"Dan Ferro has taught some of the most
important singers of the 20th Century"
Brian Zeger - The Juilliard School
The Metropolitan Opera

"Intensive study of vocal technique as applied to the literature for active singers"

Cellule synthétique créée en laboratoire

“Les scientifiques américains ont réussi à développer la première cellule vivante entièrement contrôlée par l’ADN synthétique”, a rapporté BBC News.

La recherche, qui a duré quinze ans, a prouvé qu’il est possible de transplanter de l’ADN synthétique dans une cellule de bactérie, et que cette cellule agit comme une cellule normale en produisant des protéines et en se divisant.

Cette recherche a été décrite, peut-être à juste titre, comme une étude «historique». Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les avantages potentiels de cette technique par rapport aux méthodes conventionnelles de génie génétique et comment ces progrès technologiques devraient être réglementés. Bien que certains journaux aient signalé que cette technique pourrait avoir des implications pour la santé et être utilisés dans la fabrication de nouveaux médicaments et vaccins, il est peu probable que cela se produise de sitôt. De nombreuses questions techniques doivent être surmontées et des questions éthiques doivent être résolues avant que cela ne devienne une réalité.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par J Craig Venter et ses collègues du J Craig Venter Institute. Le travail a été financé par Synthetic Genomics Inc, et trois des auteurs et l’institut lui-même détenir des actions dans Synthetic Genomics Inc. L’étude a été publiée dans la revue à comité de lecture Science.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

C’était une étude de «preuve de concept» en laboratoire. Les scientifiques ont copié la séquence d’ADN d’une bactérie appelée Mycoplasma mycoides, puis ont construit un génome synthétique et l’ont transplanté dans une cellule hôte appelée Mycoplasma capricolum, en remplacement de l’ADN de cette bactérie. Ils ont ensuite évalué si la cellule pouvait remplir des fonctions cellulaires normales, telles que la production de protéines à partir de l’ADN synthétique et la division ou la multiplication.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Les chercheurs ont commencé par rechercher une bactérie appropriée à utiliser comme matrice pour fabriquer leur ADN synthétique. Initialement, ils ont choisi Mycoplasma genitalium, qui a le plus petit nombre de gènes de n’importe quel organisme connu. Plus tard, ils se sont tournés vers une autre bactérie «simple», Mycoplasma mycoides, car il s’agit d’une bactérie se divisant plus rapidement (en croissance).

Création d’ADN synthétique à partir d’un modèle est une procédure établie, dans laquelle les quatre produits chimiques qui composent l’ADN (adénine, thymine, cytosine et guanine) sont mis ensemble dans un ordre défini pour fabriquer de l’ADN synthétique. Cependant, cette technique ne peut produire que de petits fragments de la séquence d’ADN à la fois plutôt que la séquence d’ADN complète.

Les chercheurs ont ajouté un ADN «filigrane» dans la séquence génétique de Mycoplasma mycoides, qui pourrait être utilisé pour faire la différence entre l’ADN synthétique et l’ADN naturel. Des fragments synthétiques d’ADN de Mycoplasma mycoides, y compris ces filigranes, ont ensuite été produits. Des morceaux d’ADN supplémentaires ont été ajoutés aux extrémités des fragments afin qu’ils puissent être “cousus” ensemble. Des séquences de plus en plus grandes ont été cousues ensemble et amplifiées (répliquées) dans la levure. Comme des erreurs peuvent parfois être incorporées dans la séquence, des mesures de contrôle de la qualité ont été prises partout.

L’ADN naturel de Mycoplasma mycoides est “méthylé” avec un enrobage chimique qui empêche l’ADN d’être digéré par des enzymes dans la cellule. Cependant, lorsque l’ADN synthétique est produit dans la levure, il n’est pas méthylé. Les chercheurs l’ont surmonté de deux façons: en extrayant les enzymes dont le rôle est de méthyler l’ADN dans la bactérie et de l’ajouter à l’ADN synthétique afin qu’il soit méthylé, et en perturbant les enzymes qui digèrent l’ADN non méthylé.

L’ADN synthétique a été purifié pour éliminer tout ADN de levure et transplanté dans un type différent de bactérie, appelé Mycoplasma capricolum, remplaçant son ADN naturel par de l’ADN synthétique. Dans l’un des ajouts de filigrane, l’ADN synthétique a été conçu pour produire une protéine qui rendrait la cellule bleue lorsque les chercheurs ont ajouté un certain produit chimique à leurs cellules. Cette protéine ne se trouve pas dans les cellules naturelles. De cette manière, les chercheurs ont pu déterminer quelles cellules avaient réussi à absorber l’ADN synthétique et étaient capables de produire des protéines basées sur la séquence d’ADN synthétique.

Quels ont été les résultats de base?

En utilisant la séquence d’ADN «filigrane» comme guide, les chercheurs ont identifié l’ADN synthétique de l’ADN naturel. Ils ont également segmenté l’ADN synthétique à des séquences génétiques spécifiques et comparé sa taille à celle de l’ADN naturel qui avait été segmenté aux mêmes séquences. Les fragments d’ADN synthétique ont la même taille que l’ADN naturel.

Aucun ADN n’est resté du receveur Mycoplasma capricolum. Les cellules contenant l’ADN synthétique étaient capables de croître et produisaient des protéines presque identiques à Mycoplasma mycoides naturels. Cependant, il y avait des différences mineures entre les cellules synthétiques et les cellules Mycoplasma mycoides naturelles en ce que 14 gènes ont été supprimés ou perturbés dans la cellule synthétique.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs ont déclaré que “ce travail fournit une preuve de principe pour la production de cellules basées sur des séquences génomiques conçues dans l’ordinateur”, et il diffère des autres techniques de génie génétique qui reposent sur la modification de l’ADN naturel. Ils disent que cette approche devrait être utilisée dans la synthèse et la transplantation de plus de nouveaux génomes que la conception du génome progresse.

Conclusion

Cette recherche a démontré qu’il est possible de produire une séquence génétique synthétique et de la transplanter dans une cellule bactérienne pour produire une cellule viable capable de se diviser et de produire des protéines. Les chercheurs ont fait la séquence d’ADN basée sur la séquence connue d’une bactérie, bien que l’ADN ait été synthétisé, les protéines produites dans la cellule étaient les mêmes.

Les chercheurs mentionnent que leur travail soulèvera des discussions philosophiques et éthiques, qui ont été soulevées par les médias et d’autres commentateurs. Cette recherche a montré que cette technique peut fonctionner, mais est actuellement très chère. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les avantages potentiels de cette technique par rapport aux méthodes conventionnelles de génie génétique et comment ces progrès technologiques devraient être réglementés.

Cette recherche a été décrite, peut-être à juste titre, comme une étude «historique». Bien que certains journaux aient rapporté que cette technique pourrait avoir des implications pour la santé et être utilisée dans la fabrication de nouveaux médicaments et vaccins, il est peu probable que cela se produise de sitôt.