De nombreuses recherches sont menées de par le monde pour valoriser la biomasse résiduelle en sources d'énergie alternatives ou en diverses molécules d’intérêt commercial. Au Québec, parmi les secteurs industriels produisant des résidus potentiellement valorisables, l'industrie de la transformation du lait génère des quantités importantes de lactosérum et de perméat. Notre projet vise à évaluer la possibilité de créer par génie métabolique des microorganismes capables de produire des molécules d’intérêt commercial à partir du lactose contenu dans ces substances. Plus spécifiquement, ce projet vise l’obtention de diols, constitués de (2,3)-butanediol (2,3BD) ainsi que d’acétoïne (AC), par l’intermédiaire d’un procédé de fermentation qui met en œuvre une souche génétiquement modifiée de la bactérie Escherichia coli. Les diols sont des substances permettant de nombreuses applications industrielles, dont la fabrication de polymères, d’explosifs et de produits pharmaceutiques, pour le 2,3BD, ainsi que la fabrication d’agents de saveur, de parfum, pour l’AC. Puisque les enzymes nécessaires à la production de diols ne se retrouvent pas chez E. coli, nous avons d’abord identifié trois produits de gènes permettant successivement de transformer le pyruvate provenant de la glycolyse en 1) acétolactate puis en 2) AC et finalement en 3) 2,3BD. Ces gènes ont été synthétisés puis intégrés au chromosome d’E. coli. Nous avons ensuite validé que la souche obtenue permettait la production des molécules attendues avant de créer une série de délétions inactivant les cinq voies de fermentation principales chez E. coli pouvant potentiellement compétitionner la production de diols. Nos résultats montrent que l’ajout de la voie métabolique des diols couplé à la délétion de certaines voies de fermentation endogènes à E. coli apporte de meilleurs rendements. Nos résultats ont aussi démontré que la surexpression de la voie métabolique des diols via l’utilisation d’un plasmide augmentait la productivité maximale de la souche d’environ 10 fois, pour atteindre 35.3 mM*h-1 ou encore 3.11 g/L*h-1
