Les communautés associant des algues et d’autres micro-organismes présentent un énorme potentiel d’applications environnementales et biotechnologiques. L’exploitation de ces communautés soulève des défis théoriques et pratiques en matière de modélisation mathématique, d’optimisation et de contrôle. Dans le projet Ctrl-AB, nous visons à développer de nouvelles méthodes de contrôle pour maximiser la productivité d’une communauté algale-bactérienne synthétique, et à démontrer leur efficacité sur des plateformes expérimentales de pointe. Nous développerons des modèles à gros grains de la dynamique de la communauté et exploiterons des méthodes classiques basées sur des modèles et de nouvelles méthodes basées sur les données pour une conception optimale des contrôleurs. Nous exploiterons des technologies expérimentales de pointe pour développer des capteurs et actionneurs moléculaires permettant la mise en œuvre des stratégies de contrôle. Le projet Ctrl-AB est mené par un solide consortium interdisciplinaire et apportera de nouvelles contributions à la théorie du contrôle, à la biologie mathématique et à l’ingénierie métabolique.

Ctrl-AB est financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR), projet ANR-20-CE45-0014

 

(A) Les microalgues (cercles verts) produisant des lipides (orange) se développent sous un éclairage approprié, en utilisant des vitamines synthétisées par des bactéries (bâtonnets violets). La synthèse des vitamines est régulée par la lumière à des longueurs d’onde spécifiques grâce à l’optogénétique. Des échanges gazeux peuvent également avoir lieu.
(B) Les algues et les bactéries sont co-cultivées dans un bioréacteur à flux continu. Le processus est automatisé par un ordinateur mettant en œuvre des lois de contrôle pour maximiser la production de lipides.