Gabrielle, biologiste dingue des enzymes

La série Les deux font la paire met en scène des couples insolites : un·e scientifique se prête au jeu de l’interview avec un objet du quotidien pour tirer un portrait décalé de celles et ceux qui font la science.

Des interactions biologiques…

Gabrielle est enzymologiste. Elle étudie les enzymes, des protéines capables d’accélérer les réactions chimiques du vivant. Certaines enzymes nous aide à digérer, comme la lactase pour le lait.

Dans son laboratoire, au Toulouse Biotechnology Institute – TBI, les recherches portent sur l’identification et la conception de nouvelles enzymes performantes, capables de transformer très rapidement un substrat cible (élément de départ de la réaction) en produit d'intérêt (résultat final de la réaction), sans co-produit non désiré et restant stable dans les conditions choisies pour le procédé. 

L'objectif est de comprendre leur rôle dans les organismes naturels, et de les exploiter pour des procédés biotechnologiques durables (technologies utilisant des organismes vivants). 

Le travail de Gabrielle se concentre sur des enzymes présentes dans des bactéries du microbiote intestinal humain (ensemble des microorganismes, comme des bactéries, présents dans notre intestin). Certaines peuvent dégrader le mucus intestinal (substance protectrice produite par la paroi de l’intestin) et contribuer à des maladies inflammatoires chroniques. Dans le cadre du projet de recherche CAZBID, qu’elle a coordonné, et du projet européen METAEXPLORE, Gabrielle et ses collègues cherchent à identifier les enzymes impliquées dans cette dégradation. À partir de ces travaux, différentes pistes peuvent être explorées, comme la supplémentation du régime alimentaire en certaines fibres pour contrôler leur activité. Ces recherches ouvrent la voie à de nouveaux traitements potentiels contre certaines maladies inflammatoires de l’intestin.

Une autre partie du travail du laboratoire consiste à « bricoler » les enzymes – les modifier pour explorer leur fonctionnement. En introduisant des mutations dans leur séquence ADN, les scientifiques peuvent en changer les propriétés. Chaque enzyme possède un site actif (zone où se déroule la réaction). Une mutation de cette zone peut entraîner une modification de sa structure et donc de la réaction - comme un Pac-Man qui pourrait maintenant avaler des carrés à la place des billes. « Si l’on veut changer la clé, c’est-à-dire le substrat, il faut changer la serrure, c’est-à-dire la structure de l’enzyme. »

Les enzymes sont largement utilisées en biotechnologies, car elles permettent de produire autrement : de façon plus « verte » et moins énergivore. Elles sont utilisées en nutrition, en médecine, en bioremédiation (la dépollution de sols ou d'eau par des organismes vivants) ou encore pour la conception de nouveaux « biomatériaux ».

… aux interactions humaines 

En tant que directrice de recherche, Gabrielle passe finalement peu de temps au contact direct des enzymes. Son quotidien est plutôt rythmé par le contact avec les humain·es ! Les réunions d’équipe, les discussions scientifiques avec ses collègues qu’elle décrit comme « formidables » ou encore « de jeunes scientifiques talentueux », le montage de projets, la rédaction et surtout beaucoup d’échanges – sa partie préférée dans son travail de chercheuse. « J’aime les interactions avec les gens. On réfléchit à plusieurs, on trouve de nouvelles questions scientifiques et on construit des projets ensemble. »

Elle participe aussi activement à la diffusion de la culture scientifique. Son laboratoire accueille régulièrement des étudiant·es, des collégien·nes et lycéen·nes. Pour Gabrielle, il est essentiel d’ouvrir les portes de la recherche scientifique aux plus jeunes. « C’est ici qu’il faut agir. Initier les jeunes à la science permet de lutter contre les fakes news et de montrer que la science est accessible à toutes et tous. » Plus largement, elle souligne la nécessité d’acculturer la société à la recherche scientifique. 

« L’établissement des connaissances est lent et humble. La science est faite de remises en question permanentes. Il faut que les gens comprennent comment on fait la science pour en comprendre ses évolutions. »

Vers une biotechnologie haut débit

Pour ce portrait, Gabrielle s’est accompagnée de deux objets qui transforment aujourd’hui son domaine : les puces microfluidiques et leurs moules de fabrication.

La microfluidique permet de manipuler des volumes de liquide extrêmement faibles dans des dispositifs miniaturisés. Cette technologie rend possible la réalisation d’un très grand nombre d’expérimentations simultanées – jusqu’à un million de tests par heure !

Ce haut débit est très utile pour explorer rapidement la biodiversité et pour tester de nombreuses mutations d’enzymes. Travailler à une si petite échelle permet aussi de réduire massivement l’utilisation de consommables de laboratoire et les coûts, notamment lorsque les substrats sont difficiles à obtenir, comme ceux issus du microbiote intestinal, précieusement prélevé sur des êtres humains.

Accompagnée des ingénieures de la plateforme ICEO (Ingénierie et criblage d’enzymes originales) du TBI et de post-doctorantes « expertes en micro-goutelettes », Gabrielle exploite la puissance de cette technologie et en élargit le potentiel avec ses collaborateur·ices de longue date de l’Université de Cambridge.

Autre révolution en cours : l’intelligence artificielle. Couplée à ces technologies haut débit, elle permet d’analyser d’immenses volumes de données expérimentales. Elle aide ainsi à prédire la structure et la fonction des enzymes selon les mutations réalisées, accélérant considérablement les recherches. 

La microfluidique et l’intelligence artificielle marquent une réelle « rupture technologique » dans la recherche en enzymologie.

Une pause-café et une idée

Gabrielle souligne à quel point son parcours s'est construit au gré des rencontres. L’une d’elles a conduit à la création de la startup SweeTech. 

Lors d’une pause-café, elle échange avec un ancien camarade de promotion de l'INSA (Institut national des sciences appliquées de Toulouse), Fabien Létisse, professeur en ingénierie métabolique. Tous deux découvrent alors que leurs travaux peuvent se compléter : Gabrielle a identifié une enzyme capable de produire des molécules d’intérêt thérapeutique, tandis que Fabien dispose d’une bactérie capable de l’héberger. 

« Peu de gens pensaient que cela fonctionnerait, et pourtant ça a marché. Je me rappelle encore quand Julien Durand, post-doctorant de l’équipe, est venu me voir pour me montrer la première preuve de concept [montrer que c’est faisable]. J’en ai encore la chair de poule. Une vraie dinguerie ! »

Après le dépôt d’un brevet et d’un projet de maturation (processus qui permet d’atteindre la maturité nécessaire du projet d’innovation pour son transfert au monde socio-économique) avec Toulouse Tech Transfer (société d'accélération de transfert de technologies en Occitanie Ouest), le projet est repris par Julien, qui fonde la startup SweeTech. En 2026, l’entreprise emploie une douzaine de personnes et développe des sucres utilisés en cosmétique et en médecine. Ils servent notamment à la conception d’antigènes pour le diagnostic et le traitement de certaines maladies infectieuses.

Des chevaux aux enzymes 

Gabrielle est une passionnée du vivant : « La vie sur Terre m’a toujours intéressée : la nature, les plantes, les animaux… ». À tel point que, plus jeune, elle se voyait travailler avec les chevaux. 

À la fin du lycée, ses projets évoluent. Elle intègre l’INSA pour devenir ingénieure. Après deux années de formation en sciences au sens large, Gabrielle rejoint le département de génie biochimique (discipline qui fusionne la biochimie et le génie chimique pour concevoir et optimiser des procédés impliquant des organismes vivants ou des systèmes biologiques). Ce qui la passionne, c’est la biologie. Puis, elle réalise une thèse au sein de l’équipe « Catalyse et ingénierie moléculaire enzymatiques » du laboratoire biotechnologie-bioprocédés de l’INSA, devenu aujourd’hui le TBI. Guidée par les professeur·es Pierre Monsan et Magali Rémaud Siméon, « deux extraordinaires personnes », elle travaille sur l’identification et la caractérisation de sa première enzyme « chouchou », une amylosaccharase bactérienne (une enzyme qui fait des sucres... avec du sucre).

Thèse en poche, elle part en région parisienne pour un post-doctorat au Commissariat à l’énergie atomique (CEA) en radiopathologie humaine (étude des maladies résultant d’une exposition excessive à des rayonnements ionisants, comme les rayons X) dans l’équipe de Laure Sabatier, chercheuse en radiobiologie. Elle passe ensuite un concours de chargée de recherche INRAE, l'Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement, qu’elle obtient, puis revient à Toulouse au TBI qu’elle ne quittera plus. 

Aujourd’hui, elle dirige l’équipe de recherche dans laquelle elle a autrefois réalisé sa thèse. Un parcours construit au fil « de belles histoires scientifiques et humaines ».

Des enzymes aux chevaux

En dehors du laboratoire, Gabrielle cultive une vie bien remplie, toujours au contact de la nature, entre campagne et montagne. Cette « multi-passionnée » n’a jamais abandonné sa passion pour les chevaux. « Je les recueille chez moi pour leur offrir une retraite paisible en famille. » Une autre belle « dinguerie » pour Gabrielle.

Pour elle, faire de la recherche n’exige pas d’être passionnée uniquement par cela. « Ce qui me plaît, c’est surtout l’interaction avec des personnes passionnantes et la curiosité permanente », explique-t-elle.

Au quotidien, ses collègues l’inspirent, mais pas que ! Parmi les femmes qui ont marqué l’histoire (et son histoire), elle cite Olympe de Gouges, engagée au XVIIIᵉ siècle pour l’égalité des droits humains, ou encore Simone Veil, ministre de la Santé dans les années 1970, à qui l’on doit la légalisation de l’avortement. « Elles sont inspirantes par leur engagement et leur force de combat. Elles ont ouvert des chemins pour que d’autres puissent choisir leur vie. » 

Gabrielle a choisi la recherche pour nourrir sa vie et sa curiosité, mais aussi partager la science, tout en veillant à garder un équilibre entre labo et nature...

Gabrielle Potocki-Veronese est chercheuse INRAE en enzymologie, au sein du Toulouse Biotechnology Institute – TBI (INSA, INRAE, CNRS,  Université de Toulouse). Elle est directrice de recherche et responsable de l’équipe « Catalyse et Ingénierie Moléculaire Enzymatiques » au TBI.

Les deux font la paire est une série Exploreur - Communauté d'universités et établissements de Toulouse. Journaliste : Eva Bouloux. Conception, coordination et suivi éditorial : Eva Bouloux, Clara Mauler et Hélène Pierre. Photos : © Eva Bouloux. Le projet de recherche ANR CAZBID a été réalisé dans le cadre du projet Science Avec et Pour la Société « CONNECTS » porté par la Communauté d’universités et établissement de Toulouse.