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Un ADN stable à 6 lettres au lieu de 4 créé au laboratoire

Crédits : iStock

Des bactéries E coli ont été modifiés en laboratoire et sont constituées d’un code génétique élargi à 6 lettres au lieu de 4 comme d’ordinaire. Cela laisse entrevoir de nombreuses avancées dans le domaine des biotechnologies.

L’ADN, c’est comme le baseball : tout repose sur quatre bases surnommées des quatre lettres A (adénine), C (cytosine), G (guanine) et T (thymine) identiques à chaque espèce. À première vue, il serait inutile de « toucher » à ce code génétique parce que dans le fond, on se dit que « la nature est tout de même bien faite ». Mais un ADN à quatre lettres connaît des limites, c’est pourquoi les chercheurs tentent depuis des décennies d’insérer de nouvelles lettres pour augmenter les potentialités de l’ADN, l’objectif étant de déterminer si l’ajout de nouveaux nucléotides sur de simples organismes peut étendre la capacité de l’ADN à stocker des informations indéfiniment et voir comment cela affecterait les processus cellulaires.

Il y a quelques jours, une équipe de chercheurs du Scripps Research Institute (Californie), dirigée par Floyd Romesberg, annonçait avoir conçu des nucléotides synthétiques — ces molécules qui servent de blocs constitutifs à l’ADN et l’ARN — pour créer une paire supplémentaire de bases surnommées X et Y qu’ils ont ensuite « niché » avec succès dans le code génétique des bactéries E. coli. Ainsi nous avons aujourd’hui le premier organisme semi-synthétique du monde avec un code génétique stable composé de deux paires de bases naturelles et d’une paire ajoutée.

En 2014, ces mêmes chercheurs avaient déjà constaté que des cellules d’E. coli pouvaient répliquer l’ADN semi-synthétique. Mais ils ont toutefois dû leur donner un sérieux coup de main en trouvant un « transporteur » — fourni par une espèce de microalgue — pour importer artificiellement les nouveaux blocs de construction moléculaire dans les cellules. Mais à l’époque les bactéries modifiées étaient faibles et malades et allaient mourir peu de temps après avoir reçu leur nouvelle paire de base. La faute au « transporteur ».

Dans cette dernière étude parue dans Proceedings of the National Academy of Sciences, Romesberg et ses collègues ont amélioré l’organisme semi-synthétique à plusieurs égards. Les chercheurs ont en effet optimisé la chimie des nucléotides artificiels et ont exploité le potentiel du système CRISPR-Cas 9, une enzyme spécialisée contre la menace des virus en coupant l’ADN à des points spécifiques. Romesberg et son équipe ont utilisé l’enzyme pour éliminer les traits d’ADN « défectueux » qui ne pouvaient intégrer les nucléotides artificiels. Les chercheurs signalent maintenant que les bactéries sont aujourd’hui en bonne santé, plus autonomes et capables de stocker indéfiniment.

Les étudiants en biologie devront revoir leurs classiques et intégrer l’idée que l’ADN peut comporter de nouveaux couples de base. Selon les chercheurs, la biologie synthétique pourrait avoir de nombreuses applications intéressantes comme de nouveaux médicaments ou de nouvelles formes de nanotechnologies.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.