Créer des cellules synthétiques vivantes à partir de bactéries : elles produisent de l’énergie, de l’ARN et des protéines

Créer Des Cellules Synthétiques Vivantes à Partir De Bactéries :

Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de l’Université de Bristol a créé des protocellules bactériennes dotées de fonctions et d’activités biologiques.

Crédit : Université de Bristol

Crédit : Université de Bristol

Créer en laboratoire des cellules « vivantes » synthétiques à partir de composants obtenus à partir de bactéries. Ces cellules, techniquement appelées protocellules bactériogènes, ont montré diverses fonctions et activités biologiques, telles que la production de molécules contenant de l’ATP (adénosine triphosphate, l’énergie des cellules) et la synthèse d’ARN et de protéines. Mais pas seulement. À la suite du métabolisme synthétique, en effet, le cytosquelette s’organise en donnant vie à une morphologie externe similaire à celle d’une amibe. Ce résultat exceptionnel ouvre la porte à la production de cellules synthétiques artificielles potentiellement exploitables dans les domaines médical et industriel. Par exemple, ils pourraient être utilisés dans des thérapies spécifiques, pour produire des biocarburants plus efficaces ou pour produire de la nourriture.

Les protocellules bactériennes ont été créées par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de l’Université de Bristol (Royaume-Uni) et du Bristol Center for Protolife Research, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’École des sciences et de l’ingénierie des matériaux de l’Université Shanghai Jiao Tong de Shanghai. et CNRS – Centre de Recherche Paul Pascal de l’Université de Bordeaux (France). Les chercheurs, coordonnés par le professeur Stephen Mann, maître de conférences à la faculté de chimie de l’université britannique, ont développé ces cellules synthétiques grâce à une expérience élégante impliquant deux bactéries distinctes : Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa, toutes deux pathogènes opportunistes chez l’homme. Les colonies des deux bactéries ont été traitées avec des gouttelettes particulières de liquide visqueux, de sorte qu’une population s’est retrouvée à l’intérieur et une autre à la surface. Après cela, grâce à une enzyme et une substance présente dans le venin des hyménoptères (tels que les abeilles, les guêpes et les frelons) appelée mélittine, ils ont détruit les membranes cellulaires des bactéries et expulsé les composants internes, qui sont restés piégés dans les gouttelettes préparées par les chercheurs.

De cette manière, des protocellules composées d’une membrane synthétique et de parties internes de bactéries sont nées, qui ont commencé à s’organiser et à initier des processus biologiques, notamment la production de molécules contenant de l’ATP (par glycolyse) et la synthèse d’ARN et de protéines à partir de l’expression génique, comme indiqué dans un communiqué de presse de l’Université de Bristol. Les chercheurs sont alors intervenus pour réorganiser les composants internes de la bactérie, condenser l’ADN bactérien en une structure similaire au noyau, infiltrer le cytoquelette et les vacuoles. La cellule synthétique résultante est organisée morphologiquement avec une structure amiboïde.

« Notre approche de l’assemblage de matériaux vivants offre une opportunité pour la construction ascendante de constructions symbiotiques de cellules vivantes/synthétiques. Par exemple, en utilisant des bactéries modifiées, il devrait être possible de fabriquer des modules complexes pour le développement dans les domaines diagnostiques et thérapeutiques de la biologie synthétique, ainsi que dans la bioproduction et la biotechnologie en général », a déclaré le co-auteur de l’étude, Can Xu. « On espère que notre approche bactérienne actuelle contribuera à accroître la complexité des modèles de protocellules actuels, facilitera l’intégration d’une myriade de composants biologiques et permettra le développement de systèmes cytomimétiques sous tension », a fait écho le professeur Mann. Les détails de la recherche « Assemblage de matériel vivant de protocellules bactériogènes » ont été publiés dans la revue scientifique faisant autorité Nature.