Un étudiant à la maîtrise mène une recherche sur la conversion des acides gras en biocarburants
Paru récemment, le rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat
– un comité associé à l’Organisation des Nations Unies – nous lance un avertissement : nous ne disposons que de douze ans pour limiter le réchauffement planétaire à 1,5 °C. Sinon, des centaines de millions de personnes risquent de subir les conséquences dévastatrices liées à ce phénomène. Or, Jama Hagi-Yusuf souhaite que sa recherche contribue à l’amorce d’un virage mondial à cet égard.
Étudiant en deuxième année de maîtrise au Département de biologie de Concordia, il s’intéresse à une enzyme bactérienne qui convertit les acides gras en alcènes terminaux : l’« OleT ». En effet, cette macromolécule pourrait jouer un rôle essentiel dans l’élaboration de biocarburants. Les retombées de cette recherche permettraient d’atténuer considérablement les conséquences des changements climatiques sur les générations futures.
Jama Hagi-Yusuf est membre du labo Kwan, que dirige David Kwan, professeur adjoint de biologie à la Faculté des arts et des sciences. Là, ses collègues et lui examinent de près le fonctionnement et l’ingénierie des enzymes et des protéines. À cette fin, ils exploitent des techniques de biologie synthétique.
Concordia m’a offert un cadre idéal pour faire mes classes en tant que scientifique.
Quel est le rapport entre cette image et vos travaux à Concordia?
Jama Hagi-Yusuf : Elle montre le manipulateur de liquides Echo 555. Ce dispositif recourt à des ondes sonores pour transférer des quantités nanovolumétriques de liquide dans des puits précis d’une plaque d’essai. Dans mes expériences, j’utilise des microlitres de liquide. Aussi l’Echo 555 me permet d’effectuer des centaines, voire des milliers, de tests plus rapidement et plus précisément que si je les réalisais manuellement.
Quels résultats attendez-vous de vos travaux? Et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?
J. H.-Y. : La stratégie biochimique que nous avons mise au point permet de détecter la production d’alcènes terminaux à partir de la conversion d’acides gras au moyen de l’OleT. Hydrocarbures, les alcènes se révèlent très précieux dans l’industrie des lubrifiants, des agents de surface et autres produits de chimie fine.
Mon projet a pour objectif l’emploi de l’enzyme OleT dans la fabrication de biocarburants. L’outil que nous avons conçu permettra aux scientifiques non seulement d’étudier plus efficacement l’activité de cette enzyme, mais aussi d’observer d’autres variantes qui se produisent dans la nature.
Quand nous aurons trouvé le type d’OleT qui convient, nous pourrons élaborer des biocarburants qui modifieront complètement notre rapport à la Terre. Ces biocarburants nous aideront à lutter contre le réchauffement planétaire et ses incidences sur le climat.
Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurté dans vos travaux?
J. H.-Y. : L’expérimentation de l’OleT en milieu aérobie constitue mon plus grand défi. Abondamment présent dans l’atmosphère, le dioxyde de carbone (CO2) forme par ailleurs l’un des sous-produits issus de la réaction que cible notre outil.
Le calcul de la teneur en CO2 facilite l’observation du comportement de l’enzyme et le dénombrement des alcènes produits au cours de la conversion. Comme les concentrations de fond en CO2 pourraient nuire à l’analyse, nous avons dû nous montrer inventifs.
Dans quels domaines vos travaux pourraient-ils être utilisés?
J. H.-Y. : Actuellement, la réalisation de tests est limitée à quelques échantillons d’OleT à la fois. Grâce à notre stratégie, il devient possible d’analyser simultanément des milliers de variantes ou de mutants de synthèse de cet enzyme. Cela multiplie les possibilités de découvrir un mutant optimisé de l’OleT qui servirait à la fabrication de biocarburants ou à d’autres applications.
Quelle personne, quelle expérience ou quel événement particulier vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incité à vous intéresser à ce domaine?
J. H.-Y. : Dans mes troisième et quatrième années d’étude à l’Université de Waterloo, j’étais membre d’une équipe d’étudiants de premier cycle participant au Concours international de mécanismes génétiquement modifiés (« iGEM »). C’est ainsi que j’ai découvert ce domaine de recherche. Nous recourions à la biologie synthétique pour résoudre toutes sortes de problèmes, associés par exemple à la bio-informatique ou à l’antibiorésistance.
C’est au sein de cette équipe que j’ai réalisé mes premières expériences pratiques en sciences. J’y ai appris à penser en scientifique, ce qui m’a permis par la suite de mieux comprendre mes cours.
Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche? Quel conseil leur donneriez-vous?
J. H.-Y. : Il existe à Concordia une équipe qui participe à l’iGEM; les étudiantes et étudiants qu’un tel défi stimule devraient s’y inscrire. Ils profiteront là d’une merveilleuse occasion de se familiariser avec la conception de projets et le travail collaboratif. Ils y acquerront de plus de l’expérience en biologie moléculaire. Enfin, les projets de quatrième année leur offriront un excellent moyen de développer leurs compétences en recherche.
Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?
J. H.-Y. : Concordia m’a offert un cadre idéal pour faire mes classes en tant que scientifique. Un climat de camaraderie règne entre les étudiants des cycles supérieurs et les chercheurs. Après tout, nous voulons tous repousser les limites de la science, et ce, dans le respect des normes d’éthique.
Vos recherches bénéficient-elles du financement ou du soutien de partenaires ou d’organismes?
J. H.-Y. : Mes travaux sont financés par le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
Apprenez-en plus sur le Département de biologie de Concordia.
