Des chercheurs ont remplacé le génome du germe intestinal E. coli par un génome artificiel

Micrographie d'E. coli NIAID

Les chercheurs disent qu'ils ont remplacé tous les gènes de E. coli bactéries avec une copie complète du génome synthétisé en laboratoire. C'est une étape vers la création de germes génétiquement adaptés pour fabriquer des matériaux spécifiques tels que le Kevlar ou d'autres polymères.

Des scientifiques du rapport de l'Université de Cambridge dans la nature comment, par étapes, ils ont progressivement remplacé le génome entier de l'organisme - il contient 4 millions de lettres d'ADN - par des gènes fabriqués artificiellement.

Cela a pris deux ans, mais nous aimerions en arriver au point où nous pourrons fabriquer de nouveaux génomes synthétiques en moins d'un mois, déclare Jason Chin, biologiste au UK Medical Research Council, qui dirigeait l'équipe. Cela accélérerait massivement le domaine, le nombre de choses que nous pouvons fabriquer et tester.

Les premiers génomes bactériens synthétiques ont été créés en 2008 et 2010 au J. Craig Venter Institute. Mais le E. coli génome, qui fait quatre fois sa taille, établit un nouveau record.

Un consortium distinct tente de créer de la levure de boulanger avec des gènes artificiels, mais ce projet n'est pas encore terminé.

En remplaçant le génome de la bactérie, l'équipe de Chin l'a également simplifié en remplaçant certains des ensembles d'instructions d'ADN à trois lettres, ou codons, que les cellules utilisent pour déterminer lequel des 20 acides aminés ils ajouteront à une protéine.

En fin de compte, Chin E. coli n'a que 61 codons au lieu des 64 habituels.

Cela signifie que la nouvelle espèce de germes, appelée Syn61 , n'ont pas seulement des gènes créés par l'homme, mais montrent également qu'un organisme peut vivre avec ce que l'équipe britannique appelle un code génétique compressé.

L'un est une réalisation technique; l'autre vous dit quelque chose de fondamental sur la biologie et sur la malléabilité du code génétique, dit Chin.

Simplifier la E. coli génome signifie que les parties inutilisées du code sont désormais libres de faire autre chose. Par exemple, ils pourraient être réutilisés pour que les bactéries fabriquent des protéines impliquant l'un des quelques centaines d'acides aminés que la vie n'utilise pas normalement. Cela pourrait conduire à la fabrication de polymères inhabituels dans les bactéries, comme le matériau qui entre dans les gilets pare-balles.

Il y a aussi une question scientifique, dit Chin. Depuis les années 1960, lorsque les scientifiques ont d'abord déchiffré le code, on ne sait pas exactement pourquoi il fonctionne comme il le fait - parmi tant de possibilités, pourquoi celle-ci ?

En 1968, Francis Crick, le co-découvreur de la structure chimique de l'ADN, a proposé la théorie de l'accident gelé. Une fois que les formes de vie de base ont évolué, a-t-il suggéré, les codes triplets se sont verrouillés en place car tout écart par rapport au programme universel serait un gros désavantage. En supprimant les codons, nous brisons ce langage commun, dit Chin. Nous débloquons le code.

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