Résumé
L’un des objectifs principal de la biologie synthétique est de reprogrammer les organismes vivants pour résoudre des challenges mondiaux actuelles dans le domaine industriel, environnemental et de la santé. Tandis que de nombreux types de portes logiques génétiques ont été conçus, leur extensibilité reste limitée. Effectivement, la conception de portes logiques reste en grande partie un processus fastidieux et repose soit sur l’intuition humaine, soit sur des méthodes computationnelles de force brute. De plus, les circuits conçus sont généralement de grande taille et ne sont donc pas faciles à implémenter dans les organismes vivants.Durant ma thèse, mon objectif a été d’augmenter la puissance de calcul des circuits logiques utilisant des intégrases tout en permettant aux chercheurs d’implémenter simplement ces circuits à un large éventail d'organismes et d’entrées.Tout d’abord, j’ai développé un cadre extensible et composable pour le design systématique de systèmes multicellulaires implémentant de la logique Booléenne et histoire dépendent. Ce design est basé sur l'utilisation de sérine intégrases et peut intégrer un nombre arbitraire d’entrée. J’ai implémenté dans Escherichia coli des circuits logiques Booléens multicellulaires jusqu’à quatre entrées et des circuits histoire-dépendent jusqu’à 3 entrées. En raison de son extensibilité et de sa composabilité, ce design permet une implémentation simple et directe de circuits logiques dans des systèmes multicellulaires.J’ai également poussé le compactage des circuits logiques biologiques. Pour cela, j’ai généré une base de données complète de tous les circuits logiques unicellulaires possibles pour l’implémentation de fonctions booléennes à deux, trois et quatre entrées. La caractérisation d’un ensemble réduit des circuits de cette base de données devra être effectuée pour prouver la faisabilité de leur implémentation.Je pense que ces différentes stratégies de conception et les différents outils distribués (pièces biologiques et interface web) aideront les chercheurs et les ingénieurs à reprogrammer le comportement cellulaire de manière simple pour diverses applications.