Des scientifiques de l’Université de Bristol ont développé de nouvelles parties biologiques capables de façonner le flux des processus cellulaires le long de l’ADN.
Le travail, maintenant publié dans la revue Communication Natureoffre un regard neuf sur l’encodage de l’information dans l’ADN et de nouveaux outils pour construire des biotechnologies durables.
Bien qu’invisibles à l’œil nu, les micro-organismes font partie intégrante de notre survie. Ils fonctionnent à l’aide de l’ADN, souvent appelé le code de la vie. L’ADN encode de nombreux outils qui pourraient nous être utiles, mais nous manquons actuellement d’une compréhension complète de la façon d’interpréter les séquences d’ADN.
Comprendre le monde microbien est délicat. Bien que la lecture de l’ADN d’un microbe avec un séquenceur nous donne une fenêtre sur le code sous-jacent, vous devez toujours lire de nombreuses séquences d’ADN différentes pour comprendre comment cela fonctionne réellement. C’est un peu comme essayer d’apprendre une nouvelle langue, mais à partir de seulement quelques petits fragments de texte. »
Matthew Tarnowski, premier auteur, étudiant au doctorat, Bristol’s School of Biological Sciences
Pour résoudre ce problème, l’équipe de Bristol s’est concentrée sur la manière dont les informations codées dans l’ADN sont lues, et plus précisément sur la manière dont le flux des processus cellulaires le long de l’ADN est contrôlé. Ces flux d’informations biologiques orchestrent de nombreuses fonctions essentielles d’une cellule et la capacité de les façonner offrirait un moyen de guider les comportements cellulaires.
S’inspirant de la nature, où l’on sait que les flux sur l’ADN sont souvent complexes et imbriqués, l’équipe s’est concentrée sur la manière dont ces flux pourraient être régulés en créant des « valves » pour régler le flux d’une région de l’ADN à une autre.
Le Dr Thomas Gorochowski, auteur principal et chercheur à l’Université de la Royal Society à l’Université de Bristol, a déclaré: « Semblables à une vanne qui contrôle la vitesse à laquelle un liquide s’écoule dans un tuyau, ces vannes façonnent le flux des processus moléculaires le long de l’ADN. Ces flux permettent aux cellules de donner un sens aux informations stockées dans leurs génomes et la capacité de les contrôler nous permet de reprogrammer leurs comportements de manière utile. »
La conception de nouvelles pièces biologiques peut généralement prendre énormément de temps. Pour contourner ce problème, l’équipe a utilisé des méthodes permettant l’assemblage rapide de nombreuses parties d’ADN en parallèle et une technologie de séquençage basée sur des «nanopores» qui leur a permis de mesurer simultanément le fonctionnement de chaque partie.
Le Dr Gorochowski a ajouté : « L’exploitation des caractéristiques uniques du séquençage des nanopores était l’étape nécessaire pour libérer notre capacité à concevoir efficacement les valves biologiques. Plutôt que de construire et de tester séparément un couple à la fois, nous pourrions plutôt assembler et tester des milliers dans un pool mixte. , nous aidant à distinguer leurs règles de conception et à mieux comprendre leur fonctionnement. »
Les auteurs poursuivent en montrant comment les valves peuvent être utilisées pour réguler d’autres composants biologiques dans la cellule, ouvrant la voie au futur contrôle simultané de nombreux gènes et à l’édition complexe de génomes.
Pour l’avenir, l’équipe réfléchit actuellement à la manière dont cette technologie pourrait être utilisée de manière responsable. Le Dr Mario Pansera, éminent chercheur du Post-Growth Innovation Lab de l’Université de Vigo, en Espagne, a déclaré : « Maintenant qu’ils ont conçu ces outils, une grande question est de savoir comment ils peuvent être utilisés de manière responsable et équitable dans le monde réel. -l’entrepreneuriat de croissance offre des approches utiles pour imaginer des moyens plus délibératifs et inclusifs de mettre cette technologie au service des gens. »
