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  • ADN – Des chercheurs dévoilent une technologie permettant de réécrire le code de la vie

    Posté le 23 août 2011

    En juillet dernier, des chercheurs du MIT et de Harvard ont dévoilé une technologie qui pourrait être utilisée pour réécrire le code génétique d’une cellule vivante, permettant l’édition à grande échelle du génome de la cellule. Une telle technologie pourrait permettre aux scientifiques de concevoir des cellules qui produiraient des protéines que l’on ne trouve pas dans la nature, ou créer des bactéries résistantes à n’importe quel type d’infection virale.

    La technologie, décrite dans la revue Science du 15 juillet, peut réécrire des séquences spécifiques contenues dans le génome, de la même manière que la fonction « rechercher et remplacer » d’un éditeur de texte. En utilisant cette approche, les chercheurs peuvent faire des centaines de modifications ciblées sur le génome d’une bactérie E. Coli, apparemment sans perturber le fonctionnement des cellules.

    L’ADN consiste en une longue suite de « lettres » qui codent des acides aminés spécifiques. Tous les organismes utilisent le même code génétique pour traduire ces lettres en acides aminés qui sont ensuite assemblés en protéines.

    Pour faire cette traduction, presque toutes les cellules vivantes utilisent le même code génétique qui comporte 64 codons (« mots » d’ADN de 3 « lettres »). Alors que la plupart d’entre eux spécifient un acide aminé, certains codons donnent l’ordre à la cellule d’arrêter d’ajouter des acides aminés à une chaîne de protéines. Les chercheurs du MIT et de Harvard ont ciblé ces codons « STOP » qui se composent des lettres « TAG ». Avec 314 occurrences, le codon de stop « TAG » est le plus rare du génome de E. Coli, ce qui en fait une cible de choix pour effectuer ce replacement.

    Pour faire leurs modifications, les chercheurs ont combiné une technique qu’ils avaient dévoilée en 2009, le MAGE (multiplex automated genome engineering), avec une nouvelle technologie baptisée CAGE (conjugative assembly genome engineering)

    MAGE, appelée également « machine à évolution » en raison de sa capacité à accélérer des changements génétiques ciblés dans les cellules vivantes, localise des séquences d’ADN spécifiques et les remplace avec une nouvelle séquence lorsque la cellule copie son ADN. Cela permet aux scientifiques de contrôler précisément les types de modifications qui se produisent dans les cellules : les cibles sont remplacées tandis que le reste du génome reste intact.

    Les chercheurs ont remplacé le codon TAG par un autre codon de stop, TAA, dans les cellules d’une E. Coli vivante. Ces modifications étant faites sur une cellule vivante, il a été possible de contrôler les effets néfastes potentiels. La caractérisation préliminaire suggère que la bactérie modifiée continue à se comporter normalement, peut survivre et se reproduire.

    Une fois tous les codons TAG supprimés, l’étape suivante pour les chercheurs est d’effacer la machinerie cellulaire qui lit ce codon, la libérant pour lui permettre d’effectuer une toute nouvelle tâche telle que l’encodage d’un nouvel acide aminé. Ce type de système donnerait aux chercheurs une grande flexibilité dans la conception de nouvelles cellules qui produiraient de nouvelles protéines.

    En modifiant le code génétique, on pourrait également créer des bactéries résistantes à de multiples virus. Dans les industries où l’on cultive des bactéries (produits pharmaceutiques et énergie), les virus affectent jusqu’à 20% des cultures, avec un impact énorme sur la productivité. Ces virus ne peuvent affecter une cellule que si les codes génétiques et viraux sont les mêmes.

    La modification du code génétique d’une bactérie industrielle pourrait également créer un « pare-feu génétique » qui empêcherait la bactérie modifiée de propager ses gènes à des bactéries naturelles dans l’environnement, ou de permettre à de telles bactéries de survivre dans la nature.

    Traduction d’après l’article « Scientists unveil tools for rewriting the code of life » du MIT

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