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Vie artificielle: des scientifiques ont élevé des bactéries synthétiques


Biologie synthétique: créer une bactérie avec seulement 473 gènes
Il y a environ six ans, des chercheurs américains ont introduit une bactérie avec un matériel génétique complètement synthétisé artificiellement. On parlait même de «vie artificielle». Les scientifiques ont maintenant franchi une autre étape: ils ont créé une bactérie qui ne contient que des gènes absolument essentiels à la vie.

De combien de gènes un être vivant a vraiment besoin
Un être vivant a besoin d'au moins 473 gènes. Au moins, cela s'applique aux bactéries, comme l'ont découvert des chercheurs américains autour de Craig Venter. Les scientifiques du «J. Craig Venter Institute »et ses collègues de« University of California - San Diego », de« Synthetic Genomics »et du« National Institute of Standards and Technology »rapportent dans la revue scientifique« Science »que ces gènes contrôlent et contrôlent tous les processus vitaux dans des conditions environnementales optimales Laissez les bactéries se développer. Selon un rapport de la revue "Nature", les chercheurs avaient conçu des bactéries avec un matériel génétique minimal créé artificiellement et les avaient laissées se développer en laboratoire. Le génome de la bactérie portant le nom «JCVI-syn3.0» est plus petit que celui de toute cellule naturelle à réplication autonome, selon un message de l'agence de presse dpa. En conséquence, il peut être mieux examiné quels gènes et quelles fonctions sont essentiels à la vie.

Selon les experts allemands, les résultats ne sont "pas si pertinents"
Selon les estimations actuelles, une personne possède plus de 20 000 gènes, et de nombreux animaux et plantes en ont encore plus. Le biotechnologiste Prof. Dr. Selon dpa, Alfred Pühler de l'Université de Bielefeld a expliqué que l'étude était un bon travail scientifique, mais pas le grand succès auquel de nombreux experts s'attendaient. "Le résultat n'est pas si pertinent en termes de biotechnologie", a déclaré le scientifique allemand. L'étude a été soigneusement élaborée et le résultat d'un travail acharné. "Mais il ne fournit pas le châssis simple pour la production de substances, comme vous l'espériez", a déclaré Pühler.

Recherche de génome bactérien minimal
Une équipe dirigée par Craig Venter avait déjà créé une bactérie avec un génome artificiel en 2010. On dit que les gènes de la bactérie Mycoplasma mycoides ont été reproduits à l'aide de pièces individuelles de matériel génétique et ce génome artificiel a ensuite été inséré dans un autre type de bactérie (Mycoplasma capricolum). Selon les informations, le matériel génétique synthétique a remplacé le matériel génétique d'origine et a pris le contrôle de la bactérie hôte. Dans leur étude, qui vient d'être présentée, les chercheurs ont réduit le génome de cette bactérie appelée «JCVI-syn1.0». Le but de l'étude était de trouver un génome bactérien minimal suffisant pour le maintien de la vie.

Bactéries non viables dans les premières tentatives
Sur la base des connaissances de base en biologie moléculaire et des données existantes sur les fonctions des gènes, les scientifiques ont conçu ce génome lors de premières expériences sur ordinateur. Cependant, ils ont échoué et les bactéries résultantes se sont avérées non viables. Ils ont recommencé avec le génome qui avait été copié de la nature. «Les résultats nous ont convaincus que nous n'avons pas suffisamment de connaissances pour concevoir un génome minimal fonctionnel basé sur des principes de base», ont expliqué les chercheurs. Dans les expériences ultérieures, ils ont donc poursuivi leur travail de manière plus expérimentale: ils ont progressivement fermé les gènes individuels pour savoir s'ils sont nécessaires au fonctionnement de la cellule bactérienne.

Fonctions inconnues essentielles à la vie
De cette manière, ils ont identifié trois groupes: les gènes essentiels, les gènes inutiles et les gènes qui améliorent considérablement la croissance des cellules. Enfin, il restait 473 gènes qui maintenaient JCVI-syn3.0 en vie dans des conditions de laboratoire. Les bactéries ont reçu les nutriments nécessaires à la culture. Selon l'étude, plus de gènes sont probablement nécessaires pour survivre dans des conditions moins qu'idéales. Les chercheurs n'ont pas pu attribuer une fonction biologique à un total de 149 gènes. Selon les experts, cela suggère qu'il existe des fonctions jusqu'ici inconnues qui sont essentielles à la vie. Bien que l'objectif soit de créer un génome minimal, son approche pourrait également être utilisée pour construire des cellules avec les propriétés souhaitées. Par exemple, des cellules avec des voies métaboliques supplémentaires ou un code génétique modifié pourraient être construites et ainsi produire des produits pharmaceutiques ou des produits chimiques industriels.

Grande réalisation de l'équipe de recherche
"Cependant, il faut se demander: est-ce vraiment la bactérie idéale pour la synthèse de substances biotechnologiquement pertinentes?", Déclare Pühler, qui n'a pas participé à l'étude. Entre autres, le bénéfice de la production biotechnologique est réduit par le fait que les mycoplasmes produits se multiplient beaucoup trop lentement. De plus, le résultat ne peut pas être transféré à d'autres microbes. «Avec d'autres bactéries, je me retrouverai avec d'autres ensembles de gènes de base.» Selon Pühler, les mycoplasmes auraient offert à l'équipe le grand avantage d'avoir relativement peu de gènes par nature. "Ils vivent en tant que bénéficiaires dans d'autres cellules et n'ont pas à fabriquer eux-mêmes de nombreuses substances importantes", a-t-il déclaré, selon le dpa. Néanmoins, la performance des chercheurs était excellente: «Le génome a été presque divisé par deux.» De plus, les 149 gènes non assignables offriraient des approches de recherche intéressantes. (un d)

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