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Le rôle des gènes et leur interaction source d’une action : la vie.

L’évolution de l’ingénierie de cellules, une science pour une médecine de pointe.

jeudi 1er avril 2021, par N.E. Tatem

Fondamentalement, c’est à partir de la cellule qui compose des tissus différents rassemblés en un organisme, que la vie prend forme et accomplit le temps d’une existence. Avec une cellule (génomiquement) génétiquement minimale, des biologistes ont compris les règles de la division cellulaire. Et déterminer les exigences de la conception de la vie avec cet essai exceptionnel, c’est comprendre un fonctionnement interne de tous les êtres.

Ils ont tenu un ensemble de cellules dans un récipient pour en saisir la manière avec laquelle elles se multiplient, déterminant ainsi les gènes qui y habitent à l’origine de la réplication et de quel source génique l’harmonie est vraiment menée. Leur matériel est une cellule synthétique qu’ils ont conçue (oui inventée) qui leur a permis d’ordonner la manière dont fonctionne sa réplication.

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Au fur et à mesure que les propriétés des gènes se révèlent aux scientifiques, la boîte noire, qu’est la cellule qui renferme ce matériel, montre qu’elle a encore et à jamais la fonction essentielle dans l’organisme. Alors quand on découvre le secret de la multiplier, on s’assure de vérifier si elle contient toutes ses composantes bien répliquées. Et dans l’ordre où on les préfère pour lui conférer son rôle et son emplacement dans les organes.


Une vidéo time-lapse montrant des cellules de l’organisme synthétique JCVI-syn3A en croissance et en division au microscope optique, issue d’une collaboration de recherche entre le J.Craig Venter Institute, le National Institute of Standards and Technology et le Massachusetts Institute of Technology Center for Bits et les atomes. La barre d’échelle représente 50 micromètres.
Crédit : E. Strychalski / NIST et J. Pelletier / MIT

Quand en 2010, le premier être unicellulaire a été créée par des chercheurs qui l’ont appelé JCVI-syn1.0. C’était le premier organisme de l’histoire de la vie sur Terre à avoir un génome entièrement synthétique. Puis en 2016, il n’y avait seulement 473 gènes dans une ultrasimple cellule baptisée « JCVI-syn3.0 ». Le pas fut franchi de savoir qui aide à la multiplication.

Pour cela, ils ont détruit l’ADN de ces cellules et l’ont remplacé par de l’ADN conçu sur un ordinateur et synthétisé dans un laboratoire. Comparativement, une cellule humaine en compte environ 30 000 gènes. Ou bien les fameuses bactéries E. coli qui peuplent l’intestin d’un humain renferme environ 4 000. De cette perspective chiffrée, la création de cellule synthétique qui se réplique ne peut être que minimaliste.

Alors ils lui ont enjointe 19 gènes dont les sept nécessaires à la division cellulaire normale, pour arriver au nouveau variant, indiqué par « JCVI-syn3A ». Au total cette dernière variante a moins de 500 gènes. Le but de concevoir une cellule exécutant exactement on veut qu’elle fasse, il est utile de la construire avec une liste précise de pièces essentielles et de savoir qu’elles agissent efficacement.

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L’organisme synthétique a réagi d’une manière étrange lors de son évolution. Le constat est que la croissance et de la division de cette bactérie artificielle, à cellule unique, produisait des congénères de formes et de tailles extrêmement différentes. Un départ d’observation haletante…

Maintenant les scientifiques, à l’origine de cet éminent travail, ont identifié sept gènes qui peuvent être ajoutés pour apprivoiser la nature indisciplinée des cellules. Alors ils ont réussi à mater le désordre de la reproduction, obligeant ainsi les cellules à se recomposer d’une manière uniforme et plus régulières en orbe identiques. Cette publication de la revue de biologie CELL explique.

Il est vrai que ce travail préliminaire s’effectue sur des cellules sommaires et minimalistes. Le préalable de connaître la fonction de chaque gène, pour pouvoir développer un modèle complet du fonctionnement d’une cellule, n’est pas encore réalisé reconnaissent ces chercheurs. Ce qui certainement plus ardu, car mêlant des calculs et des enregistrements de comportements infinis.

Parmi seulement les 7 gênes ajoutés à cet organisme pour étudier la division cellulaire normale, les scientifiques savent ce que seulement deux d’entre eux font cette tâche spécifique en rapport avec la multiplication. Les rôles que jouent les cinq autres dans la division cellulaire ne sont pas encore reconnus.

publié 2016/3/25 au journal La science En 1984, les cellules les plus simples capables de croissance autonome, les mycoplasmes, ont été proposées comme modèles pour comprendre les principes de base de la vie. En 1995, nous avons rapporté les premières séquences complètes du génome cellulaire ( Haemophilus influenza , 1815 gènes, et Mycoplasma genitalium , 525 gènes). La comparaison de ces séquences a révélé un noyau conservé d’environ 250 gènes essentiels, beaucoup plus petits que les deux génomes. En 1999, nous avons introduit la méthode de mutagenèse globale du transposon et démontré expérimentalement que M. genitalium contient de nombreux gènes qui ne sont pas essentiels à la croissance en laboratoire, même s’il possède le plus petit génome connu pour une cellule à réplication autonome trouvée dans la nature. Cela impliquait qu’il devrait être possible de produire une cellule minimale qui soit plus simple que n’importe quelle cellule naturelle. Des génomes entiers peuvent désormais être construits à partir d’oligonucléotides synthétisés chimiquement et…

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