Des labos : Biotechnologie

Souris avec une vision des couleurs améliorée
Les souris conçues pour avoir un troisième photorécepteur peuvent distinguer plus de couleurs que les souris normales

Les souris sont récompensées si elles choisissent correctement la couleur qui diffère des deux autres. Seules les souris avec un photorécepteur supplémentaire peuvent distinguer certaines couleurs.

La source: Émergence d'une nouvelle vision des couleurs chez des souris conçues pour exprimer un photopigment de cône humain
Gerald H. Jacobs et al.
La science 315 (5819) : 1723-1725

Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 2007

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Résultats: Des chercheurs de l'Université Johns Hopkins et de l'Université de Californie à Santa Barbara ont utilisé le génie génétique pour élever des souris dotées de trois types de photorécepteurs, comme le font les humains, au lieu de deux, comme le font normalement les souris. Après un long entraînement, les souris ont été capables de distinguer les couleurs que les souris normales ne pouvaient pas.

Pourquoi est-ce important: Étant donné que le résultat ne nécessitait que des modifications génétiquement induites des photorécepteurs et aucun ajustement des circuits neuronaux sous-jacents, les résultats suggèrent que le système sensoriel est très plastique et peut apprendre à utiliser des informations entièrement nouvelles. Cela pourrait expliquer comment les primates, les seuls animaux à vision trichromatique des couleurs, ont développé leurs capacités de détection des couleurs. Les primates ont peut-être profité des informations visuelles supplémentaires fournies par un nouveau photorécepteur sans faire évoluer le câblage spécialisé dans le cerveau.

Méthodes : Les chercheurs ont conçu des souris pour exprimer le gène d'une protéine photosensible capable de détecter la lumière rouge, que les souris ne peuvent généralement pas distinguer du vert. Lors de tests comportementaux, on a montré aux souris trois cercles de lumière colorée - deux de la même couleur et un d'une couleur différente que l'on peut distinguer chez les humains mais pas chez les souris normales. Après un entraînement intensif au cours duquel les souris ont été récompensées pour avoir sélectionné la couleur différente, les scientifiques ont découvert que les souris dotées du capteur supplémentaire pouvaient distinguer les couleurs alors que leurs homologues normales ne le pouvaient pas.

Prochaines étapes: Les chercheurs prévoient d'étudier comment le système visuel des souris modifiées s'est adapté pour tirer parti des nouvelles informations.

Des bactéries conçues pour récolter la lumière
Un ensemble de gènes trouvés dans les microorganismes marins peut donner aux bactéries courantes la capacité de générer de l'énergie à partir de la lumière

La source: L'expression génique du photosystème de la protéorhodopsine permet la photophosphorylation chez un hôte hétérologue
Edward F. DeLong et al.
Actes de l'Académie nationale des sciences 104 (13) : 5590-5595

Résultats: La bactérie commune E. coli peut être converti en un organisme collecteur de lumière en une seule étape génétique. Les chercheurs du MIT ont modifié le E. coli génome pour inclure une chaîne d'ADN trouvée dans les microorganismes marins qui peuvent générer de l'énergie à partir de la lumière. Les bactéries résultantes ont synthétisé tous les composants nécessaires pour dupliquer cet exploit et les ont assemblés dans la membrane cellulaire.

Pourquoi est-ce important: Le génétiquement modifié E. coli , qui tiraient normalement leur énergie de composés organiques comme les sucres, ont pu passer à un régime solaire. Des modifications similaires pourraient conduire à des bactéries qui produisent plus efficacement des biocarburants, des médicaments et d'autres produits chimiques, car elles pourraient utiliser une plus grande partie de leurs sources alimentaires de carbone comme matériau pour les bioproduits plutôt que de les brûler pour produire de l'énergie.

Les résultats ont également mis en lumière l'évolution microbienne. Les scientifiques avaient précédemment découvert que les gènes du système de récolte de lumière, qui se trouvent souvent regroupés dans le génome, sont fréquemment échangés entre différents micro-organismes dans l'océan. Le fait qu'un seul transfert génétique puisse fournir aux cellules tous les gènes dont elles ont besoin pour récolter l'énergie de la lumière aide à expliquer comment cette capacité a pu voyager si largement. (Le mécanisme de conversion de la lumière en énergie décrit ici, qui a été découvert il y a quelques années à peine, est différent de la photosynthèse à base de chlorophylle.)

Méthodes : Les gènes insérés dans le E. coli leur a permis de synthétiser deux protéines : la protéorhodopsine, qui est similaire à une protéine présente dans la rétine humaine, et la rétine, une molécule photosensible qui se lie à la protéorhodopsine. Lorsque la protéorhodopsine est liée à la rétine et frappée par la lumière, elle pompe des protons chargés positivement à travers la membrane cellulaire. Cela crée un gradient électrique qui agit comme une source d'énergie.

Prochaines étapes: Les chercheurs travaillent maintenant sur des moyens d'augmenter la capacité des bactéries modifiées à récolter et à utiliser l'énergie de la lumière.

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