L'objectif de ce projet ciblé est de fournir des outils et des ressources génériques et partagés pour concevoir, exécuter et suivre les projets des axes 1-3 du PEPR B-BEST. À cette fin, un portail centralisé fournira des outils logiciels ainsi que des ressources de calcul et de stockage.
Au-delà des besoins du PEPR B-BEST, le système d'exploitation et de suivi proposé minimisera les temps et les coûts de développement en R&D. En particulier, nous chercherons à intégrer données et plateformes robotiques pour accélérer le développement des (bio)catalyseurs, de la bioingénierie de souches et des (bio)procédés associés. Un tel système n'existe pas encore et, au-delà du projet actuel, devrait également impacter les communautés scientifiques de la biologie de synthèse, de la biocatalyse et des biotechnologies industrielles.
Afin de standardiser le processus long et coûteux (basé sur un cycle essais et erreurs) traditionnellement appliqué bio-ingénierie, la communauté de la biologie synthétique a développé et mis en œuvre au cours de la dernière décennie la technologie DBTL (Design-Build-Test and thereafter Learn). Aujourd'hui, le DBTL est le modus vivendi de toute biofonderie, notamment celles regroupées au sein de l'alliance mondiale des biofonderies. Cependant, il subsiste un manque de pratiques partagées et chaque biofonderie a déployé son propre pipeline. Pour pallier l'absence de pratiques communes, les outils et ressources informatiques développés et déployés dans le cadre du projet Galaxy-BioProd seront standardisés selon les principes FAIR (Findability, Accessibility, Interoperability and Reusability). Pour faciliter la FAIRification des données et des logiciels et offrir une solution facile à utiliser par tous, nous proposons d'utiliser le système de gestion de workflows Galaxy. Les gestionnaires de workflows scientifiques tels que Galaxy fournissent une plateforme ouverte pour effectuer des analyses de données liées à des protocoles expérimentaux pour tous les scientifiques, quelle que soit leur expertise informatique, ainsi que des calculs interopérables et reproductibles, quelle que soit la plateforme utilisée. Le système Galaxy est disponible via un navigateur internet, est largement utilisé (+8k outils), offre des ressources de formation en ligne et fournit une interface internet simple augmentant l'efficacité de ceux qui l'utilisent.
Nos développements au sein du gestionnaire de workflow Galaxy seront basés sur un ensemble de ressources déjà présentes dans le Galaxy ToolShed et couvrant l’analyse -omiques (y compris métabolomique), et l'ingénierie de souches en biologie synthétique et en ingénierie métabolique. Nous connecterons les outils existants aux bases de données omiques pertinentes et standardiserons leurs entrées et sorties de manière à ce qu'ils puissent être enchaînés pour former des workflows couvrant toutes les étapes du cycle DBTL. Pour répondre aux besoins des autres axes de ce PEPR, de nouveaux outils allant de TRL1 à TRL4 seront développés et déployés avec Galaxy, notamment (liste non exhaustive, du fondamental à l'appliqué) : la rétrosynthèse chimique/biochimique et à souches multiples, l'optimisation des séquences enzymatiques pour une stabilité évolutive accrue, l'apprentissage automatique actif pour la conception expérimentale automatisée, la modélisation multi-échelle des bioréacteurs industriels, les modèles hybrides pour le contrôle en ligne et la modélisation ACV des produits biosourcés.
Tous les outils adaptés et développés dans le cadre de ce projet comprendront une formation en ligne accessible depuis Galaxy et d'autres plateformes comme celles de l'infrastructure européenne Elixir.