Une avancée fascinante dans le domaine de la biotechnologie permet la création d’un nouveau micro-organisme, Syn57, qui remet en question les fondements du code génétique. Ce dernier utilise un système simplifié, offrant d’importantes possibilités d’innovation dans la synthèse des protéines et des matériaux.
Les scientifiques de Cambridge ont créé une nouvelle forme de vie, une bactérie synthétique appelée Syn57 / Crédit :
Une nouvelle forme de vie, développée en laboratoire, remet en question les principes du code génétique naturel : c’est Syn57, une bactérie synthétique conçue par les chercheurs du Medical Research de Cambridge qui, à la différence de presque toutes les formes de vie connues, utilise uniquement 57 codons (les triplets de trois nucléotides codant des acides aminés) au lieu des 64 habituels de la synthèse protéique.
La bactérie Syn57 constitue le résultat d’une intervention majeure en bio-ingénierie sur un génome synthétique d’Escherichia coli, le micro-organisme clé pour la recherche scientifique et biotechnologique (premier à avoir été modifié pour produire de l’insuline humaine), tout en étant l’un des bactéries qui vivent normalement dans l’intestin des humains et animaux – bien qu’il puisse parfois engendrer des infections intestinales, urinaires et autres.
Dans cette nouvelle version synthétique aux instructions génétiques simplifiées, décrite dans un article de la revue Science Advances, la bactérie Syn57 pourra être reprogrammée de manière plus vaste, offrant de meilleures opportunités pour synthétiser des polymères complètement nouveaux.
Qu’est-ce que la bactérie synthétique Syn57
La bactérie Syn57 est une variante synthétique d’Escherichia coli développée au Laboratoire de Biologie Moléculaire du Medical Research Council de Cambridge : par rapport à la souche d’origine, Syb57 possède un génome qui utilise uniquement 57 codons (les triplets de trois nucléotides codant des acides aminés) pour la synthèse protéique, plutôt que les 64 habituels.
Le génome synthétique de Syn57 se compose de sept codons en moins pour la synthèse protéique : quatre des six codons pour l’acide aminé séroline ; deux des quatre pour l’acide aminé alanine ; et un codon d’arrêt. Chacun de ces codons a été remplacé par un synonyme, ainsi la synthèse protéique produit les mêmes résultats finaux. “Au total – expliquent les chercheurs du Medical Research Council de Cambridge – ce projet a nécessité la reconfiguration de plus de 101 000 codons sur un génome synthétique de 4 millions de bases”.
Comment a été créé la bactérie synthétique Syn57
La bactérie Syn57 a été obtenue grâce à une reconfiguration complète d’un génome synthétique d’Escherichia coli : pour cette opération de conception et de synthèse, les chercheurs ont divisé le génome en 38 fragments, chacun d’environ 100 000 bases, qui ont été reprogrammés et synthétisés individuellement à l’aide d’une technique de recombinaison homologue dans la levure.
Les fragments obtenus ont ensuite été insérés dans une cellule d’Escherichia coli par le biais d’une variante de la méthode Réplicon Excission Énhanced Recombination, appelée uREXER, qui combine la technologie de génie génétique CRISPR-Cas9 avec la recombinaison lambda-red, permettant de remplacer en une seule étape l’ADN génomique du micro-organisme par l’ADN synthétique créé par les scientifiques.
Ces processus ont conduit à la création de Syn57, le premier micro-organisme synthétique utilisant 57 codons pour la synthèse protéique. “C’est un nouveau chapitre dans le code génétique de la vie – soulignent les scientifiques – Syn57 montre que la vie peut fonctionner même avec un code génétique largement simplifié.”
Syn57, la nouvelle forme de vie qui ouvre des perspectives scientifiques
La création d’une bactérie comme Syn57 constitue une avancée significative pour la science, puisque ce nouveau micro-organisme est, rappelons-le, une version synthétique d’Escherichia coli, l’un des organismes modèles les plus utilisés dans la recherche scientifique et biotechnologique grâce à sa facilité de manipulation génétique et sa rapidité de croissance – E. coli a joué un rôle majeur dans la production d’une large gamme d’enzymes et de protéines utiles, comme l’insuline humaine.
En n’utilisant que 57 codons, au lieu des 64 d’Escherichia coli, Syn57 a “plus d’espace” pour intégrer des acides aminés non canonique, offrant encore plus de possibilités d’élargir son code génétique. “Cela permettra de développer des polymères innovants” ont ajouté les scientifiques, qui envisagent également de travailler avec Syn57 “pour démontrer son incapacité à lire le code génétique standard et pouvoir ainsi être rendu résistant aux infections virales.”
Cette avancée pourrait rendre la production de médicaments plus économique et fiable, en éliminant la menace coûteuse que les virus représentent actuellement dans ces processus.