), reprises dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.D (Yeast Nitrogen Base, Dextrose) et mises à incuber 72 h à 30°C.  The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on a selection medium YNB.D (Yeast Nitrogen Base, Dextrose). and incubated 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0010. The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0010.
Exemple 5 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK RuBisCO et mutée sur les gènes SPT5 (A339P) et PFK2 . Example 5 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the genes SPT5 (A339P) and PFK2.
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0001
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Les souches de Saccharomyces cerevisiae, SC0002 ( Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P:BleMX) et SC0007 ( Mat alpha HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c pfk2Y611 *:NatMX) ont été croisées pour construire une souche co-exprimant le gène SPT5 endogène, muté à la position 339 de sa séquence protéique et le gène PFK2 endogène, tronquée dans sa séquence protéique en position 61 1 , et caractériser l’effet de ces mutations sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche. Strains of Saccharomyces cerevisiae, SC0002 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX) and SC0007 (Matte alpha HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c pfk2Y611 * : NatMX) were crossed to construct a strain coexpressing the endogenous SPT5 gene, mutated at position 339 of its protein sequence and the endogenous PFK2 gene, truncated in its protein sequence at position 61 1, and characterize the effect of these mutations on the RuBisCO activity of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
Le croisement a été réalisé comme suit :  The crossing was made as follows:
Croisement :  Crossing:
Les deux souches haploïdes SC0002 et SC0007 de signes sexuels opposés ont été étalées sur milieu riche : YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) et YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycérol Ethanol) respectivement, et mises à incuber une nuit à 30°C. Les souches ont ensuite été mises en contact sur boite de milieu sélectif YPGE agar additionné de 80pg/ml de phléomycine et 50pg/ml de nourseothricine, et incubées deux jours à 30°C. Un clone isolé diploïde, issu de ce croisement, a ensuite été étalé sur ce même milieu de sélection et incubé une nuit à 30°C. Les cellules ont ensuite été étalées de nouveau sur milieu non sélectif YPGE agar, et incubées une nuit à 30°C.  The two haploid strains SC0002 and SC0007 of opposite sex signs were plated on rich medium: YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) and YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycerol Ethanol) respectively, and incubated overnight at 30 ° C. The strains were then placed in contact on a box of selective YPGE agar medium supplemented with 80 μg / ml of phleomycin and 50 μg / ml of nourseothricin, and incubated for two days at 30 ° C. An isolated diploid isolate from this cross was then plated on the same selection medium and incubated overnight at 30 ° C. The cells were then plated again on non-selective YPGE agar medium and incubated overnight at 30 ° C.
Sporulation :  Sporulation:
Les cellules ont été récupérées sur la boite et mises en suspension dans 5ml de milieu SM (Sporulation Medium: 1 % de potassium acétate, 0.1 % de yeast extract) additionné de leucine : 100 mg/ml, tryptophane : 50 mg/ml et uracile 20 mg/ml. Les cellules ont été mises à 30°C 5 jours afin de permettre la sporulation de chaque cellule diploïde en 4 cellules filles haploïdes (spores), rassemblées sous forme de tétrades.  The cells were recovered on the plate and suspended in 5 ml of SM medium (Sporulation Medium: 1% of potassium acetate, 0.1% of yeast extract) supplemented with leucine: 100 mg / ml, tryptophan: 50 mg / ml and uracil 20 mg / ml. Cells were placed at 30 ° C for 5 days to allow sporulation of each diploid cell into 4 haploid daughter cells (spores), pooled as tetrads.
Analyse des spores en yrac :  Spore analysis in yrac:
La suspension cellulaire a été centrifugée 5 min à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules lavées avec 5ml d’eau stérile. La suspension a été centrifugée (5 min, 2500 rpm, température ambiante), le surnageant éliminé et les cellules reprises dans 500 pi d’eau stérile. La paroi entourant les 4 spores a été dégradée par digestion enzymatique durant une nuit (30°C, sous agitation 180 rpm) dans le mélange réactionnel suivant : 250 mI de suspension cellulaire, 2,4 ml d’eau stérile, 125 mI de Lyticase ( Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, Saint-Louis, Etats-Unis) à 10 mg/ml, 5 mI de b-mercaptoethanol. La suspension a été centrifugée (5 min, 2500 rpm, température ambiante), le surnageant éliminé et les cellules reprises dans 5 ml d’eau stérile. La suspension a été diluée (afin d’obtenir des clones isolés) et étalée sur milieu sélectif YPGE additionné de 80 pg/ml de phléomycine et 50 pg/ml de nourseothricine, puis incubé 48 h à 30°C. The cell suspension was centrifuged for 5 min at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells washed with 5 ml of sterile water. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 500 μl of sterile water. The wall surrounding the 4 spores was degraded by enzymatic digestion overnight (30 ° C., with stirring 180 rpm) in the following reaction mixture: 250 ml of cell suspension, 2.4 ml of sterile water, 125 ml of Lyticase (Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, St. Louis, USA) at 10 mg / ml, 5 ml b-mercaptoethanol. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 5 ml of sterile water. The suspension was diluted (in order to obtain isolated clones) and plated on YPGE selective medium supplemented with 80 μg / ml of phleomycin and 50 μg / ml of nourseothricin, then incubated for 48 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification des zones d’intérêts par PCR. Le signe sexuel des clones a également été testé par croisement avec des souches tectrices de signes sexuels mat a ou mat alpha. Un de ces clones a été référencé SC001 1 ( Mat a HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P:BleMX pfk2Y611 *:NatMX). The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the areas of interest by PCR. The sexual sign of the clones was also tested by cross-breeding with protective strains of matte or alpha matte sexual signs. One of these clones was referenced SC001 1 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c spt5A339P: BleMX pfk2Y611 * : NatMX).
La souche de levure SC001 1 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli.  The yeast strain SC001 1 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche YPGE à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 mI de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5mI d’Éthylène Diamine Tétra-Acétique 200 mM, 5 mI de Tris 1 M pH 7.5, 42,5 mI d’eau). 10 pL d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a volume of 50 ml of rich YPGE medium at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 25 ml of sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI 50% Polyethylene glycol, 50mL 1M lithium acetate, 2.5mM 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water). 10μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5mg / ml, 56mL of dimethylsulfoxide and 300ng of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PiEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADHi,LEU2 P1: pFL36_Pi EFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T ADHi , LEU2
P2 : V51 _V51 -PïDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi , URA3  P2: V51 -V51 -PdH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGK1, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TCYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: PC Y ci-PRK-T CY ci, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000rpm, 1 min), reprises dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.GE.AAM-LUW (Yeast Nitrogen base, Glycerol, Ethanol, Amino-Acid Mix sans Leucine, Uracile et tryptophane : adénine 10 mg/l, alanine 76 mg/l, arginine 50 mg/l, asparagine 76 mg/l, acide aspartique 80 mg/l, cystéine 76 mg/l, acide glutamique 76 mg/l, glutamine 76 mg/l, glycine 76 mg/l, histidine 20 mg/l, isoleucine 50 mg/l, lysine 50 mg/l, méthionine 20 mg/l, phénylalanine 50 mg/l, proline 76 mg/l, sérine 76 mg/l, thréonine 100 mg/l, tyrosine 50 mg/l, valine 140 mg/l) et mises à incuber 72 h à 30°C.  The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.GE.AAM-LUW (Yeast Nitrogen) selection medium. base, Glycerol, Ethanol, Amino-Acid Mix without Leucine, Uracil and tryptophan: adenine 10 mg / l, alanine 76 mg / l, arginine 50 mg / l, asparagine 76 mg / l, aspartic acid 80 mg / l, cysteine 76 mg / l, glutamic acid 76 mg / l, glutamine 76 mg / l, glycine 76 mg / l, histidine 20 mg / l, isoleucine 50 mg / l, lysine 50 mg / l, methionine 20 mg / l, phenylalanine 50 mg Proline 76 mg / l, serine 76 mg / l, threonine 100 mg / l, tyrosine 50 mg / l, valine 140 mg / l) and incubated 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0012. Exemple 6 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK RuBisCO et mutée sur les gènes STD1 (Y86N) et PFK2 .The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0012. Example 6 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on the STD1 (Y86N) and PFK2 genes.
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0001
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Les souches de Saccharomyces cerevisiae, SC0004 ( Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N :HphMX) et SC0007 ( Mat alpha HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c pfk2Y611 *:NatMX) ont été croisées pour construire une souche co-exprimant le gène STD1 endogène, muté à la position 86 de sa séquence protéique, et le gène PFK2 endogène, tronquée dans sa séquence protéique en position 61 1 , et caractériser l’effet de ces mutations sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche. Strains of Saccharomyces cerevisiae, SC0004 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N: HphMX) and SC0007 (Matte alpha HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3- 52 MAL.28c pfk2Y611 * : NatMX ) were crossed to construct a strain co-expressing the endogenous STD1 gene, mutated at position 86 of its protein sequence, and the endogenous PFK2 gene, truncated in its protein sequence at position 61 1, and characterize the effect of these mutations on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
Le croisement a été réalisé comme suit :  The crossing was made as follows:
Croisement :  Crossing:
Les deux souches haploïdes SC0004 et SC0007 de signe sexuel opposés ont été étalées sur milieu riche : YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) et YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycérol Ethanol) respectivement, et mises à incuber une nuit à 30°C. Les souches ont ensuite été mises en contact sur boite de milieu sélectif YPGE agar additionné de 200 pg/ml d’hygromycine B et 50 pg/ml de nourseothricine, et incubées deux jours à 30°C. Un clone isolé diploïde, issu de ce croisement, a ensuite été étalé sur ce même milieu de sélection et incubé une nuit à 30°C. Les cellules ont ensuite été étalées de nouveau sur milieu non sélectif YPGE agar, et incubée une nuit à 30°C.  The two opposite SC0004 and SC0007 haploid strains were plated on rich medium: YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) and YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycerol Ethanol) respectively, and incubated overnight at 30 ° C. The strains were then contacted on a box of selective YPGE agar medium supplemented with 200 μg / ml of hygromycin B and 50 μg / ml of nourseothricin, and incubated for two days at 30 ° C. An isolated diploid isolate from this cross was then plated on the same selection medium and incubated overnight at 30 ° C. The cells were then plated again on non-selective YPGE agar medium and incubated overnight at 30 ° C.
Sporulation :  Sporulation:
Les cellules ont été récupérées sur la boite et mises en suspension dans 5ml de milieu SM (Sporulation Medium: 1 % de potassium acétate, 0.1 % de yeast extract) additionné de leucine : 100 mg/ml, tryptophane : 50 mg/ml et uracile 20 mg/ml. Les cellules ont été mises à 30°C 5 jours afin de permettre la sporulation de chaque cellule diploïde en 4 cellules filles haploïdes (spores), rassemblées sous forme de tétrades.  The cells were recovered on the plate and suspended in 5 ml of SM medium (Sporulation Medium: 1% of potassium acetate, 0.1% of yeast extract) supplemented with leucine: 100 mg / ml, tryptophan: 50 mg / ml and uracil 20 mg / ml. Cells were placed at 30 ° C for 5 days to allow sporulation of each diploid cell into 4 haploid daughter cells (spores), pooled as tetrads.
Analyse des spores en yrac :  Spore analysis in yrac:
La suspension cellulaire a été centrifugée 5min à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules lavées avec 5 ml d’eau stérile. La suspension a été centrifugée (5 min, 2500 rpm, température ambiante), le surnageant éliminé et les cellules reprises dans 500 pi d’eau stérile. La paroi entourant les 4 spores a été dégradée par digestion enzymatique durant une nuit (30°C, sous agitation 180 rpm) dans le mélange réactionnel suivant : 250 mI de suspension cellulaire, 2,4 ml d’eau stérile, 125 mI de Lyticase ( Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, Saint-Louis, Etats-Unis) à 10 mg/ml, 5 mI de b-mercaptoethanol. La suspension a été centrifugée (5 min, 2500 rpm, température ambiante), le surnageant éliminé et les cellules reprisent dans 5 ml d’eau stérile. La suspension a été diluée (afin d’obtenir des clones isolés) et étalée sur milieu sélectif YPGE additionné de 200 pg/ml d’hygromycine B et 50 pg/ml de nourseothricine, puis incubé 48 h à 30°C. The cell suspension was centrifuged for 5min at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells washed with 5 ml of sterile water. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 500 μl of sterile water. The wall surrounding the 4 spores was degraded by enzymatic digestion overnight (30 ° C., with stirring 180 rpm) in the following reaction mixture: 250 ml of cell suspension, 2.4 ml of sterile water, 125 ml of Lyticase (Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, St. Louis, USA) at 10 mg / ml, 5 ml b-mercaptoethanol. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant discarded and the cells reprocessed in 5 ml of sterile water. The suspension was diluted (to obtain isolated clones) and plated on selective YPGE medium supplemented with 200 μg / ml hygromycin B and 50 μg / ml of nourseothricin, then incubated for 48 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification des zones d’intérêts par PCR. Le signe sexuel des clones a également été testé par croisement avec des souches tectrices de signes sexuels mat a ou mat alpha. Un de ces clones a été référencé SC0013 ( Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N:HphMX pfk2Y611 *:NatMX). The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the areas of interest by PCR. The sexual sign of the clones was also tested by cross-breeding with protective strains of matte or alpha matte sexual signs. One of these clones was referenced SC0013 (MAT HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N: HphMX pfk2Y611 * : NatMX).
La souche de levure SC0013 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli.  The yeast strain SC0013 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche YPGE à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500 mI de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5mI d’Éthylène Diamine Tétra-Acétique 200 mM, 5 mI de Tris 1 M pH 7.5, 42,5 mI d’eau). 10 pL d’ADN « porteur » (ADN de sperme de saumon dénaturé) à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a volume of 50 ml of rich YPGE medium at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removal of the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI 50% Polyethylene glycol, 50mL 1M lithium acetate, 2.5mM 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water). 10μl of "carrier" DNA (denatured salmon sperm DNA) at 5mg / ml, 56mL of dimethylsulfoxide and 300ng of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PiEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADHi,LEU2 P1: pFL36_Pi EFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T ADHi , LEU2
P2 : V51 _V51 -PïDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi , URA3  P2: V51 -V51 -PdH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGK1, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TcYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: Pc Y following PRK-Tc Y one, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000 rpm, 1 min), reprises dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.GE.AAM-LUW (Yeast Nitrogen base, Glycérol, Ethanol, Amino-Acid Mix sans leucine, uracile et tryptophane : adénine 10 mg/l, alanine 76 mg/l, arginine 50 mg/l, asparagine 76 mg/l, acide aspartique 80 mg/l, cystéine 76 mg/l, acide glutamique 76 mg/l, glutamine 76 mg/l, glycine 76 mg/l, histidine 20 mg/l, isoleucine 50 mg/l, lysine 50 mg/l, méthionine 20 mg/l, phénylalanine 50 mg/l, proline 76 mg/l, sérine 76 mg/l, thréonine 100 mg/l, tyrosine 50 mg/l, valine 140 mg/l) et mises à incuber 72 h à 30°C.  The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.GE.AAM-LUW (Yeast) selection medium. Nitrogen base, Glycerol, Ethanol, Amino-Acid Mix without leucine, uracil and tryptophan: adenine 10 mg / l, alanine 76 mg / l, arginine 50 mg / l, asparagine 76 mg / l, aspartic acid 80 mg / l, cysteine 76 mg / l, glutamic acid 76 mg / l, glutamine 76 mg / l, glycine 76 mg / l, histidine 20 mg / l, isoleucine 50 mg / l, lysine 50 mg / l, methionine 20 mg / l, phenylalanine 50 mg / l, proline 76 mg / l, serine 76 mg / l, threonine 100 mg / l, tyrosine 50 mg / l, valine 140 mg / l) and incubated 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0014.  The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0014.
Exemple 7 : Construction d’une souche de levure exprimant PRK RuBisCO et mutée sur les gènes SPT5 (A339P). STD1 (Y86N) et PFK2 .Example 7 Construction of a yeast strain expressing PRK RuBisCO and mutated on SPT5 genes (A339P). STD1 (Y86N) and PFK2.
Figure imgf000039_0001
Figure imgf000039_0001
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
Les souches de Saccharomyces cerevisiae, SC0009 ( Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N :HphMX spt5A339P :BleMX) et SC0007 ( Mat alpha HIS3 Ieu2- 3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c pfk2Y611*:NatMX) ont été croisées pour construire une souche co-exprimant les gènes : STD1 endogène, muté à la position 86 de sa séquence protéique, SPT5 endogène, muté à la position 339 de sa séquence protéique et PFK2 endogène, tronquée dans sa séquence protéique en position 61 1 , et caractériser l’effet de ces mutations sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche. Strains of Saccharomyces cerevisiae, SC0009 (Mat has HIS3 leu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N: HphMX spt5A339P: BleMX) and SC0007 (Matte alpha HIS3 leu2-3,1312 trp1-289 ura3-52 MAL.28c pfk2Y611 * : NatMX) were crossed to construct a strain coexpressing the genes: endogenous STD1, mutated at position 86 of its protein sequence, endogenous SPT5, mutated at position 339 of its protein sequence and endogenous PFK2, truncated in its sequence Protein in position 61 1, and characterize the effect of these mutations on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in the strain.
Le croisement a été réalisé comme suit :  The crossing was made as follows:
Croisement :  Crossing:
Les deux souches haploïdes SC0009 et SC0007 de signe sexuel opposés ont été étalées sur milieu riche : YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) et YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycérol Ethanol) respectivement, et mises à incuber une nuit à 30°C. Les souches ont ensuite été mises en contact sur boite de milieu sélectif YPGE agar additionné de 200pg/ml d’hygromycine B et 50pg/ml de nourseothricine, et incubées deux jours à 30°C. Un clone isolé diploïde, issu de ce croisement, a ensuite été étalé sur ce même milieu de sélection et incubé une nuit à 30°C. Les cellules ont ensuite été étalées de nouveau sur milieu non sélectif YPGE agar, et incubées une nuit à 30°C.  The two opposite sex sign haploid strains SC0009 and SC0007 were plated on rich medium: YPD agar (Yeast extract Petone Dextrose) and YPGE agar (Yeast extract Peptone Glycerol Ethanol) respectively, and incubated overnight at 30 ° C. The strains were then placed in contact on a box of selective YPGE agar medium supplemented with 200 μg / ml of hygromycin B and 50 μg / ml of nourseothricin, and incubated for two days at 30 ° C. An isolated diploid isolate from this cross was then plated on the same selection medium and incubated overnight at 30 ° C. The cells were then plated again on non-selective YPGE agar medium and incubated overnight at 30 ° C.
Sporulation :  Sporulation:
Les cellules ont été récupérées sur la boite et mises en suspension dans 5ml de milieu SM (Sporulation Medium: 1 % de potassium acétate, 0.1 % de yeast extract) additionné de leucine : 100 mg/ml, tryptophane : 50 mg/ml et uracile 20 mg/ml. Les cellules ont été mises à 30°C durant 5 jours afin de permettre la sporulation de chaque cellule diploïde en 4 cellules filles haploïdes (spores), rassemblées sous forme de tétrades.  The cells were recovered on the plate and suspended in 5 ml of SM medium (Sporulation Medium: 1% of potassium acetate, 0.1% of yeast extract) supplemented with leucine: 100 mg / ml, tryptophan: 50 mg / ml and uracil 20 mg / ml. Cells were put at 30 ° C for 5 days to allow sporulation of each diploid cell into 4 haploid daughter cells (spores), pooled as tetrads.
Analyse des spores en yrac :  Spore analysis in yrac:
La suspension cellulaire a été centrifugée 5min à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules lavées avec 5 ml d’eau stérile. La suspension a été centrifugée (5min, 2500 rpm, température ambiante), le surnageant éliminés et les cellules reprises dans 500mI d’eau stérile. La paroi entourant les 4 spores a été dégradée par digestion enzymatique durant une nuit (30°C, sous agitation 180rpm) dans le mélange réactionnel suivant : 250 mI de suspension cellulaire, 2,4 ml d’eau stérile, 125 mI de Lyticase ( Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, Saint-Louis, Etats-Unis) à 10 mg/ml, 5 mI de b-mercaptoethanol. La suspension a été centrifugée (5 min, 2500 rpm, température ambiante), le surnageant éliminé et les cellules reprisent dans 5 ml d’eau stérile. La suspension a été diluée (afin d’obtenir des clones isolés) et étalée sur milieu sélectif YPGE additionné de 200 pg/ml d’hygromycine B, 50 pg/ml de nourseothricine et 80 pg/ml de phléomycine, puis incubée 48h à 30°C. The cell suspension was centrifuged for 5min at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells washed with 5 ml of sterile water. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant removed and the cells taken up in 500 ml of sterile water. The wall surrounding the 4 spores was degraded by enzymatic digestion overnight (30 ° C., with 180 rpm stirring) in the following reaction mixture: 250 ml of cell suspension, 2.4 ml of sterile water, 125 ml of Lyticase ( Arthrobacter luteus, SIGMA-Aldrich, St. Louis, USA) at 10 mg / ml, 5 mI of b-mercaptoethanol. The suspension was centrifuged (5 min, 2500 rpm, room temperature), the supernatant discarded and the cells reprocessed in 5 ml of sterile water. The suspension was diluted (to obtain isolated clones) and spread on YPGE selective medium supplemented with 200 μg / ml of hygromycin B, 50 μg / ml of nourseothricin and 80 μg / ml of phleomycin, then incubated 48h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification des zones d’intérêts par PCR. Le signe sexuel des clones a également été testé par croisement avec des souches tectrices de signes sexuels mat a ou mat alpha. Un de ces clones a été référencé SC0015 ( Mat a HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N:HphMX spt5A339P:BleMX pfk2Y611 *:NatMX). The clones obtained were validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the areas of interest by PCR. The sexual sign of the clones was also tested by cross-breeding with protective strains of matte or alpha matte sexual signs. One of these clones was referenced SC0015 (MAT HIS3 Ieu2-3.112 trp1-289 ura3-52 MAL.28c std1 Y86N: HphMX spt5A339P: BleMX pfk2Y611 * : NatMX).
La souche de levure SC0013 a ensuite été transformée pour exprimer les gènes PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) et RbcX de Synechococcus elongatus PCC6301 et les gènes GroES et GroEL de E. coli.  The yeast strain SC0013 was then transformed to express the PRK, RuBisCO (RbcL RbcS) and RbcX genes of Synechococcus elongatus PCC6301 and the GroES and GroEL genes of E. coli.
La souche a été cultivée dans un volume de 50 ml de milieu riche YPGE à 30°C jusqu’en phase exponentielle de croissance. Les cellules ont été centrifugées 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé et les cellules ont été remises en suspension dans 25 ml d'eau stérile puis centrifugées de nouveau pendant 5 minutes à 2500 rpm à température ambiante. Après avoir éliminé le surnageant, les cellules ont été remises en suspension dans 500mI de solution PLTE (400 mI de Polyéthylène glycol 50%, 50 mI d’acétate de lithium 1 M, 2,5 mI d’Éthylène Diamine Tétra-Acétique 200 mM, 5 mI de Tris 1 M pH 7,5, 42,5 mI d’eau). 10 pL d’ADN « porteur » à 5 mg/ml, 56 mI de diméthylsulfoxyde et 300 ng de chacun des plasmides navettes suivants ont été ajoutés sur le mélange réactionnel:  The strain was cultured in a volume of 50 ml of rich YPGE medium at 30 ° C until the exponential growth phase. The cells were centrifuged for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. The supernatant was removed and the cells resuspended in 25 ml sterile water and then centrifuged again for 5 minutes at 2500 rpm at room temperature. After removing the supernatant, the cells were resuspended in 500mI of PLTE solution (400mI of 50% Polyethylene glycol, 50mL of 1M lithium acetate, 2.5mL of 200mM Ethylene Diamine Tetraacetic). 5 ml of 1 M Tris pH 7.5, 42.5 ml of water). 10 μl of "carrier" DNA at 5 mg / ml, 56 ml of dimethyl sulfoxide and 300 μg of each of the following shuttle plasmids were added to the reaction mixture:
P1 : pFL36_PiEFi-RbcX-TpGKi_PpGii-GroES-TcYci_PTDH3-GroEL-TADHi,LEU2 P1: pFL36_Pi EFi -RbcX-Tp GKi _Pp Gii -GroES-Tc Y ci_P TDH3 -GroEL-T ADHi , LEU2
P2 : V51 _V51 -PïDH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGKi , URA3  P2: V51 -V51 -PdH3-RbcL-TADHi-PTEFi-RbcS-TpGK1, URA3
- P3 : pCM185_pCM185-Tet::PcYci-PRK-TcYci,TRP1 - P3: pCM185_pCM185-Tet :: Pc Y following PRK-Tc Y one, TRP1
Les cellules ont ensuite été mises à incuber 15 min à 30°C, puis 15 min à 42°C. Les cellules ont été centrifugées 1 minute à 5000rpm à température ambiante. Le surnageant a été éliminé, les cellules remises en suspension dans 1 ml de YPD et mises à incuber 1 heure à 30°C. Les cellules ont ensuite été centrifugées (5000 rpm, 1 min) et le surnageant éliminé. Elles ont ensuite été lavées dans 1 ml d’eau physiologique stérile, centrifugées de nouveau (5000 rpm, 1 min), reprises dans 100 mI d’eau physiologique stérile puis étalées sur un milieu de sélection YNB.GE.AAM-LUW (Yeast Nitrogen base, Glycérol, Ethanol, Amino-Acid Mix sans leucine, uracile et tryptophane : adénine 10 mg/l, alanine 76 mg/l, arginine 50 mg/l, asparagine 76 mg/l, acide aspartique 80 mg/l, cystéine 76 mg/l, acide glutamique 76 mg/l, glutamine 76 mg/l, glycine 76 mg/l, histidine 20 mg/l, isoleucine 50 mg/l, lysine 50 mg/l, méthionine 20 mg/l, phénylalanine 50 mg/l, proline 76 mg/l, sérine 76 mg/l, thréonine 100 mg/l, tyrosine 50 mg/l, valine 140 mg/l) et mises à incuber 72 h à 30°C.  The cells were then incubated for 15 min at 30 ° C and 15 min at 42 ° C. The cells were centrifuged for 1 minute at 5000 rpm at room temperature. The supernatant was removed, the cells resuspended in 1 ml of YPD and incubated for 1 hour at 30 ° C. The cells were then centrifuged (5000 rpm, 1 min) and the supernatant removed. They were then washed in 1 ml of sterile physiological saline, centrifuged again (5000 rpm, 1 min), taken up in 100 ml of sterile physiological saline and then spread on YNB.GE.AAM-LUW (Yeast) selection medium. Nitrogen base, Glycerol, Ethanol, Amino-Acid Mix without leucine, uracil and tryptophan: adenine 10 mg / l, alanine 76 mg / l, arginine 50 mg / l, asparagine 76 mg / l, aspartic acid 80 mg / l, cysteine 76 mg / l, glutamic acid 76 mg / l, glutamine 76 mg / l, glycine 76 mg / l, histidine 20 mg / l, isoleucine 50 mg / l, lysine 50 mg / l, methionine 20 mg / l, phenylalanine 50 mg / l, proline 76 mg / l, serine 76 mg / l, threonine 100 mg / l, tyrosine 50 mg / l, valine 140 mg / l) and incubated 72 h at 30 ° C.
Les clones obtenus ont été validés par génotypage sur colonie et l’un d’eux a été référencé SC0016.  The clones obtained were validated by colony genotyping and one of them was referenced SC0016.
Exemple 8 : Caractérisation des souches de levure (SC0003, SC0006, SC0008, Example 8 Characterization of Yeast Strains (SC0003, SC0006, SC0008,
SC0010, SC0012, SC00014, SC00016) exprimant PRK RuBisCO et mutées au niveau des gènes SPT5 (A339P). STD1 (Y86N) et PFK2 . de manièreSC0010, SC0012, SC00014, SC00016) expressing PRK RuBisCO and mutated at gene level SPT5 (A339P). STD1 (Y86N) and PFK2. so
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individuelle ou en combinaison.  individually or in combination.
Les 8 souches préparées dans les exemples précédents ont été mises en culture afin de caractériser l’effet des mutations SPT5 A339P, STD1 Y86N et PFK2 Y61 1 *, individuellement ou en combinaison, sur l’activité de la RuBisCO de Synechococcus elongatus exprimée dans la souche. The 8 strains prepared in the preceding examples were cultured in order to characterize the effect of SPT5 mutations A339P, STD1 Y86N and PFK2 Y61 1 * , individually or in combination, on the activity of RuBisCO of Synechococcus elongatus expressed in strain.
Milieux  Environments
Pour les précultures et cultures, le milieu A utilisé contient 6,7 g/L de Yeast Nitrogen Base avec sulfate d’ammonium (YNB w / SA, MP biomedicals, 4027-532) et 20 g/L de glucose (Sigma, G7021 ), ajusté au pH 5,5 avec une solution d’hydroxyde de sodium (1 M).  For precultures and cultures, medium A used contained 6.7 g / L Yeast Nitrogen Base with ammonium sulfate (YNB w / SA, MP biomedicals, 4027-532) and 20 g / L glucose (Sigma, G7021). ), adjusted to pH 5.5 with sodium hydroxide solution (1M).
Précultures  precultures
1 mL de chacune des souches SC0001 , SC0003, SC0006, SC0008, SC0010, SC0012, SC0014 et SC0016 conservées dans des cryotubes à -80°C (20% glycérol) a été inoculé avec 19 mL de milieu A dans un Erlenmeyer baflé de 250 mL. Ces précultures ont été cultivées à 30 °C et 120 tours par minute sous 10% de CO2 jusqu’à une densité optique (DC>6oonm) cible de 0,6 UA (Unité d’absorbance).  1 mL of each SC0001, SC0003, SC0006, SC0008, SC0010, SC0012, SC0014 and SC0016 strains stored in cryotubes at -80 ° C (20% glycerol) was inoculated with 19 mL of medium A in 250 bafled Erlenmeyer flask. mL. These precultures were cultured at 30 ° C and 120 rpm under 10% CO2 to an optical density (DC> 6oonm) target of 0.6 AU (Absorbance Unit).
Une deuxième étape de préculture a été menée en inoculant 50 mL de milieu A dans un Erlenmeyer baflé de 250 mL à 0,05 UA à partir de la première préculture. Cette deuxième préculture a été cultivée à 30 °C et 120 tours par minute sous 10% de CO2 (jusqu’à une DO cible de 0,7 UA. Cette deuxième préculture a été utilisée pour inoculer l’étape de culture suivante.  A second preculture stage was conducted by inoculating 50 ml of medium A into a 250 ml 0.05 AU baffle Erlenmeyer flask from the first preculture. This second preculture was grown at 30 ° C and 120 rpm at 10% CO2 (up to a target OD of 0.7 AU) This second preculture was used to inoculate the next culture step.
Culture en Erlens  Culture in Erlens
Les cultures des souches SC0001 , SC0003, SC0006, SC0008, SC0010, SC0012, SC0014 et SC0016 ont été réalisées chacune dans 100 mL de milieu A, en Erlenmeyer baflé de 500 mL en inoculant à 0,05 UA à partir des secondes précultures. Les conditions de cultures utilisées ont été les mêmes que pour les précultures (30°C, 120 tours par minutes, 10% CO2) à l’exception de la DC>6oonm cible de fin de culture de 0,5 UA. The cultures of strains SC0001, SC0003, SC0006, SC0008, SC0010, SC0012, SC0014 and SC0016 were each carried out in 100 ml of medium A, in 500 ml baffled Erlenmeyer flask by inoculating at 0.05 AU from the second precultures. The culture conditions used were the same as for the precultures (30 ° C, 120 rpm, 10% CO2) with the exception of the DC> 6 oo nm target end of culture of 0.5 AU.
Essai enzymatique  Enzymatic test
Afin de doser les activités enzymatiques RuBisCO, le moût de fermentation a d’abord été centrifugé pendant 10 minutes à 3000 g et à 4°C. Le surnageant a ensuite été éliminé et les culots cellulaires ont été repris dans 500 pL de tampon Tris-HCI à pH7,9. La suspension cellulaire a alors été transférée dans un tube FastPrep 2 mL (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) puis les cellules ont été lysées au FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) par deux cycles de 30 secondes à 1800 tours par minute. Les tubes ont ensuite été centrifugés à 4°C pendant 5 minutes à 13 000 tours par minute et 10 pg de protéines totales du lysat cellulaire (surnageant) ont été utilisés pour le dosage de l’activité enzymatique, en triplicat technique. La concentration en protéine totale du lysat cellulaire a été déterminée avec le kit QuantiPro™ BCA (Sigma, QPBCA-1 KT). In order to assay RuBisCO enzymatic activities, the fermentation broth was first centrifuged for 10 minutes at 3000 g and at 4 ° C. The supernatant was then removed and the cell pellets were taken up in 500 μl of Tris-HCl buffer at pH 7.9. The cell suspension was then transferred to a 2 ml FastPrep tube (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) and then the cells were lysed at FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) by two cycles of 30 seconds at 1800 rpm. minute. The tubes were then centrifuged at 4 ° C. for 5 minutes at 13,000 rpm and 10 μg of total cell lysate proteins (supernatant) were used for the assay of enzymatic activity in technical triplicate. The total protein concentration of the cell lysate was determined with the kit QuantiPro ™ BCA (Sigma, QPBCA-1 KT).
L’activité RuBisCO a été déterminée en utilisant le CO2 sous forme de carbonate (NaHC03, 50 mM) et le Ribulose-1 ,5-biphosphate (RuBP, 5 mM) comme substrats dans un tampon Tris-HCI 50 mM à pH 7,9 en présence de DTT (2 mM), KCI (30 mM) et MgCh (10 mM). La réaction a été arrêtée après 80 min par ébullition (7 min à 95°C). Les produits de la réaction enzymatique et plus spécialement le 3-phosphoglycerate (3-PG), le 2- phosphoglycerate (2-PG) et le phosphoenolpyruvate (PEP) ont été quantifiés par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse UHPLC ultimate 3000 RS - MSQ plus (LC-MS) en utilisant une colonne Spheri-5 RP-18 100x2,1 mm, 5 pm (PerkinElmer, 071 1 -0016) avec une précolonne Newguard RP-18, 15x3,2 mm, 7 pm (PerkinElmer, 071 1 - 0092). La température de la colonne était de 35°C et le débit était fixé à 1 mL/min. Le run a été réalisé avec deux phases mobiles (10 mM de tributylamine en voie D et acétonitrile 100% en voie B) selon le gradient suivant : 3 min 100% voie D puis 15 min 95% voie D et 5% voie B, 2 min 65 % voie D et 35 % voie B, 4 min 100% voie B et enfin 2 min 100% voie D. Un volume de 30 pL a été injecté pour chaque échantillon. L’identification des composés a été basée sur leur masse moléculaire et par comparaison des temps de rétention avec les standards. La quantification est réalisée grâce à des courbes de calibration des standards adéquates. L’activité de la RuBisCO sera donc exprimée en nmol de produits. min 1. mg 1 de protéine totale. Les produits étant la somme du 3-phosphoglycerate (3-PG), du 2- phosphoglycerate (2-PG) et du phosphoenolpyruvate (PEP) RuBisCO activity was determined using CO2 as carbonate (NaHCO3, 50 mM) and Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5 mM) as substrates in 50 mM Tris-HCl buffer pH 7, 9 in the presence of DTT (2 mM), KCl (30 mM) and MgCh (10 mM). The reaction was stopped after 80 minutes by boiling (7 min at 95 ° C). The products of the enzymatic reaction and more particularly 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP) were quantified by liquid chromatography coupled to a UHPLC ultimate 3000 RS mass spectrometer. MSQ plus (LC-MS) using a Spheri-5 RP-18 100x2.1mm, 5μm column (PerkinElmer, 071-10016) with a Newguard RP-18 precolumn, 15x3.2mm, 7μm (PerkinElmer) , 071 1-0092). The temperature of the column was 35 ° C and the flow rate was set at 1 mL / min. The run was carried out with two mobile phases (10 mM of tributylamine in the D route and 100% of acetonitrile in the B route) according to the following gradient: 3 min 100% D route then 15 min 95% D route and 5% B route 2 min 65% D-way and 35% B-way, 4 min 100% B-way and finally 2 min 100% D-way. A volume of 30 μL was injected for each sample. The identification of the compounds was based on their molecular weight and comparison of retention times with standards. Quantification is performed using calibration curves of the appropriate standards. The activity of RuBisCO will therefore be expressed in nmol of products. min 1 mg 1 of total protein. The products being the sum of 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP)
Résultat  Result
Les activités de la RuBisCO exprimée dans les souches modifiées sont résumées dans le tableau ci-dessous en produits. min 1. mg-1 de protéine totale. Ces activités ont été comparées à l’activité de la RuBisCO exprimée dans la souche SC0001 . La souche SC0001 représente l’activité RuBisCO de référence sans aucune autre mutation dans le génome. Dans la souche SC0001 , la RuBisCO présente une activité de 10 ± 7 nmol de produits. min 1.mg 1 de protéine totale. The activities of RuBisCO expressed in the modified strains are summarized in the table below in products. min 1 mg -1 of total protein. These activities were compared with RuBisCO activity expressed in strain SC0001. The strain SC0001 represents the reference RuBisCO activity without any other mutation in the genome. In strain SC0001, RuBisCO has an activity of 10 ± 7 nmol of products. min 1 1 .mg of total protein.
Tableau 5 : récapitulatif des activités RuBisCO exprimée dans les souches de levures modifiées  Table 5: Summary of RuBisCO Activities Expressed in Modified Yeast Strains
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Les résultats présentés dans le tableau ci-dessus montrent que : The results presented in the table above show that:
Muter le gène SPT5 endogène à la position 339 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO d’un facteur 7 par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de levure sans gène SPT5 muté.  Mutation of the endogenous SPT5 gene at position 339 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor of 7 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain without a mutated SPT5 gene.
Muter le gène STD1 endogène à la position 86 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO d’un facteur 2 par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de levure sans gène STD1 muté.  Mutation of the endogenous STD1 gene at position 86 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor of 2 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain without a mutated STD1 gene.
- Tronquer le gène PFK2 endogène à la position 61 1 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO d’un facteur 5 par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de levure sans gène PFK2 muté.  Truncating the endogenous PFK2 gene at position 61 1 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor of 5 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain without a mutated PFK2 gene.
Ces résultats montrent aussi que certaines mutations peuvent avoir un effet cumulatif quand elles sont combinées entre elles, soit deux par deux, ou lorsque les trois mutations sont introduites. En effet, on peut noter que :  These results also show that some mutations can have a cumulative effect when they are combined with each other, two by two, or when the three mutations are introduced. Indeed, we can note that:
Muter le gène SPT5 endogène à la position 339 de sa séquence protéique et tronquer le gène PFK2 endogène à la position 611 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO d’un facteur 13 par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de levure sans gène muté. La combinaison de ces mutations permet d’améliorer l’activité RuBisCO d’un facteur supérieur à celui obtenu avec la mutation SPT5 A339P ou PFK2 Y611 * seule. Mutation of the endogenous SPT5 gene at position 339 of its protein sequence and truncating the endogenous PFK2 gene at position 611 of its protein sequence makes it possible to improve the RuBisCO activity by a factor of 13 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain without mutated gene. The combination of these mutations makes it possible to improve the RuBisCO activity by a factor greater than that obtained with the SPT5 A339P or PFK2 Y611 * mutation alone.
Tronquer le gène PFK2 endogène à la position 611 de sa séquence protéique et muter le gène STD1 endogène à la position 86 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO d’un facteur 9 par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de levure sans gène muté. La combinaison de ces mutations permet d’améliorer l’activité RuBisCO d’un facteur supérieur à celui obtenu avec la mutation PFK2 Y61 1* ou STD1 Y86N seule. Truncating the endogenous PFK2 gene at position 611 of its protein sequence and mutating the endogenous STD1 gene at position 86 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor of 9 relative to an RuBisCO expressed in a protein. yeast strain without mutated gene. The combination of these mutations makes it possible to improve the RuBisCO activity by a factor greater than that obtained with the PFK2 Y61 1 * or STD1 Y86N mutation alone.
Muter le gène SPT5 endogène à la position 339 de sa séquence protéique, muter le gène STD1 endogène à la position 86 de sa séquence protéique et tronquer le gène PFK2 endogène à la position 61 1 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO d’un facteur21 par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de levure sans gène muté. La combinaison de ces trois mutations permet d’améliorer l’activité RuBisCO d’un facteur supérieur à celui obtenu avec la mutation SPT5 A339P, STD1 Y86N ou PFK2 Y61 1 * seule. Mutate the endogenous SPT5 gene at position 339 of its protein sequence, mutate the gene STD1 endogenous at position 86 of its protein sequence and truncating the endogenous PFK2 gene at position 61 1 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO by a factor 21 relative to an RuBisCO expressed in a yeast strain. without mutated gene. The combination of these three mutations makes it possible to improve the RuBisCO activity by a factor greater than that obtained with the SPT5 mutation A339P, STD1 Y86N or PFK2 Y61 1 * alone.
Exemple 9 : Construction et caractérisation d’une souche de Cupriavidus necator mutée au niveau du gène NusG . Example 9 Construction and characterization of a Cupriavidus necator strain mutated at the NusG gene.
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Souche et constructions génétiques  Strain and genetic constructions
Une souche de bactérie commerciale CN0001 Cupriavidus necator H16 (DSMZ: 428) a été modifiée pour exprimer le gène NusG (H16-A3502) endogène muté à la position 85 de sa séquence protéique, et caractériser l’effet de cette mutation sur l’activité de la RuBisCO.  A strain of commercial bacterium CN0001 Cupriavidus necator H16 (DSMZ: 428) has been modified to express the mutated endogenous NusG (H16-A3502) gene at position 85 of its protein sequence, and to characterize the effect of this mutation on the activity. of RuBisCO.
La construction de la souche a été réalisée selon le protocole suivant:  The construction of the strain was carried out according to the following protocol:
Un plasmide permettant l’introduction de la mutation dans le génome de Cupriavidus necator a été cloné en une étape in vitro via le protocole d’assemblage NEBuilder® HiFi DNA Assembly Cloning (New England Biolabs, Evry, France) à l’aide des fragments suivants:  A plasmid allowing the introduction of the mutation into the genome of Cupriavidus necator was cloned in one step in vitro via the NEBuilder® HiFi DNA Assembly Cloning (New England Biolabs, Evry, France) assembly protocol using fragments following:
Un premier produit PCR permettant l’amplification d’une zone d’homologie amont au codon codant pour la méthionine 85 du gène NusG a été réalisé sur l’ADN génomique de la souche sauvage CN0001 à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 44: 5’ AGATCCTTTA ATTCGAGCTC GGTACGTGGC AAAGATCCTC GACTAAGTTG 3’), localisé 631 paires de bases en amont de la phase ouverte de lecture du gène NusG et présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 nucléotides avec l’extrémité 3’ du plasmide pL03, et antisens (SEQ ID NO 45: 5’ AGCCGGGGAA GAAACGACGC TCGGTGACCG ACTTGT 3’), localisé 29 paires de bases en amont de la mutation (position 223 de la phase ouverte de lecture) et présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 nucléotides avec l’extrémité 5’ du second produit PCR.  A first PCR product allowing the amplification of an upstream homology zone at the codon coding for the methionine 85 of the NusG gene was carried out on the genomic DNA of the wild-type CN0001 strain using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO 44: 5 'AGATCCTTTA ATTCGAGCTC GGTACGTGGC AAAGATCCTC GACTAAGTTG 3'), located 631 base pairs upstream of the open reading phase of the NusG gene and having at 5 'a 25 nucleotide recovery zone with the 3' end of plasmid pL03 and antisense (SEQ ID NO: 45: 5 'AGCCGGGGAA GAAACGACGC TCGGTGACCG ACTTGT 3'), located 29 base pairs upstream of the mutation (position 223 of the open reading phase) and having at 5 'a recovery zone of 25 nucleotides with the 5 'end of the second PCR product.
Un second produit PCR permettant l’amplification de la fin de la séquence codante du gène NusG (à partir de la position 224 de la phase ouverte de lecture), modifiée pour contenir les mutations ponctuelles a253c et t254c conduisant à la mutation faux-sens M85P sur la séquence protéique a été réalisé sur un fragment d’ADN synthétique (Genscript) à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 46: 5’ CGGTCACCGA GCGTCGTTTC TTCCCCGGCT ACG 3’ ), localisé 29 paires de bases en amont de la mutation et présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 nucléotides avec l’extrémité 3’ du premier produit PCR, et antisens (SEQ ID NO 47: 5’ CTTACGTGCC GATCACGCTG TCGCCGCACC TTCGGCACGG CCTCACGCTC CTCTTGGCGC CGCCACCGGG GCGGCGCCGT TGCCCGTTGC CGCCCTTTCA GGCCGCAACC GGCAAATTCC TTAAACCTTC TCGACCTGGC 3’), localisé à la fin de la phase ouverte de lecture du gène NusG (20 dernières paires de bases y compris le codon STOP final), présentant 105 nucléotides correspondant à la séquence terminatrice de l’opéron SecE(H16-A3503)- NusG et une zone de recouvrement de 30 nucléotides avec l’extrémité 5’ du troisième produit PCR. A second PCR product allowing the amplification of the end of the coding sequence of the NusG gene (from position 224 of the open reading phase), modified to contain the a253c and t254c point mutations leading to the M85P missense mutation on the protein sequence was performed on a synthetic DNA fragment (Genscript) using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 46 'CGGTCACCGA GCGTCGTTTC TTCCCCGGCT ACG 3'), located 29 base pairs upstream of the mutation and having at 5 'an overlap region of 25 nucleotides with the 3' end of the first PCR product, and antisense (SEQ ID NO: 47 'CTTACGTGCC GATCACGCTG TCGCCGCACC TTCGGCACGG CCTCACGCTC CTCTTGGCGC CGCCACCGGG GCGGCGCCGT TGCCCGTTGC CGCCCTTTCA GGCCGCAACC GGCAAATTCC TTAAACCTTC TCGACCTGGC 3') , located at the end of the open reading phase of the gene NusG (last 20 base pairs including the final STOP codon), having 105 nucleotides corresponding to the terminator sequence of the SecE (H16-A3503) -NusG operon and a 30 nucleotide overlap with the 5 'end of the third PCR product.
Un troisième produit PCR permettant l’amplification d’une cassette de résistance au chloramphénicol a été réalisé sur le plasmide pKTrfp (Addgene plasmid # 59772 ; http://n2t.net/addgene:59772 ; RRID:Addgene_59772 (Bi et al., 2013)) à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 48: 5’ GGTGCGGCGA CAGCGTGATC A third PCR product for the amplification of a chloramphenicol resistance cassette was made on the plasmid pKTrfp (Addgene plasmid # 59772, http://n2t.net/addgene:59772, RRID: Addgene_59772 (Bi et al. 2013)) using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 48: 5 'GGTGCGGCGA CAGCGTGATC
GGCACGTAAG AGGTTC 3’), présentant en 5’ une zone de recouvrement de 30 nucléotides avec l’extrémité 3’ du second produit PCR, et antisens (SEQ ID NO 49: 5’ GTTGCCGCCC TTTCATGCAT ACTAGTGCTT GGATTCTC 3’), présentant en 5’ une zone de recouvrement de 30 nucléotides avec le quatrième produit PCR. GGCACGTAAG AGGTTC 3 '), having at 5' an overlap region of 30 nucleotides with the 3 'end of the second PCR product, and antisense (SEQ ID NO 49: 5' GTTGCCGCCC TTTCATGCAT ACTAGTGCTT GGATTCTC 3 '), having 5' a 30 nucleotide overlap area with the fourth PCR product.
Un quatrième produit PCR permettant l’amplification d’une zone d’homologie en aval du gène NusG a été réalisé sur l’ADN génomique de la souche sauvage CN0001 à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 50: 5’ AAGCACTAGT ATGCATGAAA A fourth PCR product allowing the amplification of a zone of homology downstream of the NusG gene was carried out on the genomic DNA of the wild-type CN0001 strain using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 50 'AAGCACTAGT ATGCATGAAA
GGGCGGCAAC GGGCAAC 3’) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 30 nucléotides avec l’extrémité 3’ troisième produit PCR, et antisens (SEQ ID NO 51 : 5’ ACTTAATTAA GGATCCGGCG CGCCCACCCG GGGTCTTCCA TGCCGACGAT GTCAG 3’) présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 nucléotides avec l’extrémité 5’ du plasmide pL03 (Lenz and Friedrich., 1998). GGGCGGCAAC GGGCAAC 3 ') having at 5' an overlap zone of 30 nucleotides with the 3 'end third PCR product, and antisense (SEQ ID NO 51: 5' ACTTAATTAA GGATCCGGCG CGCCCACCCG GGGTCTTCCA TGCCGACGAT GTCAG 3 ') having in 5' a 25 nucleotide overlap area with the 5 'end of plasmid pL03 (Lenz and Friedrich., 1998).
Les oligonucléotides ont été synthétisés et purifiés par Eurofins Genomics (moins de 30 nucléotides: dessalés, plus de 30 nucléotides: HPSF ou Xtrem sait free pour l’oligonucléotide SEQ ID NO 47). Les produits PCRs ont été amplifiés avec l’enzyme KOD Hot Start DNA Polymerase (Novagen) avec 5% de DMSO et purifiés sur gel avec le kit Nucleospin gel and PCR clean-up (Macherey-Nagel).  The oligonucleotides were synthesized and purified by Eurofins Genomics (less than 30 nucleotides: desalted, more than 30 nucleotides: HPSF or Xtrem free for the oligonucleotide SEQ ID NO 47). The PCR products were amplified with KOD Hot Start DNA Polymerase enzyme (Novagen) with 5% DMSO and purified on gel with the Nucleospin gel kit and PCR clean-up (Macherey-Nagel).
Le plasmide squelette pL03 (Lenz and Friedrich, 1998) a été linéarisé par l’enzyme de restriction Xmal (New England Biolabs, Evry, France). Le produit de digestion a été purifié sur gel avec le kit Nucleospin gel and PCR clean-up (Macherey-Nagel).  The skeletal plasmid pL03 (Lenz and Friedrich, 1998) was linearized with the restriction enzyme XmaI (New England Biolabs, Evry, France). The digestion product was gel purified with the Nucleospin gel kit and PCR clean-up (Macherey-Nagel).
2 pi du produit d’assemblage NEB Builder ont été transformés dans des cellules Escherichia coli NEB 5-alpha competent (New England Biolabs, Evry, France), chimio- compétentes. Les transformants ont été sélectionnés sur un milieu LB/Agar (Tryptone 10 g/L, extrait de levures 5 g/L, NaCI 5 g/L, Sigma-Aldrich, agar 20 g/L) contenant 15 pg/mL de tétracycline. La sélection des clones positifs a été réalisé par PCR sur colonie à l’aide de l’enzyme DreamTaq Green PCR Master Mix (Thermo Scientific™ ) et des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 52 : 5’ AAGAGCTTCA CCTTCGTGAT GAAG 3’) et antisens (SEQ ID NO 53 : 3’ TAGCAGCACG CCATAGTGAC TG 3’). Après extraction des plasmides à l’aide du kit NucleoSpin® Plasmid (Macherey-Nagel), le plasmide a été validé par séquençage (Eurofins Genomics) avec les oligonucléotides : (SEQ ID NO 54 : 5’ GGTCTGACGC TCAGTGGAAC 3’), (SEQ ID NO 55 : 5’ TCTGGGTCAT GATCTTGTCG ACTTC 3’), (SEQ ID NO 56 : 5’ TGGTGCCGTC CGAAGAAGTC 3’), (SEQ ID NO 57 : 5’ ACCGTTCAGC TGGATATTAC G 3’), (SEQ ID NO 58 : 5’ AAGAGCTTCA CCTTCGTGAT GAAG 3’), (SEQ ID NO 59 : 5’ GATTTGTTCA GAACGCTCGG 3’). 2 μl of the NEB Builder construct were transformed into chemically competent Escherichia coli NEB 5-alpha cells (New England Biolabs, Evry, France). The transformants were selected on LB / Agar medium (Tryptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, NaCl 5 g / L, Sigma-Aldrich, agar 20 g / L) containing 15 μg / mL of tetracycline. The selection of the positive clones was carried out by colony PCR using the enzyme DreamTaq Green PCR Master Mix (Thermo Scientific ™) and sense oligonucleotides (SEQ ID No. 52: 5 'AAGAGCTTCA CCTTCGTGAT GAAG 3') and antisense (SEQ ID NO. 53: 3 'TAGCAGCACG CCATAGTGAC TG 3'). After extraction of the plasmids with the NucleoSpin® Plasmid kit (Macherey-Nagel), the plasmid was validated by sequencing (Eurofins Genomics) with oligonucleotides: (SEQ ID NO: 54: 5 'GGTCTGACGC TCAGTGGAAC 3'), (SEQ ID NO: 55: 5 'TCTGGGTCAT GATCTTGTCG ACTTC 3'), (SEQ ID NO: 56: 5 'TGGTGCCGTC CGAAGAAGTC 3'), ( SEQ ID NO. 57: 5 'ACCGTTCAGC TGGATATTAC G 3'), (SEQ ID NO: 58: 5 'AAGAGCTTCA CCTTCGTGAT GAAG 3'), (SEQ ID NO: 59: 5 'GATTTGTTCA GAACGCTCGG 3').
Le plasmide pL03-NusG(M85P)-CmR est inséré dans une souche électrocompétente Escherichia coli S17-1 par électroporation en utilisant un électroporateur Gene Puiser, BioRad (Datsenko and Wanner, 2000).  Plasmid pL03-NusG (M85P) -CmR is inserted into an electrocompetent strain Escherichia coli S17-1 by electroporation using a Gene Pulser electroporator, BioRad (Datsenko and Wanner, 2000).
La sélection des clones positifs a été réalisée par PCR sur colonie à l’aide de l’enzyme DreamTaq Green PCR Master Mix (Thermo Scientific™ ) et des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 52) et antisens (SEQ ID NO 53). Un clone d’intérêt a été isolé sur milieu LB/agar (Tryptone 10 g/L, extrait de levures 5 g/L, NaCI 5 g/L, Sigma-Aldrich, agar 20 g/L) contenant 15 pg/mL de tétracycline et incubé une nuit à 37°C.  The selection of the positive clones was carried out by colony PCR using the DreamTaq Green PCR Master Mix enzyme (Thermo Scientific ™) and sense oligonucleotides (SEQ ID NO. 52) and antisense oligonucleotides (SEQ ID NO. 53). A clone of interest was isolated on LB / agar medium (Tryptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, NaCI 5 g / L, Sigma-Aldrich, agar 20 g / L) containing 15 μg / mL of tetracycline and incubated overnight at 37 ° C.
La conjugaison entre les cellules Escherichia coli S17-1 et celles de la souche sauvage CN0001 a été adaptée du protocole de Lenz et al., 1994. La méthode de sélection au saccharose (15% de saccharose utilisé), combiné à une sélection constante avec 10 pg/ml de chloramphénicol (C0378, Sigma-Aldrich) a permis de l’insertion de la cassette NusG(M85P)-Terminateur-CmR au locus de NusG. Après la première recombinaison homologue, les clones ont été validés par une PCR sur colonie à l’aide de l’enzyme DreamTaq Green PCR Master Mix (Thermo Scientific™) et des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 52) et antisens (SEQ ID NO 53). Après la deuxième recombinaison homologue, la sélection des clones positifs parmi les clones sensibles à la tétracycline et résistants au chloramphénicol a été réalisée par PCR sur colonie à l’aide de l’enzyme Kod Xtreme™ Hot Start DNA Polymerase (Novagen) et des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 60: 5’ CTTGGACTCC TGTTGATAGA TCC 3’) et antisens (SEQ ID NO 61 : 5’ CCGACGATAC GCATCGTGTC 3’). Une extraction de l’ADN génomique a été réalisée sur les clones positifs à partir de 5 ml de culture incubée une nuit en milieu riche (27,5% (p/v) de bouillon trypticase de soja, TSB, Becton Dickinson, France) à 30°C, à l’aide du kit d’extraction DNeasy UltraClean Microbial Kit (Qiagen, Cat No./ID: 12224). Un produit PCR couvrant la zone mutée a été réalisé à l’aide de l’enzyme Q5® High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs Inc.) et des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 62: 5’ GGCTGACAAGCTCATCGAGTG 3’) et antisens (SEQ ID NO 63: 5’ AACCTCTTAC GTGCCGATCA C 3’). Il a ensuite été nettoyé sur colonne à l’aide du kit Nucleospin gel and PCR clean-up (Macherey-Nagel) et envoyé à séquencer (Eurofins Genomics) avec les oligonucléotides SEQ ID NO 62 et SEQ ID NO 63 pour valider la présence des mutations a253c et t254c conduisant à la mutation faux-sens M85P sur la séquence protéique de NusG.  The conjugation between Escherichia coli S17-1 cells and those of the wild strain CN0001 was adapted from the Lenz et al. 1994 protocol. The sucrose selection method (15% sucrose used), combined with constant selection with 10 μg / ml of chloramphenicol (C0378, Sigma-Aldrich) allowed the insertion of the NusG cassette (M85P) -Terminator-CmR at the NusG locus. After the first homologous recombination, the clones were validated by colony PCR using the DreamTaq Green PCR Master Mix enzyme (Thermo Scientific ™) and sense oligonucleotides (SEQ ID No. 52) and antisense oligonucleotides (SEQ ID NO 53). After the second homologous recombination, the selection of positive clones among chloramphenicol-resistant and tetracycline-sensitive clones was performed by colony PCR using the Kod Xtreme Hot Start DNA Polymerase enzyme (Novagen) and oligonucleotides. sense (SEQ ID NO: 60: 5 'CTTGGACTCC TGTTGATAGA TCC 3') and antisense (SEQ ID NO: 61: 5 'CCGACGATAC GCATCGTGTC 3'). Extraction of the genomic DNA was performed on the positive clones from 5 ml of culture incubated overnight in a rich medium (27.5% (w / v) of trypticase soy broth, TSB, Becton Dickinson, France) at 30 ° C, using the DNeasy UltraClean Microbial Kit Extraction Kit (Qiagen, Cat No./ID: 12224). A PCR product covering the mutated zone was made using the enzyme Q5 High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs Inc.) and sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 62: 5 'GGCTGACAAGCTCATCGAGTG 3') and antisense (SEQ ID NO. 63: 5 'AACCTCTTAC GTGCCGATCA C 3'). It was then cleaned on a column using the Nucleospin gel and PCR clean-up kit (Macherey-Nagel) and sent to sequence (Eurofins Genomics) with the oligonucleotides SEQ ID No. 62 and SEQ ID NO 63 to validate the presence of a253c and t254c mutations leading to the M85P missense mutation on the NusG protein sequence.
La souche Cupriavidus necator H16 NusG (M85P)-CmR a été récupérée et nommée CN0002. The Cupriavidus necator strain H16 NusG (M85P) -CmR was recovered and named CN0002.
Milieux  Environments
Le milieu riche était constitué de 27,5% (p/v) de bouillon trypticase de soja (TSB, Becton Dickinson, France).  The rich medium consisted of 27.5% (w / v) tryptic soy broth (TSB, Becton Dickinson, France).
Le milieu minimum utilisé pour les cultures en Erlenmeyers contenait : 4,0 g/L de NaH2P04 2H20; 4,6 g/L de Na2HP04 12H20; 0,45 de g/L K2S04; 0,39 g/L de MgS04 7H20; 0,062 g/L de CaCI2 2H20 et 1 ml/L de solution de trace d’éléments. La solution de trace d’éléments contenait : 15 g/L de FeS04 7H20; 2,4 g/L MnS04 H20; 2,4 g/L de ZnS04 7H20 et 0,48 g/L de CuS045H20 dans 0,1 M de HCl. Le fructose (20 g/L) a été utilisé dans la culture hétérotrophe comme source de carbone. NH4CI (1 g/L) a été utilisé comme source d’azote pour atteindre une concentration de biomasse d’environ 6 g/L. 0,04 g/L de NaOH ont été ajoutés. The minimum medium used for Erlenmeyer cultures contained: 4.0 g / L NaH 2 PO 4 2H 2 O; 4.6 g / L of Na 2 HPO 4 12H 2 O; 0.45 g / LK 2 SO 4 ; 0.39 g / L MgSO 4 H 2 O; 0.062 g / L of CaCl 2 2H 2 O and 1 ml / L of trace element solution. The element trace solution contained: 15 g / L FeSO 4 H 2 O; 2.4 g / L MnSO 4 H 2 O; 2.4 g / L of ZnSO 4 7H 2 0 and 0.48 g / L of CuSO 4 5H 2 O in 0.1 M of HCl. Fructose (20 g / L) was used in heterotrophic culture as a carbon source. NH 4 CI (1 g / L) was used as a nitrogen source to achieve a biomass concentration of about 6 g / L. 0.04 g / L of NaOH was added.
Précultures  precultures
Une colonie isolée de chacune des deux souches CN0001 et CN0002 a tout d’abord été cultivé durant 8 h dans 5 mL de milieu riche avec de la gentamycine (10 mg/L) et du chloramphenicol (10 mg/L) (dépendant de la souche), dans des tubes de culture, à 30°C sous agitation (200 rpm). Cette première préculture a été utilisée pour inoculer la deuxième préculture à une ϋqboo initiale de 0,05 dans 25 mL de milieu minimum dans des Erlenmeyer bafflés de 250 mL qui ont été incubés durant 20 h à 30°C, 200 rpm. Cette seconde préculture a été utilisée pour inoculer la culture hétérotrophe en Erlenmeyer dans 50 mL de milieu minimum en présence de fructose (20 g/L), gentamycine (10 mg/L) et du chloramphenicol (10 mg/L). La ϋqboo initiale visée a été de 0,05.  One colony isolated from each of CN0001 and CN0002 was first cultured for 8 h in 5 mL of medium rich with gentamycin (10 mg / L) and chloramphenicol (10 mg / L) (depending on strain) in culture tubes at 30 ° C with shaking (200 rpm). This first preculture was used to inoculate the second preculture to an initial 0.05 μg in 25 ml of minimal medium in 250 ml baffled Erlenmeyer flasks which were incubated for 20 h at 30 ° C, 200 rpm. This second preculture was used to inoculate the heterotrophic culture in Erlenmeyer flasks in 50 ml of minimum medium in the presence of fructose (20 g / l), gentamycin (10 mg / l) and chloramphenicol (10 mg / l). The initial ϋqboo target was 0.05.
Culture en erlenmeyer  Erlenmeyer culture
La culture hétérotrophe a été réalisée dans un volume de Milieu minimum de 50 mL dans des Erlenmeyers bafflés de 500 mL, à une température de 30°C et une agitation de 200 rpm. Une phase exponentielle de croissance d’une durée de 18-20h a été réalisée sans restriction d’air, jusqu’à l’obtention d’une biomasse de 3 g/L. Les cellules ont ensuite été lavées deux fois avec du milieu minimum sans source de carbone, reprises dans 50 mL de ce même milieu et mises en culture autotrophe à l’aide d’un mélange commercial de gaz H2/02/C02/N2 (% molaire: 60:2:10:28, Air Liquide, Paris, France) pendant 48 heures. The heterotrophic culture was carried out in a minimum medium volume of 50 ml in 500 ml baffled Erlenmeyer flasks at a temperature of 30 ° C. and a stirring of 200 rpm. An exponential phase of growth lasting 18-20 hours was carried out without air restriction, until a biomass of 3 g / L was obtained. The cells were then washed twice with minimal medium without carbon source, taken up in 50 mL of the same medium and put into autotrophic culture using a commercial gas mixture of H 2/0 2 / C0 2 / N 2 (mol%: 60: 2: 10: 28, Air Liquide, Paris, France) for 48 hours.
Essai enzymatique  Enzymatic test
Afin de doser les activités enzymatiques RuBisCO, le moût de fermentation a d’abord été centrifugé pendant 10 minutes à 4000 g et à 4°C. Le surnageant a ensuite été éliminé et les culots cellulaires ont été repris dans 500 pL de tampon Tris-HCI à pH 7,9. La suspension cellulaire a alors été transférée dans un tube FastPrep 2 mL (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) puis les cellules ont été lysées au FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) par deux cycles de 30 secondes à 1800 tours par minute. Les tubes ont ensuite été centrifugés à 4°C pendant 5 minutes à 13 000 tours par minute et 10 pg de protéines totales du lysat cellulaire (surnageant) ont été utilisés pour le dosage de l’activité enzymatique, en triplicat technique. La concentration en protéine totale du lysat cellulaire a été déterminée avec le kit QuantiPro™ BCA (Sigma, QPBCA-1 KT). In order to assay RuBisCO enzymatic activities, the fermentation must was first centrifuged for 10 minutes at 4000 g and at 4 ° C. The supernatant was then removed and the cell pellets were taken up in 500 μl of Tris-HCl buffer at pH 7.9. The cell suspension was then transferred to a 2 ml FastPrep tube (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) and then the cells were lysed at FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) by two cycles of 30 seconds at 1800 rpm. minute. The tubes were then centrifuged at 4 ° C. for 5 minutes at 13,000 rpm and 10 μg of total protein of the cell lysate (supernatant) were used for the determination of the enzymatic activity, in technical triplicate. The total protein concentration of the cell lysate was determined with the QuantiPro ™ BCA Kit (Sigma, QPBCA-1 KT).
L’activité RuBisCO a été déterminée en utilisant le CO2 sous forme de carbonate (NaHCC>3, 50 mM) et le Ribulose-1 ,5-biphosphate (RuBP, 5 mM) comme substrats dans un tampon Tris-HCI 50 mM à pH 7,9 en présence de DTT (2 mM), KCI (30 mM) et MgCh (10 mM). La réaction a été arrêtée après 80 min par ébullition (7 min à 95°C). Les produits de la réaction enzymatique et plus spécialement le 3-phosphoglycerate (3-PG), le 2- phosphoglycerate (2-PG) et le phosphoenolpyruvate (PEP) ont été quantifiés par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse UHPLC ultimate 3000 RS - MSQ plus (LC-MS) en utilisant une colonne Spheri-5 RP-18 100x2,1 mm, 5 pm (PerkinElmer, 071 1 -0016) avec une précolonne Newguard RP-18, 15x3,2 mm, 7 pm (PerkinElmer, 071 1 - 0092). La température de la colonne était de 35°C et le débit était fixé à 1 mL/min. Le run a été réalisé avec deux phases mobiles (10 mM de tributylamine en voie D et acétonitrile 100% en voie B) selon le gradient suivant : 3 min 100% voie D puis 15 min 95% voie D et 5% voie B, 2 min 65 % voie D et 35 % voie B, 4 min 100% voie B et enfin 2 min 100% voie D. Un volume de 30 pL a été injecté pour chaque échantillon. L’identification des composés a été basée sur leur masse moléculaire et par comparaison des temps de rétention avec les standards. La quantification est réalisée grâce à des courbes de calibration des standards adéquates. L’activité de la RuBisCO sera donc exprimée en nmol de produits. min 1. mg 1 de protéine totale. Les produits étant la somme du 3-phosphoglycerate (3-PG), du 2- phosphoglycerate (2-PG) et du phosphoenolpyruvate (PEP). RuBisCO activity was determined using CO2 as carbonate (NaHCC> 3.50 mM) and Ribulose-1, 5-bisphosphate (RuBP, 5 mM) as substrates in 50 mM Tris-HCl pH buffer. 7.9 in the presence of DTT (2 mM), KCl (30 mM) and MgCl (10 mM). The reaction was stopped after 80 minutes by boiling (7 min at 95 ° C). The products of the enzymatic reaction and more particularly 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP) were quantified by liquid chromatography coupled to a UHPLC ultimate 3000 RS mass spectrometer. MSQ plus (LC-MS) using a Spheri-5 RP-18 100x2.1mm, 5μm column (PerkinElmer, 071-10016) with a Newguard RP-18 precolumn, 15x3.2mm, 7μm (PerkinElmer) , 071 1-0092). The temperature of the column was 35 ° C and the flow rate was set at 1 mL / min. The run was carried out with two mobile phases (10 mM of tributylamine in the D route and 100% of acetonitrile in the B route) according to the following gradient: 3 min 100% D route then 15 min 95% D route and 5% B route 2 min 65% D-way and 35% B-way, 4 min 100% B-way and finally 2 min 100% D-way. A volume of 30 μL was injected for each sample. The identification of the compounds was based on their molecular weight and comparison of retention times with standards. Quantification is performed using calibration curves of the appropriate standards. The activity of RuBisCO will therefore be expressed in nmol of products. min 1 mg 1 of total protein. The products are the sum of 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP).
Résultat  Result
Les résultats d’activités RuBisCO réalisées sur les souches CN0001 et CN0002 sont présentés dans le tableau ci-dessous :  The results of RuBisCO activities carried out on strains CN0001 and CN0002 are presented in the table below:
Tableau 6 : récapitulatif des activités RuBisCO exprimée dans les souches de  Table 6: Summary of RuBisCO activities expressed in strains of
Cupriavidus necator  Cupriavidus necator
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L’activité de la RuBisCO exprimée dans la souche modifiée CN0002 est de 130,7 ± 1 1 ,8 produits. min-1. mg-1 de protéine totale. Cette activité a été comparée à l’activité de la RuBisCO exprimée dans la souche CN0001. Cette dernière représente l’activité RuBisCO de référence sans aucune autre mutation dans le génome. Dans la souche CN0001 , la RuBisCO présente une activité de 85,3 ± 9,9 nmol de produits. min 1. mg 1 de protéine totale. Chez Cupriavidus necator, la mutation M85P du gène NusG permet d’améliorer l’activité RuBisCO de 53 %. The activity of RuBisCO expressed in modified strain CN0002 is 130.7 ± 1.1.8 products. min- 1 . mg -1 of total protein. This activity was compared to RuBisCO activity expressed in strain CN0001. The latter represents the reference RuBisCO activity without any other mutation in the genome. In strain CN0001, RuBisCO has an activity of 85.3 ± 9.9 nmol of products. min 1 mg 1 of total protein. At Cupriavidus necator, the M85P mutation of the NusG gene improves RuBisCO activity by 53%.
Exemple 10 : Construction et caractérisation d’une souche de Nannochloroosis oceanica mutée au niveau du gène SPT5 (A294P).  Example 10 Construction and Characterization of a Nannochloroosis Oceanica Strain Mutated at the SPT5 Gene (A294P)
Souche et constructions génétiques.  Strain and genetic constructions.
La souche commerciale de micro algue unicellulaire et haploïde Nannocholoropsis oceanica CCMP1779 (National Center for Marine Algae and Microbiota, USA), nommée NG0001 , est modifiée pour exprimer le gène SPT5 endogène (gm1 .4073_g, scaffold_12:256855-259739 (+)), muté à la position 294 de sa séquence protéique, et caractériser l’effet de cette mutation sur l’activité de la RuBisCO.  The commercial strain of unicellular and haploid microalgae Nannocholoropsis oceanica CCMP1779 (National Center for Marine Algae and Microbiota, USA), named NG0001, is modified to express the endogenous SPT5 gene (gm1 .4073_g, scaffold_12: 256855-259739 (+)), mutated at position 294 of its protein sequence, and characterize the effect of this mutation on the activity of RuBisCO.
La construction de la souche NG0002 SPT5A294P est réalisée par recombinaison homologue, comme décrit par Kilian ét al., 201 1 , selon le protocole suivant :  The construction of strain NG0002 SPT5A294P is carried out by homologous recombination, as described by Kilian et al., 201 1, according to the following protocol:
Une cassette d’insertion génomique linéaire est construite à partir de produits PCR assemblés via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), puis amplifiée par une dernière étape de PCR :  A linear genomic insertion cassette is constructed from PCR products assembled via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), then amplified by a last PCR step:
Un premier produit PCR permettant l’amplification d’une zone de recombinaison de 1 kb en amont du promoteur putatif du gène SPT5 est amplifié sur l’ADN génomique de la souche sauvage NG0001 à partir d’un oligonucléotide sens (SEQ ID NO 64: 5’ ATGATGTGTG TCTTTCCACA TTGATC 3’), localisé 1440 paire de bases en amont du codon d’initiation de la traduction du gène SPT5, et antisens (SEQ ID NO 65: 5’ ATTTTGTATA CTTTACGCTA TGTCTTTATG GACATTAGAC CATCGTACAC 3’) localisé 441 paires de bases en amont du codon d’initiation et présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 paires de bases avec l’extrémité 5’ de la seconde PCR.  A first PCR product allowing the amplification of a 1 kb recombination zone upstream of the putative SPT5 gene promoter is amplified on the genomic DNA of the NG0001 wild-type strain from a sense oligonucleotide (SEQ ID NO 64: 5 'ATGATGTGTG TCTTTCCACA TTGATC 3'), located 1440 base pair upstream of the translation initiation codon of the SPT5 gene, and antisense (SEQ ID NO 65: 5 'ATTTTGTATA CTTTACGCTTA TGTCTTTATG GACATTAGAC CATCGTACAC 3') located 441 pairs of bases upstream of the initiation codon and having at 5 'a 25 base pair overlap area with the 5' end of the second PCR.
Un second produit PCR présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la seconde PCR et permettant l’amplification du gène de résistance à la zéocine Shble (Streptoalloteichus hindustanus), précédé du promoteur EF (élongation factor) et suivi du terminateur LDSP (lipid droplet surface protein), est amplifié sur le plasmide pNOC41 1 (Poliner et al., 2018), à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 66: 5’ AGACATAGCG TAAAGTATAC AAAATGAC 3’) et antisens (SEQ ID NO 67: 5’ TGTTTCCACG ATAAAAATAG ACTGC 3’).  A second PCR product 5 'having a 25 base pair overlap area with the 3' end of the second PCR and allowing amplification of the zeocin resistance gene Shble (Streptoalloteichus hindustanus), preceded by the promoter EF ( elongation factor) and monitoring of the terminator LDSP (lipid droplet surface protein), is amplified on the plasmid pNOC41 1 (Poliner et al., 2018), using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 66 'AGACATAGCG TAAAGTATAC AAAATGAC 3 ') and antisense (SEQ ID NO 67: 5' TGTTTCCACG ATAAAAATAG ACTGC 3 ').
Un troisième produit PCR est réalisé sur l’ADN génomique de la souche NG0001 à l’aide de l’oligonucléotide sens (SEQ ID NO 68: 5’ GCAGTCTATT TTTATCGTGG AAACAATCCA CATTGCATGG ATTCCTTTG 3’), localisé 440 paires de bases en amont du codon d’initiation du gène SPT5 et présentant une zone de recouvrement de 25 nucléotides avec l’extrémité 3’ du second produit PCR, et antisens (SEQ ID NO 69: 5’ CGCTTCATTC CTGGGTTCA ACCAAGACAT GCCCTTTCG 3’) localisé au sein du gène SPT5 et permettant l’introduction de la mutation ponctuelle g880c conduisant à la mutation faux-sens A294P sur la séquence protéique. A third PCR product is carried out on the genomic DNA of strain NG0001 using the sense oligonucleotide (SEQ ID NO 68: 5 'GCAGTCTATT TTTATCGTGG AAACAATCCA CATTGCATGG ATTCCTTTG 3'), located 440 base pairs upstream of the codon initiation of the SPT5 gene and having a 25-nucleotide overlap region with the 3 'end of the second PCR product, and antisense (SEQ ID NO: 69: 5' CGCTTCATTC CTGGGTTCA ACCAAGACAT GCCCTTTCG 3 ') localized within the SPT5 gene and allowing the introduction of the point mutation g880c leading to the missense mutation A294P on the protein sequence.
Un quatrième produit PCR permettant l’amplification d’une zone de recombinaison de 1 kb en aval de la mutation g880c et présentant en 5’ une zone de recouvrement de 25 paires de bases avec l’extrémité 3’ de la troisième PCR est réalisé sur l’ADN génomique de la souche NG0001 à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 70: 5’ CTTGGTTGAA CCCAGGAATG AAGCGGATGC ATCGG 3’), localisé au niveau de la mutation g880c, et antisens (SEQ ID NO 71 : 5’ TGCTCAGGCC GGTTGCCACC TC 3’) localisé en position 1882 de la séquence nucléotidique du gène SPT5.  A fourth PCR product allowing the amplification of a 1 kb recombination zone downstream of the g880c mutation and having at 5 'a 25 base pair overlap zone with the 3' end of the third PCR is performed on the genomic DNA of the NG0001 strain using the sense oligonucleotides (SEQ ID NO: 70: 5 'CTTGGTTGAA CCCAGGAATG AAGCGGATGC ATCGG 3'), localized at the level of the g880c mutation, and antisense (SEQ ID NO 71: 5 'TGCTCAGGCC GGTTGCCACC TC 3 ') located in position 1882 of the nucleotide sequence of the SPT5 gene.
Après assemblage via le protocole NEBuilder® (New England Biolabs, Evry, France), le produit final est amplifié par PCR à l’aide des oligonucléotides sens (SEQ ID NO 64) et antisens (SEQ ID NO 71 ). Ce produit PCR est vérifié par électrophorèse sur gel d’agarose puis nettoyé à l’aide du kit d’extraction NucleoSpin® Gel and PCR Clean-up (MACHEREY- NAGEL SARL, Hoerdt, France). After assembly via the NEBuilder® protocol (New England Biolabs, Evry, France), the final product is amplified by PCR using the oligonucleotides sense (SEQ ID NO 64) and antisense (SEQ ID NO 71). This PCR product is verified by agarose gel electrophoresis and cleaned using the NucleoSpin ® Gel Extraction Kit and PCR Clean-up (MACHEREY NAGEL GmbH, Hoerdt, France).
La souche NG0001 , est transformée avec cet ADN linéaire selon le protocole suivant : The NG0001 strain is transformed with this linear DNA according to the following protocol:
La souche est cultivée dans un milieu F2N (Kilian et al., 201 1 ) (NFUCI 5 mM, NaNOs 880 mM, NaH2P04.H20 36 mM, Na2Si03.9H20 106mM, FeCI3.6H20 25,75 mM, Na2EDTA.2H20 21 .8 mM , CUS04.5H20 0,2 mM, Na2Mo04.2H20 0,15 mM, ZnS04.7H20 0,4 mM, CoCI2 6H20 0,25 mM, MnCI2.4H20 4,5 mM, thiamine HCl (vit. B1 ) 148 mM, biotin (vit. H) 10,25 nM, cyanocobalamin (vit. B12) 1 ,845 nM, HCl or NaOH and TrisHCI pH7.6 10mM) jusqu’en phase exponentielle de croissance (environ 2.106 cellules/mL) puis lavée quatre fois dans une solution de D-sorbitol (384 mM). La concentration cellulaire est ajustée à 1010 cellules/mL dans la solution de D-sorbitol. 100 mI de la suspension cellulaire est transformé dans l’heure par électroporation (Gene Puiser Bio-Rad, 2200 V, 50 pF et 500 Ohm, cuvettes de 2 mm) avec 0,1 à 1 pg d’ADN linéaire. Les cellules sont ensuite immédiatement remises en culture dans 10 ml de milieu F/2 (Guillard and Ryther, 1962), NaN03 880 pM, NaH2P04.H20 36 mM, Na2Si03.9H20 106mM, FeCI3.6H20 5,15 pM, Na2EDTA.2H20 4,36 mM , CuS04.5H20 0,04 pM, Na2Mo04.2H20 0,03 mM, ZnS04.7H20 0,08 mM, CoCI2 6H20 0,05 mM, MnCI2.4H20 0,9 mM, thiamine HCl (vit. B1 ) 29,6 mM, biotin (vit. H) 2,05 nM, cyanocobalamin (vit. B12) 0,369 nM, pH ajusté 8 avec NaOH ou HCl) et incubées à faible luminosité une nuit. Le lendemain, 5.108 cellules sont étalées sur des boites de pétri carrées (500 cm2) sur milieu F/2 agar contenant 2 pg/ml de Zeocin (ant-zn, Invivogen). The strain is cultured in F2N medium (Kilian et al., 201 1) (5 mM NFUCI, 880 mM NaNOs, 36 mM NaH 2 PO 4 .H 2 0, 106mM Na 2 SiO 3 .9H 2 O, FeCl 3 . 6H 2 0 25.75 mM Na 2 EDTA.2H 2 0 .8 21 mM CUS0 4 .5H 2 0 0.2 mM, Na 2 Mo0 4 .2H 2 0 0.15 mM ZnS0 4 .7H 2 0 0.4 mM, COCl 2 6H 2 0 0.25 mM, MnCl 2 .4H 2 0 4.5 mM thiamine HCl (Vit. B1) 148 mM biotin (vit. H) 10.25 nM, cyanocobalamin (vit B12) 1, 845 nM, HCl or NaOH and TrisHCl pH7.6 (10mM) up to the exponential phase of growth (approximately 2.10 6 cells / ml) then washed four times in a solution of D-sorbitol (384 mM). The cell concentration is adjusted than 10 10 cells / ml in D-sorbitol solution. 100 μl of the cell suspension is transformed in the hour by electroporation (Gene Pulser Bio-Rad, 2200 V, 50 μF and 500 Ohm, 2 mm cuvettes) with 0.1 to 1 μg of linear DNA. The cells are then immediately resuspended in 10 ml of F / 2 medium (Guillard and Ryther, 1962), NaN0 3 880 μM, NaH 2 PO 4 .H 2 0 36 mM, Na 2 SiO 3 .9H 2 0 106mM, FeCl 3 .6H 2 O 5.15 μM, Na 2 EDTA 2H 2 4.36 mM, CuSO 4 .5H 2 O 0.04 μM, Na 2 MoO 4 .2H 2 O 0.03 mM, ZnSO 4 . 7H 2 0 0.08 mM, COCl 2 6H 2 0 0.05 mM, MnCl 2 .4H 2 0 0.9 mM thiamine HCl (Vit. B1) 29.6 mM biotin (vit. H) 2.05 nM, cyanocobalamin (vit B12) 0.369 nM, pH adjusted 8 with NaOH or HCl) and incubated in low light overnight. The next day, 5.10 8 cells are spread on square petri dishes (500 cm 2 ) on F / 2 agar medium containing 2 μg / ml of Zeocin (ant-zn, Invivogen).
Les colonies résistantes à la zéocine sont ensuite validées par génotypage sur ADN génomique et séquençage après amplification du gène SPT5 par PCR à l’aide des oligonucléotides suivants : SEQ ID NO 72 (5’ CTTGCGAAGC AGAACTTCTG CTC 3’), SEQ ID NO 73 (5’ CTTGTCGTAG CTGCCGACCT G 3’). Une PCR amplifiée sur l’ADN génomique d’une souche sauvage NG0001 est utilisée comme contrôle. L’une de ces souches, présentant la mutation ponctuelle g880c sur le gène SPT5, est conservée et référencée NG0002. The zeocin resistant colonies are then validated by genotyping on genomic DNA and sequencing after amplification of the SPT5 gene by PCR using the following oligonucleotides: SEQ ID NO. 72 (5 'CTTGCGAAGC AGAACTTCTG CTC 3'), SEQ ID NO. 73 ( 5 'CTTGTCGTAG CTGCCGACCT G 3'). Amplified PCR on genomic DNA a wild strain NG0001 is used as a control. One of these strains, having the point mutation g880c on the SPT5 gene, is conserved and referenced NG0002.
Les oligonucléotides sont synthétisés et purifiés par Eurofins Genomics (HPSF ou dessalés en cas de longueur inférieure à 30 nucléotides). Les produits PCRs sont amplifiés avec l’enzyme la Taq DNA Polymerase (RR002A, Takara).  The oligonucleotides are synthesized and purified by Eurofins Genomics (HPSF or desalted in case of length less than 30 nucleotides). The PCR products are amplified with the enzyme Taq DNA Polymerase (RR002A, Takara).
Milieux  Environments
Le milieu standard est constitué de 35 g/L de sel de mer, de mélange de traces métalliques (0,0196 mg.L 1 CuS04 *5H20, 0,0126 mg.L 1 NaMo04 *2H20, 0,044 mg.L 1 ZnS04 *7H20, 0,01 mg.L 1 CoCI2 et 0,36 mg.L 1 MnCI2 *4H20), de mélange de vitamines (2,5 pg L 1 VB12, 2,5 pg L 1 biotin, and 0,5 pg L 1 thiamine HCl) et de 0,361 mM de NaH2P04. La source d’azote est constituée de 15 mM de NaNÜ3 pour la phase de croissance (culture 1 ) et de 8,8 mM, pour la phase culture sous C02 (culture 2). Le milieu est tamponné à pH 7,8. The standard medium consisted of 35 g / L sea salt, trace metal mixture (0.0196 mg.L 1 CuS0 4 * 5H 2 0, 0.0126 mg L 1 NaMo0 4 * 2H 2 0, 0.044 mg.L 1 ZnSO 4 * 7H 2 O, 0.01 mg.L 1 CoCl 2 and 0.36 mg.L 1 MnCl 2 * 4H 2 O), vitamin mixture (2.5 μg L 1 VB 12, 2 , 5 μg L 1 biotin, and 0.5 μg L 1 thiamine HCl) and 0.361 mM NaH 2 PO 4 . The nitrogen source consists of 15 mM NaNO 3 for the growth phase (culture 1) and 8.8 mM for the culture phase under CO 2 (culture 2). The medium is buffered at pH 7.8.
Culture en flacons rectangulaires  Culture in rectangular flasks
175 mL de milieu standard avec 15 mM de NaNÜ3 sont inoculés avec chacune des souches à une DO730nm de 0,5 dans des flacons rectangulaires ayant 75 cm2 de surface de culture cellulaire. La culture 1 est maintenue à 25°C sous lumière LED (rampes ascendante de 0 à une intensité maximum de 1200 pE puis descendante de 1200 à 0 pE) pendant 14 heures puis 10 heures dans l’obscurité jusqu’à obtention d’une biomasse d’environ 2 g/L. 175 ml of standard medium with 15 mM NaNO 3 are inoculated with each of the strains at an OD730 nm of 0.5 in rectangular flasks having 75 cm 2 of cell culture surface. Culture 1 is maintained at 25 ° C. under LED light (ramps rising from 0 to a maximum intensity of 1200 pE and then decreasing from 1200 to 0 pE) for 14 hours and then 10 hours in the dark until a biomass is obtained. about 2 g / L.
550 mL de milieu de culture 2 est ensuite inoculée avec la culture 1 à une DO730nm de 0,9 dans des flacons rectangulaires ayant 225 cm2 de surface de culture cellulaire. Les flacons sont soumis à une lumière de type LED (intensité maximale de 2000 pE) avec un cycle mimant celui d’une journée d’été en Californie du sud (soit 14 h de lumière et 10 h de nuit), sous agitation (575 rpm), à 25°C. Les cultures 2, d’une durée de 10 jours, sont réalisées sous air enrichie en C02 (1 % C02) à un débit de 300 mL/min. Chaque jour, 30% du volume de culture (soit 165 mL) est prélevé et remplacé par le même volume de milieu frais complété par 10 mL d’eau distillé (pour compenser l’évaporation). 550 ml of culture medium 2 is then inoculated with culture 1 to an OD730 nm of 0.9 in rectangular flasks having 225 cm 2 of cell culture surface. The flasks are subjected to a LED type of light (maximum intensity of 2000 pE) with a cycle mimicking that of a summer day in southern California (14 hours of light and 10 hours of night), with agitation (575 rpm) at 25 ° C. Cultures 2, lasting 10 days, are carried out under C0 2 enriched air (1% C0 2 ) at a flow rate of 300 ml / min. Each day, 30% of the culture volume (ie 165 mL) is removed and replaced by the same volume of fresh medium supplemented with 10 mL of distilled water (to compensate for evaporation).
Essai enzymatique  Enzymatic test
Afin de doser les activités enzymatiques RuBisCO, la culture 2 de microalgue est d’abord centrifugée pendant 10 minutes à 3000 g et à 4°C. Le surnageant est ensuite éliminé et les culots cellulaires sont repris dans 500 pL de tampon Tris-HCI à pH 7,9. La suspension cellulaire est alors transférée dans un tube FastPrep 2 mL (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) puis les cellules sont lysées au FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) par deux cycles de 30 secondes à 1800 tours par minute. Les tubes sont ensuite centrifugés à 4°C pendant 5 minutes à 13 000 tours par minute et 10 pg de protéines totales du lysat cellulaire (surnageant) sont utilisés pour le dosage de l’activité enzymatique, en triplicat technique. La concentration en protéine totale du lysat cellulaire est déterminée avec le kit QuantiPro™ BCA (Sigma, QPBCA-1 KT). In order to assay RuBisCO enzymatic activities, the microalgae culture 2 is first centrifuged for 10 minutes at 3000 g and at 4 ° C. The supernatant is then removed and the cell pellets are taken up in 500 μl of Tris-HCl buffer at pH 7.9. The cell suspension is then transferred to a 2 ml FastPrep tube (MP biomedicals, Lysing matrix Y, 6960-100) and the cells are then lysed at FastPrep 96 (MP biomedicals, 16010500) by two cycles of 30 seconds at 1800 revolutions per minute. The tubes are then centrifuged at 4 ° C. for 5 minutes at 13,000 rpm and 10 μg of total cellular lysate proteins (supernatant) are used for the determination of the enzymatic activity, in technical triplicate. The total protein concentration of the cell lysate is determined with the QuantiPro ™ BCA kit (Sigma, QPBCA-1 KT).
L’activité RuBisCO est déterminée en utilisant le CO2 sous forme de carbonate (NaHCC>3, 50 mM) et le Ribulose-1 ,5-biphosphate (RuBP, 5 mM) comme substrats dans un tampon Tris-HCI 50 mM à pH 7,9 en présence de DTT (2 mM), KCI (30 mM) et MgCh (10 mM). La réaction est arrêtée après 80 min par ébullition (7 min à 95°C). Les produits de la réaction enzymatique et plus spécialement le 3-phosphoglycerate (3-PG), le 2- phosphoglycerate (2-PG) et le phosphoenolpyruvate (PEP) sont quantifiés par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse UHPLC ultimate 3000 RS - MSQ plus (LC-MS) en utilisant une colonne Spheri-5 RP-18 100x2,1 mm, 5 pm (PerkinElmer, 071 1 -0016) avec une précolonne Newguard RP-18, 15x3,2 mm, 7 pm (PerkinElmer, 071 1 - 0092). La température de la colonne est de 35°C et le débit est fixé à 1 mL/min. Le run est réalisé avec deux phases mobiles (10 mM de tributylamine en voie D et acétonitrile 100% en voie B) selon le gradient suivant : 3 min 100% voie D puis 15 min 95% voie D et 5% voie B, 2 min 65 % voie D et 35 % voie B, 4 min 100% voie B et enfin 2 min 100% voie D. Un volume de 30 pL est injecté pour chaque échantillon. L’identification des composés est basée sur leur masse moléculaire et par comparaison des temps de rétention avec les standards. La quantification est réalisée grâce à des courbes de calibration des standards adéquates. L’activité de la RuBisCO sera donc exprimée en nmol de produits. min 1. mg 1 de protéine totale. Les produits étant la somme du 3-phosphoglycerate (3-PG), du 2-phosphoglycerate (2-PG) et du phosphoenolpyruvate (PEP). RuBisCO activity is determined using CO2 as carbonate (NaHCC> 3.50 mM) and Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5 mM) as substrates in 50 mM Tris-HCl buffer pH 7. , 9 in the presence of DTT (2 mM), KCl (30 mM) and MgCh (10 mM). The reaction is stopped after 80 min by boiling (7 min at 95 ° C). The products of the enzymatic reaction and more particularly 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP) are quantified by liquid chromatography coupled to a UHPLC ultimate 3000 RS mass spectrometer. MSQ plus (LC-MS) using a Spheri-5 RP-18 100x2.1mm, 5μm column (PerkinElmer, 071-10016) with a Newguard RP-18 precolumn, 15x3.2mm, 7μm (PerkinElmer, 071 1 - 0092). The temperature of the column is 35 ° C and the flow rate is set at 1 mL / min. The run is carried out with two mobile phases (10 mM of tributylamine in the D route and 100% of acetonitrile in the B route) according to the following gradient: 3 min 100% D route then 15 min 95% D route and 5% B route, 2 min 65% D-way and 35% B-way, 4 min 100% B-way and finally 2 min 100% D-way. A volume of 30 μL is injected for each sample. The identification of the compounds is based on their molecular weight and by comparison of retention times with standards. Quantification is performed using calibration curves of the appropriate standards. The activity of RuBisCO will therefore be expressed in nmol of products. min 1 mg 1 of total protein. The products are the sum of 3-phosphoglycerate (3-PG), 2-phosphoglycerate (2-PG) and phosphoenolpyruvate (PEP).
Résultat  Result
L’activité de la RuBisCO exprimée dans la souche modifiée NG0002 est comparée à l’activité de la RuBisCO exprimée dans la souche NG0001. La souche NG0001 représente l’activité RuBisCO de référence sans aucune autre mutation dans le génome.  The activity of RuBisCO expressed in the modified strain NG0002 is compared with the activity of RuBisCO expressed in strain NG0001. Strain NG0001 represents the reference RuBisCO activity without any other mutation in the genome.
Muter le gène SPT5 endogène à la position 294 de sa séquence protéique permet d’améliorer l’activité de la RuBisCO par rapport à une RuBisCO exprimée dans une souche de micro algue sans gène SPT5 muté. Mutation of the endogenous SPT5 gene at position 294 of its protein sequence makes it possible to improve the activity of RuBisCO relative to a RuBisCO expressed in a microalgae strain without mutated SPT5 gene.
REFERENCES REFERENCES
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Claims

REVENDICATIONS
1 . Microorganisme capable d’exprimer une RuBisCO fonctionnelle choisi parmi les bactéries, les levures, les champignons et les protistes, caractérisé en ce qu’il est génétiquement modifié pour exprimer un facteur d'élongation de la transcription responsable de la régulation de la processivité de l'ARN polymérase muté pour améliorer l’activité de ladite RuBisCO fonctionnelle. 1. Microorganism capable of expressing a functional RuBisCO selected from bacteria, yeasts, fungi and protists, characterized in that it is genetically modified to express a transcription elongation factor responsible for regulating the processivity of the organism. Mutated RNA polymerase to enhance the activity of said functional RuBisCO.
2. Microorganisme selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le facteur d’élongation de la transcription muté est une protéine NusG/SPT5 mutée.  2. Microorganism according to claim 1, characterized in that the elongation factor of the mutated transcription is a mutated NusG / SPT5 protein.
3. Microorganisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mutation comprend la transposition (substitution) d’au moins un acide aminé par un autre acide aminé dans la protéine NusG/SPT5.  3. Microorganism according to claim 2, characterized in that the mutation comprises the transposition (substitution) of at least one amino acid by another amino acid in the protein NusG / SPT5.
4. Microorganisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la mutation est au niveau de l’extrémité C-terminale du feuillet b3 dans les éléments de structure secondaire communs à NusG et au domaine NGN de SPT5.  4. Microorganism according to claim 3, characterized in that the mutation is at the C-terminal end of the sheet b3 in the secondary structure elements common to NusG and the NGN domain of SPT5.
5. Microorganisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que la protéine NusG / SPT5 comprend une mutation dans une séquence correspondant à la séquence consensus de 9 acides aminés représentée sur la Figure 1 .  5. Microorganism according to claim 4, characterized in that the protein NusG / SPT5 comprises a mutation in a sequence corresponding to the consensus sequence of 9 amino acids shown in Figure 1.
6. Microorganisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mutation consiste en une transposition du septième acide aminé (soit une Alanine soit une Serine soit une Méthionine soit une Isoleucine) de la séquence consensus en tout autre acide aminé.  6. Microorganism according to claim 5, characterized in that the mutation consists of a transposition of the seventh amino acid (either an Alanine or a Serine or a Methionine or an Isoleucine) of the consensus sequence into any other amino acid.
7. Microorganisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mutation consiste en une transposition du septième acide aminé de la séquence consensus (soit une Alanine soit une Serine soit une Méthionine soit une Isoleucine) en Proline.  7. Microorganism according to claim 6, characterized in that the mutation consists of a transposition of the seventh amino acid of the consensus sequence (an Alanine or a Serine or a Methionine or an Isoleucine) in Proline.
8. Microorganisme selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un gène codant pour la protéine SPT5 et la séquence consensus de 9 acides aminés est définie par la séquence consensus : GRIYIEAPK (SEQ ID NO 1 ).  8. Microorganism according to one of claims 5 to 7, characterized in that it comprises a gene encoding the protein SPT5 and the consensus sequence of 9 amino acids is defined by the consensus sequence: GRIYIEAPK (SEQ ID NO 1).
9. Microorganisme selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un gène codant pour la protéine NusG et la séquence consensus de 9 acides aminés est définie par la séquence consensus : GYVLVQMVM (SEQ ID NO 7).  9. Microorganism according to one of claims 5 to 7, characterized in that it comprises a gene encoding the NusG protein and the consensus sequence of 9 amino acids is defined by the consensus sequence: GYVLVQMVM (SEQ ID NO 7).
10. Microorganisme selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il exprime une RuBisCO fonctionnelle native.  10. Microorganism according to one of claims 1 to 9, characterized in that it expresses a native functional RuBisCO.
1 1 . Microorganisme selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il n’exprime pas de RuBisCO fonctionnelle native et est également modifié pour exprimer un ensemble de gènes hétérologues nécessaires à l’expression d’une RuBisCO fonctionnelle.  1 1. Microorganism according to one of Claims 1 to 9, characterized in that it does not express native functional RuBisCO and is also modified to express a set of heterologous genes necessary for the expression of a functional RuBisCO.
12. Microorganisme capable d’exprimer une RuBisCO fonctionnelle choisi parmi les bactéries, les levures, les champignons et les protistes, caractérisé en ce qu’il est génétiquement modifié pour exprimer une protéine NusG/SPT5 mutée par la transposition (substitution) d’au moins un acide aminé par un autre acide aminé pour améliorer l’activité de ladite RuBisCO fonctionnelle, la mutation consistant en une transposition du septième acide aminé de la séquence consensus de 9 acides aminés représentée sur la Figure 1 en Proline. Microorganism capable of expressing a functional RuBisCO selected from bacteria, yeasts, fungi and protists, characterized in that it is genetically modified to express a mutated NusG / SPT5 protein by transposition (substitution) of at least one amino acid with another amino acid to enhance the activity of said functional RuBisCO, the mutation consisting of a transposition of the seventh amino acid of the 9 amino acid consensus sequence shown in Figure 1 in Proline.
13. Microorganisme selon l’une des revendications 1 à 7 ou 12, caractérisé en ce que la mutation est une transposition du septième acide aminé de la séquence consensus GRIYIEAPK (SEQ ID NO 1 ) de SPT5.  13. Microorganism according to one of claims 1 to 7 or 12, characterized in that the mutation is a transposition of the seventh amino acid of the GRIYIEAPK consensus sequence (SEQ ID NO 1) of SPT5.
14. Microorganisme selon la revendication 13, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi choisi parmi les levures, les champignons et les protistes.  14. Microorganism according to claim 13, characterized in that it is selected from among yeasts, fungi and protists.
15. Microorganisme selon la revendication 14, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi les levures des genres Pichia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Rhodosporidium, Yarrowia, et Debaryomyces.  15. Microorganism according to claim 14, characterized in that it is selected from the yeasts of the genera Pichia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Rhodosporidium, Yarrowia, and Debaryomyces.
16. Microorganisme selon la revendication 14, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi Saccharomyces cerevisiae et Yarrowia lipolytica.  16. Microorganism according to claim 14, characterized in that it is selected from Saccharomyces cerevisiae and Yarrowia lipolytica.
17. Microorganisme selon la revendication 14, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi les champignons des genres genre Aspergillus, Trichoderma, Neurospora, Podospora, Endothia, Mucor, Cochiobolus et Pyricularia.  17. Microorganism according to claim 14, characterized in that it is selected from the fungi of the genera Aspergillus, Trichoderma, Neurospora, Podospora, Endothia, Mucor, Cochiobolus and Pyricularia.
18. Microorganisme selon la revendication 17, caractérisé en ce que le champignon est Aspergillus niger.  18. Microorganism according to claim 17, characterized in that the fungus is Aspergillus niger.
19. Microorganisme selon la revendication 14, caractérisé en ce que les protistes sont choisies parmi les microalgues des classes ou superclasses des Chlorophyceae, Chrysophyceae, Prymnesiophyceae, Diatomées ou Bacillariophyta, Euglénophyceae, Rhodophyceae, ou Trebouxiophyceae.  19. Microorganism according to claim 14, characterized in that the protists are chosen from microalgae of the classes or superclasses of Chlorophyceae, Chrysophyceae, Prymnesiophyceae, Diatomaceous or Bacillariophyta, Euglenophyceae, Rhodophyceae, or Trebouxiophyceae.
20. Microorganisme selon la revendication 19, caractérisé en ce que la microalgue est choisie parmi Nannochloropsis sp. et Phaeodactylum.  20. Microorganism according to claim 19, characterized in that the microalgae is chosen from Nannochloropsis sp. and Phaeodactylum.
21 . Microorganisme selon la revendication 20, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi Nannochloropsis gaditana, Nannochloropsis oceanica et Phaeodactylum tricornutum.  21. Microorganism according to Claim 20, characterized in that it is chosen from Nannochloropsis gaditana, Nannochloropsis oceanica and Phaeodactylum tricornutum.
22. Microorganisme selon l’une des revendications 1 à 7 ou 12, caractérisé en ce que la mutation est une transposition du septième acide aminé de la séquence consensus GYVLVQMVM (SEQ ID NO 7) de NusG.  22. Microorganism according to one of claims 1 to 7 or 12, characterized in that the mutation is a transposition of the seventh amino acid of the consensus sequence GYVLVQMVM (SEQ ID NO 7) of NusG.
23. Microorganisme selon la revendication 22, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi les bactéries.  23. Microorganism according to claim 22, characterized in that it is selected from bacteria.
24. Microorganisme selon la revendication 23, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi les bactéries des genres genre Acaryochloris, Acetobacter, Actinobacillus, Agrobacterium, Alicyclobacillus, Anabaena, Anacystis, Anaerobiospirillum, Aquifex, Arthrobacter, Arthrospira, Azobacter, Bacillus, Brevibacterium, Burkholderia, Chlorobium, Chromatium, Chlorobaculum, Clostridium, Corynebacterium, Cupriavidus, Cyanothece, Enterobacter, Deinococcus, Erwinia, Escherichia, Geobacter, Gloeobacter, Gluconobacter, Hydrogenobacter, Klebsiella, Lactobacillus, Lactococcus, Mannheimia, Mesorhizobium, Methylobacterium, Microbacterium, Microcystis, Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrospina, Nitrospira, Nostoc, Phormidium, Prochlorococcus, Pseudomonas, Ralstonia, Rhizobium, Rhodobacter, Rhodococcus, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Salmonella, Scenedesmun, Serratia, Shigella, Staphylococcus, Streptomyces, Synechoccus, Synechocystis, Thermosynechococcus, Trichodesmium, ou Zymomonas. 24. Microorganism according to claim 23, characterized in that it is selected from the genera genus Acaryochloris, Acetobacter, Actinobacillus, Agrobacterium, Alicyclobacillus, Anabaena, Anacystis, Anaerobiospirillum, Aquifex, Arthrobacter, Arthrospira, Azobacter, Bacillus, Brevibacterium, Burkholderia, Chlorobium, Chromatium, Chlorobaculum, Clostridium, Corynebacterium, Cupriavidus, Cyanothece, Enterobacter, Deinococcus, Erwinia, Escherichia, Geobacter, Gloeobacter, Gluconobacter, Hydrogenobacter, Klebsiella, Lactobacillus, Lactococcus, Mannheimia, Mesorhizobium, Methylobacterium, Microbacterium, Microcystis, Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrospina, Nitrospira, Nostoc, Phormidium, Prochlorococcus, Pseudomonas, Ralstonia, Rhizobium, Rhodobacter, Rhodococcus, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Salmonella, Scenedesmun, Serratia, Shigella, Staphylococcus, Streptomyces, Synechoccus, Synechocystis, Thermosynechococcus, Trichodesmium, or Zymomonas.
25. Microorganisme selon la revendication 24, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi Escherichia coli, Bacillus subtilis, Corynebacterium glutamicum,Cupriavidus necator, Deinococcus radiodurans, Rhodococcus opacus, Synechocystis sp. PCC 6803 et Synechococcus elongatus.  25. Microorganism according to claim 24, characterized in that it is selected from Escherichia coli, Bacillus subtilis, Corynebacterium glutamicum, Cupriavidus necator, Deinococcus radiodurans, Rhodococcus opacus, Synechocystis sp. PCC 6803 and Synechococcus elongatus.
26. Procédé de culture d’un microorganisme défini selon l’une des revendications 1 à 25, caractérisé en ce qu’il comprend la culture du microorganisme sur un milieu de culture approprié en présence de dioxyde de carbone comme source de carbone.  26. A method of culturing a defined microorganism according to one of claims 1 to 25, characterized in that it comprises culturing the microorganism on a suitable culture medium in the presence of carbon dioxide as a carbon source.
27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le milieu de culture comprend également une source de carbone organique.  27. The method of claim 26, characterized in that the culture medium also comprises a source of organic carbon.
28. Procédé selon l’une des revendications 26 ou 27, caractérisé en ce qu’il comprend un apport d’énergie.  28. Method according to one of claims 26 or 27, characterized in that it comprises a supply of energy.
29. Procédé selon l’une des revendications 26 à 28, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de récupération de la biomasse à partir du milieu de fermentation.  29. Method according to one of claims 26 to 28, characterized in that it comprises a step of recovering the biomass from the fermentation medium.
30. Biomasse obtenue par le procédé selon l’une des revendications 26 à 29. 30. Biomass obtained by the method according to one of claims 26 to 29.
31. Procédé selon l’une des revendications 26 à 29, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de récupération de métabolites d’intérêt à partir de la biomasse et/ou du surnageant de culture obtenus. 31. Method according to one of claims 26 to 29, characterized in that it comprises a step of recovering metabolites of interest from the biomass and / or culture supernatant obtained.
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