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Extension du code génétique : une entreprise explorera la création de nouvelles protéines

Julien Bergounhoux

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Extension du code génétique : une entreprise explorera la création de nouvelles protéines

© EMSL - Flickr - C.C.

Les lois de la nature ne sont pas aussi absolues qu'on a pu le penser. Après 14 ans de recherches, une équipe de scientifiques américains est parvenue à créer un organisme vivant composé d'un code génétique partiellement synthétique, dont l'ADN est augmenté d'une paire supplémentaire de nucléotides. Une avancée qui pourrait avoir d'importantes retombées pour la création de molécules par biologie synthétique.

Les organismes vivants sont définis par les informations codées dans leur génome. Cet encodage utilise deux paires de nucléotides, A-T (adénine et thymine) et G-C (guanine et cytosine). Les nucléotides sont les molécules organiques qui composent les acides nucléiques que sont l'ARN et l'ADN (acides ribonucléique et désoxyribonucléique). Mais ces principes de base sont peut-être désormais obsolètes. En effet, des chercheurs de l'Institut de recherche Scripps viennent de publier les résultats de leurs travaux dans la revue scientifique à comité de lecture Nature détaillant la mise au point d'un organisme composé de deux nouveaux types de bases azotées synthétiques, pour un total de six nucléotides.

L'organisme en question est une bactérie très utilisée par les biologistes, Escherichia coli, à laquelle ont été ajoutés les deux nouveaux nucléotides (via un plasmide), que les scientifiques ont baptisés X et Y. Particularité de ces nucléotides : leurs nucléobases sont hydrophobes et pas hydrogènes. Mais l'élément le plus important ici, c'est qu'E. coli s'est répliquée et propagée tout en maintenant ce code génétique étendu. Cette compatibilité des deux nouveaux nucléotides avec les enzymes chargées de copier l'ADN lors de la réplication cellulaire a représenté le plus gros défi pour les chercheurs. Cependant, il faut noter que les nucléotides X et Y doivent également être présents dans la solution dans laquelle baigne E. coli. S'ils en sont retirés, les cellules les éliminent alors naturellement de leur ADN et retrouvent leur état naturel.

La prochaine étape pour Floyd E. Romesberg, le directeur de recherche, est de déterminer si les cellules de cette E. coli semi-synthétique seront capables de fabriquer des protéines comme des cellules normales, en transcrivant l'ADN en ARN pour polymériser des acides aminés. L'utilisation d'un code génétique étendu pourrait théoriquement permettre aux cellules d'utiliser des acides aminés synthétiques pour créer de nouveaux types de protéines impossibles à obtenir autrement. Le professeur Romesberg vient de fonder une société nommée Synthorx pour étudier ces possibilités (et leurs applications commerciales).

Ci-dessous une infographie présentant les différences induites par le procédé et ses applications possibles :

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