BacHBerry: BACterial Hosts for production of Bioactive phenolics from bERRY fruits

BACterial Hosts for production of Bioactive phenolics from bERRY fruits (BacHBerry) was a 3-year project funded by the Seventh Framework Programme (FP7) of the European Union that ran between November 2013 and October 2016. The overall aim of the project was to establish a sustainable and economically-feasible strategy for the production of novel high-value phenolic compounds isolated from berry fruits using bacterial platforms. The project aimed at covering all stages of the discovery and pre-commercialization process, including berry collection, screening and characterization of their bioactive components, identification and functional characterization of the corresponding biosynthetic pathways, and construction of Gram-positive bacterial cell factories producing phenolic compounds. Further activities included optimization of polyphenol extraction methods from bacterial cultures, scale-up of production by fermentation up to pilot scale, as well as societal and economic analyses of the processes. This review article summarizes some of the key findings obtained throughout the duration of the project

adegraphics: An S4 Lattice-Based Package for the Representation of Multivariate Data

International audienc

MultiPus: Conception de communautés microbiennes pour la production de composés d'intérêt

National audienceDepuis le début des années 2000, la biologie synthétique a permis de produire des composés innovants et d'intérêt pour différentes industries telles que la pharmacologie (pénicilline, insuline, artemésinine), les énergies (biogaz) ou les polymères (1,3-propanediol). Ces productions sont généralement effectuées en cultures pures. Mais dernièrement, l'usage de communautés microbiennes a été proposé afin de permettre par exemple : la division des voies de synthèses entre différentes souches, l'exploitation de co-produits, la levée de certaines inhibitions dues à l'accumulation de métabolites toxiques ainsi que la co-production de composés.Ici nous proposons un algorithme permettant la sélection de communautés artificielles (composées d’espèces dont l’interaction n’est pas observée dans la nature) ou synthétiques (composées d’organismes modifiés génétiquement pour acquérir de nouvelles capacités métaboliques). L’algorithme permet aussi d’obtenir les voies de synthèses utlisées.Cet algorithme utilise la topologie des réseaux métaboliques, en représentant les modèles métaboliques comme des hypergraphes dirigés. Dans ce cas, les nœuds sont les métabolites du réseau tandis que les hyperarcs représentent les réactions allant d'un ensemble de substrats à un ensemble de produits. Nous fusionnons les réseaux métaboliques de tous les microorganismes du consortium (que nous appellerons travailleurs). Pour cela, le réseau métabolique de chaque travailleur est modélisé tel un hypergraphe. Dans chacun de ces réseaux, des composés et réactions peuvent être ajoutés si ils sont existants dans d'autres organismes que les travailleurs (il s'agit alors de l'insertion de métabolites et/ou de réactions exogènes). Enfin, le transport entre les organismes du consortium est permis en ajoutant un arc simple reliant un composé dans un organisme au même composé dans un autre organisme. Les hyperarcs sont ensuite pondérés en utilisant un a-priori sur le coût d'une réaction vis-à-vis du procédé de production d'un composé d’intérêt. Dans un premier temps, nous avons divisé les hyperarcs en trois catégories: endogènes (présents initialement chez les travailleurs), exogènes (nécessitant l'insertion de gènes codant pour des enzymes dans le réseau) et transports (permettant l'échange d'un composé entre deux travailleurs). Les deux dernières catégories auront des poids supérieurs. En effet l'insertion d'un ou plusieurs gènes codants pour une enzyme dans un organisme peut s’avérer coûteux. Cela nécessite des manipulations génétiques et de l'énergie pour l'organisme afin d’exprimer les nouveaux gènes introduits. Enfin, exporter et importer des composés demande l'utilisation de transporteurs qui peuvent être demandeurs en énergie ou nécessiter de grands gradients de concentrations.Nous essayons ensuite de résoudre le problème de l'hyperarbre de Steiner de poids minimum. Une instance du problème est composée d'un hypergraphe dirigé et pondéré, d’un ensemble de composés sources et d’un ensemble de composés cibles. Nous désirons trouver la solution la plus légère, c'est à dire un ensemble d'hyperarcs (réactions) tel que tous les composés cibles soient atteints à partir des sources. Cependant, un hyperarc ne peut être sélectionné que si tous ses substrats ont été produits auparavant ou font partie de l'ensemble de sources initial. Nous nommons les sources d'un hyperarc des tentacules, un hyperarc est tentaculaire si il a plus d'un tentacule.Nous montrons que ce problème est NP-difficile mais qu’il existe un algorithme FPT (fixed-parameter tractable) avec comme paramètres le nombre de cibles et le nombre d’hyperarcs tentaculaires. L'algorithme énumère tout d'abord toutes les combinaisons possibles des hyperarcs tentaculaires où une combinaison est un sous-ensemble des hyperarcs ordonnés selon l'ordre topologique de la solution. Pour chaque combinaison, en utilisant le sous-réseau composé uniquement d'arc simples (non tentaculaires), l'algorithme calcule la manière optimale (de poids minimum) pour relier les hyperarcs tentaculaires choisis. Cela est fait en utilisant une routine de programmation dynamique qui généralise un algorithme FPT classique pour le problème d’arbre de Steiner dirigé (en utilisant le nombre de cibles comme paramètre).Nous avons assigné des poids uniformes pour les hyperarcs au sein des catégories définies précédemment (endogène = 0.01, exogène = 1, transport = 1) et appliqué l'algorithme à deux consortiums en fixant le nombre d'hyperarcs tentaculaires dans les solutions à k=3 au maximum.Tout d’abord nous proposons une communauté synthétique pour la production de deux antibiotiques : la pénicilline et la céphalosporine C. Nous avons sélectionné comme possibles travailleurs trois actinobacteries (Streptomyces cattleya, Rhodococcus jostii RAH 1, Rhodococcus erythropolis BG43) et une archée méthanogène (Methanosarcina barkeri) et proposé comme seule source la cellulose qui est un substrat peu coûteux et facilement disponible. Les réactions insérées proviennent de deux organismes: un champignon (Aspergillus Nidulans) et une actinobactérie (Streptomyces rapamycinicus) qui possèdent la capacité de synthétiser les deux antibiotiques bêta-lactame visés. La solution obtenue montre que le meilleur consortium microbien pour la production des deux bêta-lactamines est constitué de Streptomyces cattleya et Methanosarcina barkeri. Multipus nous permet donc d'obtenir les voies métaboliques nécessaires à la synthèse des produits mais aussi de sélectionner le meilleur consortium possible dans un plus large ensemble d'espèces.Nous avons ensuite testé un consortium artificiel constitué de Clostridium butyricum qui produit naturellement du 1,3-propanediol (PDO) et une archée méthanogène Methanosarcina mazei. Le 1,3-propanediol est un polymère d'intérêt pour l'industrie, il est utilisé pour la fabrication de nombreux produits (peintures, composites, etc.). Lors de la production de PDO, de l'acétate est aussi synthétisé. Or l'acétate exerce une action inhibitrice sur la production de PDO et la croissance de C. butyricum car il est toxique lorsque présent en grandes concentrations. Cependant M. mazei peut pousser sur de l'acétate et produit du méthane qui peut être récupéré pour créer du biogaz. Puisque les deux organismes peuvent produire naturellement les deux produits choisis (PDO et méthane), nous n'avons pas introduit de nouvelles réactions. Nous avons proposé d'utiliser comme source de carbone unique du glycérol, un sous-produit de la production de biodiesel et donc un substrat de choix pour des procédés biotechnologiques. Dans un premier temps, les poids des réactions (endogène, exogène et transport) ont été définis comme pour l'exemple précédent. Afin de produire du PDO et du méthane avec du glycérol, les deux organismes échangent de l'acétyl-CoA. Or l’acétyl-CoA est essentiel pour C. butyricum, celui-ci n’aurait donc pas d’intêret à diminuer sa concentration interne d’acétyl-CoA. Cependant, puisque l'acétate est toxique pour C. butyricum, nous avons supposé qu'un processus d'excrétion de l'acétate pouvait exister. Aussi dans un second temps, nous avons diminué le poids du transport de l’acétate de Clostridium butyricum à Methanosarcina mazei (de 1 à 0.5). Dans ce cas, nous obtenons un ensemble de réactions permettant effectivement de produire à la fois du PDO et du méthane en partant uniquement du glycérol grâce à la consommation de l'acétate par M. mazei. Cette consommation pourrait permettre d'obtenir une production plus importante de 1,3-propanediol puisque l'acétate ne serait alors plus présent en grande quantité dans le milieu. Nous pouvons donc, à l'aide d'un paramétrage plus fin des poids au sein des catégories de réactions, obtenir des sous-réseaux de production plus réalistes.Pour conclure, nous proposons Multipus, un programme contenant un algorithme d'énumération qui permet d'inférer quelles espèces inclure au sein d'une communauté ainsi que les réactions à utiliser pour une production de composés d’interêt. Nous avons appliqué Multipus à deux cas: tout d'abord à la production jointe de deux antibiotiques (la pénicilline et la céphalosporine C) puis à la production d'un polymère (1,3-propanediol) associée à celle du méthane afin de consommer un sous-produit toxique (l'acétate) et de permettre un meilleur rendement.Multipus (MULTIple species for the synthetic Production of Useful biochemical Substances) est disponible à l'adresse: http://multipus.gforge.inria.fr/

MultiPus: Conception de communautés microbiennes pour la production de composés d'intérêt

National audienceDepuis le début des années 2000, la biologie synthétique a permis de produire des composés innovants et d'intérêt pour différentes industries telles que la pharmacologie (pénicilline, insuline, artemésinine), les énergies (biogaz) ou les polymères (1,3-propanediol). Ces productions sont généralement effectuées en cultures pures. Mais dernièrement, l'usage de communautés microbiennes a été proposé afin de permettre par exemple : la division des voies de synthèses entre différentes souches, l'exploitation de co-produits, la levée de certaines inhibitions dues à l'accumulation de métabolites toxiques ainsi que la co-production de composés.Ici nous proposons un algorithme permettant la sélection de communautés artificielles (composées d’espèces dont l’interaction n’est pas observée dans la nature) ou synthétiques (composées d’organismes modifiés génétiquement pour acquérir de nouvelles capacités métaboliques). L’algorithme permet aussi d’obtenir les voies de synthèses utlisées.Cet algorithme utilise la topologie des réseaux métaboliques, en représentant les modèles métaboliques comme des hypergraphes dirigés. Dans ce cas, les nœuds sont les métabolites du réseau tandis que les hyperarcs représentent les réactions allant d'un ensemble de substrats à un ensemble de produits. Nous fusionnons les réseaux métaboliques de tous les microorganismes du consortium (que nous appellerons travailleurs). Pour cela, le réseau métabolique de chaque travailleur est modélisé tel un hypergraphe. Dans chacun de ces réseaux, des composés et réactions peuvent être ajoutés si ils sont existants dans d'autres organismes que les travailleurs (il s'agit alors de l'insertion de métabolites et/ou de réactions exogènes). Enfin, le transport entre les organismes du consortium est permis en ajoutant un arc simple reliant un composé dans un organisme au même composé dans un autre organisme. Les hyperarcs sont ensuite pondérés en utilisant un a-priori sur le coût d'une réaction vis-à-vis du procédé de production d'un composé d’intérêt. Dans un premier temps, nous avons divisé les hyperarcs en trois catégories: endogènes (présents initialement chez les travailleurs), exogènes (nécessitant l'insertion de gènes codant pour des enzymes dans le réseau) et transports (permettant l'échange d'un composé entre deux travailleurs). Les deux dernières catégories auront des poids supérieurs. En effet l'insertion d'un ou plusieurs gènes codants pour une enzyme dans un organisme peut s’avérer coûteux. Cela nécessite des manipulations génétiques et de l'énergie pour l'organisme afin d’exprimer les nouveaux gènes introduits. Enfin, exporter et importer des composés demande l'utilisation de transporteurs qui peuvent être demandeurs en énergie ou nécessiter de grands gradients de concentrations.Nous essayons ensuite de résoudre le problème de l'hyperarbre de Steiner de poids minimum. Une instance du problème est composée d'un hypergraphe dirigé et pondéré, d’un ensemble de composés sources et d’un ensemble de composés cibles. Nous désirons trouver la solution la plus légère, c'est à dire un ensemble d'hyperarcs (réactions) tel que tous les composés cibles soient atteints à partir des sources. Cependant, un hyperarc ne peut être sélectionné que si tous ses substrats ont été produits auparavant ou font partie de l'ensemble de sources initial. Nous nommons les sources d'un hyperarc des tentacules, un hyperarc est tentaculaire si il a plus d'un tentacule.Nous montrons que ce problème est NP-difficile mais qu’il existe un algorithme FPT (fixed-parameter tractable) avec comme paramètres le nombre de cibles et le nombre d’hyperarcs tentaculaires. L'algorithme énumère tout d'abord toutes les combinaisons possibles des hyperarcs tentaculaires où une combinaison est un sous-ensemble des hyperarcs ordonnés selon l'ordre topologique de la solution. Pour chaque combinaison, en utilisant le sous-réseau composé uniquement d'arc simples (non tentaculaires), l'algorithme calcule la manière optimale (de poids minimum) pour relier les hyperarcs tentaculaires choisis. Cela est fait en utilisant une routine de programmation dynamique qui généralise un algorithme FPT classique pour le problème d’arbre de Steiner dirigé (en utilisant le nombre de cibles comme paramètre).Nous avons assigné des poids uniformes pour les hyperarcs au sein des catégories définies précédemment (endogène = 0.01, exogène = 1, transport = 1) et appliqué l'algorithme à deux consortiums en fixant le nombre d'hyperarcs tentaculaires dans les solutions à k=3 au maximum.Tout d’abord nous proposons une communauté synthétique pour la production de deux antibiotiques : la pénicilline et la céphalosporine C. Nous avons sélectionné comme possibles travailleurs trois actinobacteries (Streptomyces cattleya, Rhodococcus jostii RAH 1, Rhodococcus erythropolis BG43) et une archée méthanogène (Methanosarcina barkeri) et proposé comme seule source la cellulose qui est un substrat peu coûteux et facilement disponible. Les réactions insérées proviennent de deux organismes: un champignon (Aspergillus Nidulans) et une actinobactérie (Streptomyces rapamycinicus) qui possèdent la capacité de synthétiser les deux antibiotiques bêta-lactame visés. La solution obtenue montre que le meilleur consortium microbien pour la production des deux bêta-lactamines est constitué de Streptomyces cattleya et Methanosarcina barkeri. Multipus nous permet donc d'obtenir les voies métaboliques nécessaires à la synthèse des produits mais aussi de sélectionner le meilleur consortium possible dans un plus large ensemble d'espèces.Nous avons ensuite testé un consortium artificiel constitué de Clostridium butyricum qui produit naturellement du 1,3-propanediol (PDO) et une archée méthanogène Methanosarcina mazei. Le 1,3-propanediol est un polymère d'intérêt pour l'industrie, il est utilisé pour la fabrication de nombreux produits (peintures, composites, etc.). Lors de la production de PDO, de l'acétate est aussi synthétisé. Or l'acétate exerce une action inhibitrice sur la production de PDO et la croissance de C. butyricum car il est toxique lorsque présent en grandes concentrations. Cependant M. mazei peut pousser sur de l'acétate et produit du méthane qui peut être récupéré pour créer du biogaz. Puisque les deux organismes peuvent produire naturellement les deux produits choisis (PDO et méthane), nous n'avons pas introduit de nouvelles réactions. Nous avons proposé d'utiliser comme source de carbone unique du glycérol, un sous-produit de la production de biodiesel et donc un substrat de choix pour des procédés biotechnologiques. Dans un premier temps, les poids des réactions (endogène, exogène et transport) ont été définis comme pour l'exemple précédent. Afin de produire du PDO et du méthane avec du glycérol, les deux organismes échangent de l'acétyl-CoA. Or l’acétyl-CoA est essentiel pour C. butyricum, celui-ci n’aurait donc pas d’intêret à diminuer sa concentration interne d’acétyl-CoA. Cependant, puisque l'acétate est toxique pour C. butyricum, nous avons supposé qu'un processus d'excrétion de l'acétate pouvait exister. Aussi dans un second temps, nous avons diminué le poids du transport de l’acétate de Clostridium butyricum à Methanosarcina mazei (de 1 à 0.5). Dans ce cas, nous obtenons un ensemble de réactions permettant effectivement de produire à la fois du PDO et du méthane en partant uniquement du glycérol grâce à la consommation de l'acétate par M. mazei. Cette consommation pourrait permettre d'obtenir une production plus importante de 1,3-propanediol puisque l'acétate ne serait alors plus présent en grande quantité dans le milieu. Nous pouvons donc, à l'aide d'un paramétrage plus fin des poids au sein des catégories de réactions, obtenir des sous-réseaux de production plus réalistes.Pour conclure, nous proposons Multipus, un programme contenant un algorithme d'énumération qui permet d'inférer quelles espèces inclure au sein d'une communauté ainsi que les réactions à utiliser pour une production de composés d’interêt. Nous avons appliqué Multipus à deux cas: tout d'abord à la production jointe de deux antibiotiques (la pénicilline et la céphalosporine C) puis à la production d'un polymère (1,3-propanediol) associée à celle du méthane afin de consommer un sous-produit toxique (l'acétate) et de permettre un meilleur rendement.Multipus (MULTIple species for the synthetic Production of Useful biochemical Substances) est disponible à l'adresse: http://multipus.gforge.inria.fr/

Investigation of neutron emission through the local odd-even effect as a function of the fission product kinetic energy

International audienceA recent experimental campaign was completed at the LOHENGRIN spectrometer. It was dedicated to the determination of the local odd-even effect as a function of the fission product kinetic energy for a given mass. We discuss here the mass A=139 produced from the thermal neutron induced fission of Pu241. A comparison with the Monte Carlo code fifrelin allows one to interpret these data in regards to the neutron emission process. The long term goal is to test and validate the phenomenological temperature ratio law used in fifrelin to split the total excitation energy between both fission fragments

Isotopic distribution and dependency to fission product kinetic energy for 241^{241}Pu thermal neutron-induced fission

International audienceNuclear fission yields data measurements for thermal neutron induced fission of 241Pu have been carried out at the ILL in Grenoble, using the Lohengrin mass spectrometer. The relative isotopic yields for the masses 137 up to 141 have been derived with the associated experimental covariance matrices. Moreover, from preliminary results for the masses 92, 138 and 139, a clear evolution over fission product kinetic energy of the isotopic total count rate is observed

Isotopic distribution and dependency to fission product kinetic energy for 241Pu thermal neutron-induced fission

Nuclear fission yields data measurements for thermal neutron induced fission of 241Pu have been carried out at the ILL in Grenoble, using the Lohengrin mass spectrometer. The relative isotopic yields for the masses 137 up to 141 have been derived with the associated experimental covariance matrices. Moreover, from preliminary results for the masses 92, 138 and 139, a clear evolution over fission product kinetic energy of the isotopic total count rate is observed

Guidelines of clinical practice for the management of swallowing disorders and recent dysphonia in the context of the COVID-19 pandemic

International audienceProcedures putting healthcare workers in close contact with the airway are particularly at risk of contamination by the SARS-Cov-2 virus, especially when exposed to sputum, coughing, or a tracheostomy. In the current pandemic phase, all patients should be considered as potentially infected. Thus, the level of precaution recommended for the caregivers depends more on the type of procedure than on the patient's proved or suspected COVID-19 status. Procedures that are particularly at high risk of contamination are clinical and flexible endoscopic pharyngo-laryngological evaluation, and probably also video fluoroscopic swallowing exams. Voice rehabilitation should not be considered urgent at this time. Therefore , recommendations presented here mainly concern the management of swallowing disorders, which can sometimes be dangerous for the patient, and recent dysphonia. In cases where they are considered possible and useful, teleconsultations should be preferred to face-to-face assessments or rehabilitation sessions. The latter must be maintained only in few selected situations, after team discussions or in accordance with the guidelines provided by health authorities