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Gembloux Agro-Bio Tech (GxABT)
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Mémoire

Development of a Biosensor-Guided Evolution Platform for Engineering Synthetic Methylotrophic Escherichia coli Towards L-Lactate Bioproduction

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Hellich, Agathe ULiège
Promoteur(s) : Genva, Manon ULiège
Date de soutenance : 27-jui-2025 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/23168
Détails
Titre : Development of a Biosensor-Guided Evolution Platform for Engineering Synthetic Methylotrophic Escherichia coli Towards L-Lactate Bioproduction
Titre traduit : [fr] Développement d’une plateforme d’évolution guidée par biosenseurs pour l’ingénierie d’Escherichia coli rendue méthylotrophe en vue de la bioproduction de L-lactate
Auteur : Hellich, Agathe ULiège
Date de soutenance  : 27-jui-2025
Promoteur(s) : Genva, Manon ULiège
Membre(s) du jury : Sabedotti, Juliano 
Liao, James 
Nieh, Liang-Yu 
Landaud, Sophie 
Langue : Anglais
Nombre de pages : 40-64
Mots-clés : [en] synthetic methylotrophy
[en] cell factory
[en] L-lactate bioproduction
[en] Biosensors
[en] cpGFP
[en] methodology development
Discipline(s) : Sciences du vivant > Biotechnologie
Centre(s) de recherche : Dr. Liao's research group, Institute of Biological Chemistry, Academia Sinica, Taiwan
Public cible : Chercheurs
Professionnels du domaine
Etudiants
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en bioingénieur : chimie et bioindustries, à finalité spécialisée
Faculté : Mémoires de la Gembloux Agro-Bio Tech (GxABT)

Résumé

[en] Current strategies for microbial evolution aimed at enhancing bioproduction remain limited, primarily relying on growth-coupled selection methods. These approaches often fail to identify strains with high production potential. Decoupling growth from product formation using biosensors offers a promising alternative to effectively screen for high-performing production strains. This project aims to develop a methodological standard for biosensor-guided evolutionary platform, specifically based on genetically encoded biosensors consisting of a fluorescent protein linked to a ligand-binding domain. The proof of concept is focused on engineering synthetic methylotrophic Escherichia coli strains for efficient L-lactate production from methanol.
The experimental approach integrates three main modules: methanol assimilation in industrially relevant M9 medium, chromosome-based L-lactate biosynthesis, and intracellular lactate detection using single-fluorescent protein based biosensors. Key results of this work include the identification and genomic integration of an effective heterologous L-lactate dehydrogenase, resulting in stable, plasmid-free production; the functional validation of biosensors responsiveness within engineered strains; and critical insights into genetic stability, redox balance, and modular expression systems. More work remains to bring together the progress achieved in different streams – improving growth rate, producing L-lactate, tuning detection – and ultimately derive a reproducible cell factory development methodology, applicable to broader metabolite portfolios, leveraging the modularity of single fluorescent protein based biosensors. Ultimately, this work bridges biosensing, synthetic biology, and evolution engineering.


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Access Thesis A.Hellich ULiege.pdf
Description: -
Taille: 2.07 MB
Format: Adobe PDF

Auteur

  • Hellich, Agathe ULiège Université de Liège > Gembloux Agro-Bio Tech

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Sabedotti, Juliano Tallinn University of Technology (Taltech) > Bioengineering
  • Liao, James Academia Sinica > Institute of Biological Chemistry
  • Nieh, Liang-Yu Academia Sinica > Institute of Biological Chemistry
  • Landaud, Sophie INRAE > Bioceb representative








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