Les scientifiques ont élargi les éléments constitutifs de l'ADN pour créer un organisme semi-synthétique stable capable de produire des composés biologiques entièrement nouveaux pour la nature.
L'ADN qui compose essentiellement tous les êtres vivants sur Terre consiste en des arrangements de quatre nucléotides de base, mais la nouvelle forme de vie développée par les chercheurs américains en utilise six – et c'est là que les choses deviennent intéressantes.
L'organisme semi-synthétique (SSO) conçu par une équipe du Scripps Research Institute en Californie est fabriqué à partir des mêmes quatre nucléobases régulières que vous et moi: l'adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G), et thymine (T) – mais il a aussi deux nucléotides contre nature à invoquer.
Ceci lui donne effectivement deux lettres supplémentaires – X et Y – pour constituer ses paires de bases d'ADN: les échelons de l'échelle qui tiennent l'hélice d'ADN en spirale ensemble.
En 2014, des membres de la même équipe de recherche ont conçu ce type de paire de bases d'ADN synthétique et ont montré qu'il pouvait être incorporé dans une forme modifiée de E. coli bactérie.
Ce faisant, ils ont créé le premier organisme vivant avec des lettres supplémentaires dans son alphabet d'ADN – lui donnant un code génétique élargi qui pourrait hypothétiquement permettre de nouveaux types de processus biologiques.
Mais il y avait un problème – la stabilité. Alors que l'organisme semi-synthétique pouvait retenir ses nucléotides non naturels, il ne pouvait pas les maintenir indéfiniment pendant la division cellulaire.
"Votre génome n'est pas simplement stable pendant une journée", a expliqué le chercheur principal Floyd Romesberg plus tôt dans l'année.
"Votre génome doit être stable à l'échelle de votre vie, si l'organisme semi-synthétique doit vraiment être un organisme, il doit être capable de maintenir cette information de manière stable."
En guise de solution de contournement, l'équipe a imaginé un moyen pour l'organisme semi-synthétique de conserver sa paire de bases X et Y non naturelles – grâce à un nouveau transporteur de nucléotides permettant une meilleure réplication de l'ADN, une molécule Y optimisée et une système d'ingénierie utilisant CRISPR-Cas9.
Le résultat, dévoilé en janvier, a été le premier organisme stable formé en utilisant le code génétique élargi de 6 lettres.
Maintenant, dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui, l'équipe annonce d'autres améliorations à ce genre de stabilité moléculaire, avec une bactérie semi-synthétique qui peut transcrire et traduire ses nucléotides non naturels X et Y avec la même efficacité que le A naturel. , Nucléotides C, G et T.
Via un nouveau processus de transcription, l'organisme peut synthétiser des protéines contenant les acides aminés non-canoniques (ncAAs), et le processus pourrait faire la lumière sur de nouvelles façons de répliquer des molécules avec moins de dépendance aux liaisons hydrogène
"Remarquablement, cela révèle que pour chaque étape de stockage et de récupération de l'information, les liaisons hydrogène, si évidemment centrales aux paires de bases naturelles, peuvent être remplacées au moins en partie par des forces d'emballage et hydrophobes complémentaires", explique l'équipe. papier.
"Malgré leur nouveau mécanisme de décodage, les codons non naturels peuvent être décodés aussi efficacement que leurs homologues entièrement naturels."
Les sous-produits sont les premiers d'une nouvelle génération de protéines dérivées semi-synthétiquement que nous n'avions jamais vues auparavant dans la nature, grâce à leur incorporation stable et indéfinie de la paire de bases non naturelle (UBP).
"Nous avons examiné le décodage de seulement deux codons non naturels, mais il est peu probable que l'UBP se limite à ceux-ci", expliquent les chercheurs.
"Ainsi, le SSI rapporté ne sera probablement que le premier d'une nouvelle forme de vie semi-synthétique capable d'accéder à un large éventail de formes et de fonctions qui ne sont pas disponibles pour les organismes naturels."
Où cela mène pour l'instant est incertain, mais il est assez clair que la complexité de la vie sur la planète Terre a fait un grand pas en avant. Regardez cet espace.
Les résultats sont reportés dans Nature .
Note de l'éditeur (30 nov. 2017): Une version antérieure de cet article faisait à tort référence aux nucléotides en tant qu '«acides aminés» dans l'introduction – ceci a maintenant été corrigé. Nous nous excusons pour l'erreur.
No comments:
Post a Comment