Jusqu’à présent, les chercheurs n’avaient réussi qu’à fabriquer des chromosomes de bactéries et de l’ADN viral, à l’architecture beaucoup plus simple, révèle la revueScience.
Cette fois, il aura fallu sept ans d’efforts à une équipe internationale de scientifiques pour construire ce génome et attacher 273.871 paires de base d’ADN de levure (un champignon qui participe à la fabrication de la bière). Un total un peu inférieur à son équivalent naturel, qui en compte 316.667 exactement.
« De la théorie à la réalité »
L’équipe de scientifiques a en effet effectué de nombreuses altérations à la base génétique de ce chromosome, retirant notamment des parties redondantes qui ne sont pas nécessaires pour la reproduction du chromosome et sa croissance (voir le schéma ci-dessous).
Les segments jaunes ont été retirés et chaque endroit épinglé a été modifié
« Notre recherche a fait passer la biologie synthétique de la théorie à la réalité », a estimé Jef Boeke, directeur de l’Institut des systèmes génétiques au centre médical Langone de l’Université de New York, qui a dirigé ce projet de recherche publié en ligne jeudi dans la revue américaine Science.
Selon lui, « ces travaux représentent le plus grand pas d’un effort international pour construire le génome complet d’une levure synthétique ».
Un chromosome amélioré artificiellement
Ce chromosome eucaryote (une structure qui contient les gènes dans le noyau des cellules de tous les végétaux et animaux), qui a donc subi des modifications sans précédent, a été ensuite intégré dans des cellules vivantes de levure de bière.
Ces dernières se sont comportées très normalement mais possédaient de nouvelles propriétés qui n’existent pas dans la levure naturelle, ont souligné les chercheurs, précisant que la levure possède 16 chromosomes au total, contre 23 pour l’être humain.
« Nous lui avons appris quelques nouveaux tours en ajoutant des gadgets spéciaux dans ce chromosome. Modifier le génome revient à faire un pari car un changement inapproprié peut tuer la cellule », a encore expliqué le professeur Boeke.
« Nous avons procédé à plus de 50.000 changements dans le code ADN du chromosome et notre levure est toujours vivante, ce qui est remarquable », s’est-il félicité.
Nouvelles bières ?
Fort de cette technique de ré-assemblage de ce chromosome, ces scientifiques vont à présent pouvoir manipuler le génome de la levure pour lui donner certaines propriétés. Ainsi, il devrait être désormais possible de développer des variétés synthétiques de levure capables de fabriquer des médicaments rares ou de produire certains vaccins, dont celui contre l’hépatite B qui est dérivé de la levure.
Ces levures artificielles pourraient aussi être utilisées pour doper le développement de biocarburants plus efficaces, ou plus simplement de bière. Interrogé par le site américain Popular Mechanics, Christ Baugh, un ancien brasseur devenu chercheur à la Sierre Nevada Brewing Company juge que le potentiel de cette découverte est énorme.
« Personnellement, je suis plus enthousiasmé par cette découverte que par tous les progrès que je vois arriver dans l’industrie de la brasserie », explique-t-il. Selon lui, la moitié du goût d’une bière dépend du type de levure utilisée, mais elles ne fermentent pas toutes de la même manière et produisent des résultats inégaux.
« Si l’on pouvait produire des levures sur mesure, en prenant en compte le codage génétique des molécules qui influent sur le goût, on crée la possibilité de produire en mass des bières aux particularités encore inconnues », conclut le brasseur.
Une cellule zombie mise au point par des chercheurs américains
Le HuffPost | Publication: 21/02/2013 14h22 CET | Mis à jour: 21/02/2013 16h55 CET
En clair, il s’agit d’une cellule morte, mais toujours en fonction. Une première mondiale dont les résultats ont même surpassé les espérances des chercheurs puisque la cellule morte s’est avérée plus performante que de son vivant. De quoi ouvrir la porte à toutes les extrapolations apocalyptiques.
Pour réaliser leur affaire, les scientifiques du Laboratoire National de Sandia et de l’Université du Nouveau-Mexique ont eu recours à une technique originale. Celle-ci consista à enduire des cellules de mammifères d’une solution de silice (le principal composant de l’écorce terrestre) pour former une sorte de blindage perméable autour de la membrane de la cellule vivante, et permettre ainsi aux chercheurs de confronter la cellule à des températures et des pressions inimaginables pour une cellule vivante.
Un vaste éventail d’applications potentielles
Ainsi chauffée, à près de 400°C, la matière organique de la cellule s’évapore et laisse dans la silice une réplique tridimensionnelle des structures minéralisées et des fonctionnalités complexes de l’organisme vivant qu’elle était avec une précision quasi atomique, tout en préservant la spirale de l’ADN cellulaire.
Étonnamment, la cellule morte reste capable d’effectuer certaines de ses anciennes fonctions. Et dans certains cas, elle serait même supérieure à son ancêtre biologique grâce aux propriétés de la silice qui lui permettent de résister à des températures et des pressions qu’elle n’aurait jamais pu endurer de son vivant.
« Nos cellules zombies jettent un pont entre la chimie et la biologie en créant des cellules qui, non seulement ressemblent comme deux gouttes d’eau à elles-mêmes mais sont aussi capables de travailler sans relâche », a notamment déclaré Bryan Kaehr, l’un des scientifiques qui a mené l’étude.
Si l’on est encore loin de voir défiler des hordes de zombies dans nos villes, les scientifiques pourraient, à l’avenir, utiliser ces structures de silice pour améliorer les performances de certains produits dans les secteurs environnementaux et de la décontamination.
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