Le secret pour activer et désactiver avec précision les gènes

Dans une étude récente menée par l’Université de Bristol, des scientifiques ont montré comment exploiter simultanément plusieurs formes de régulation dans les cellules vivantes pour contrôler strictement l’expression des gènes et ouvrir de nouvelles voies pour des biotechnologies améliorées.

Les microbes modifiés sont de plus en plus utilisés pour permettre la production durable et propre de produits chimiques, de médicaments et bien plus encore. Pour rendre cela possible, les bio-ingénieurs doivent contrôler quand des ensembles spécifiques de gènes sont activés et désactivés pour permettre une régulation minutieuse des processus biochimiques impliqués.

Veronica Greco, auteure principale et doctorante financée par la Royal Society à la Bristol’s School of Biological Sciences, a déclaré: « Bien que l’activation ou la désactivation d’un gène semble simple, obtenir une cellule vivante pour le faire sur commande est un véritable défi. Chaque cellule est légèrement différent, et les processus impliqués ne sont pas fiables à 100%. « 

Pour résoudre ce problème, l’équipe s’est inspirée de la nature où les événements clés sont souvent contrôlés par plusieurs processus simultanément.

Veronica Greco a ajouté: « Si vous regardez un piège à mouches Venus, vous constatez qu’un piège ne se fermera que lorsque plusieurs poils sont déclenchés ensemble. Cela permet de réduire le risque de fermeture accidentelle d’un piège. Nous voulions faire quelque chose de similaire lors du contrôle de l’expression de un gène à l’intérieur d’une cellule, ajoutant plusieurs niveaux de régulation pour s’assurer qu’il ne se déclenche précisément que lorsque nous le voulons. « 

Le professeur Claire Grierson, co-auteure et directrice de l’École des sciences biologiques de Bristol, a ajouté: «Ce qui était merveilleux dans ce projet, c’est à quel point il fonctionnait pour exploiter deux des processus fondamentaux présents dans chaque cellule et sous-tendant toute la vie – la transcription et traduction. « 

L’équipe a montré qu’en utilisant ce type de régulation à plusieurs niveaux, ils pouvaient créer certains des commutateurs les plus performants pour l’expression génique construits à ce jour.

De plus, en collaboration avec le Dr Amir Pandi et le professeur Tobias Erb de l’Institut Max Planck de Bristol pour la microbiologie terrestre, l’équipe a pu aller plus loin. Ils ont démontré que même lorsqu’ils sont utilisés en dehors des cellules vivantes, ces systèmes à plusieurs niveaux offraient l’un des contrôles les plus stricts de l’expression des gènes jamais observés.

Le Dr Thomas Gorochowski, auteur principal et chercheur associé à la Royal Society University à Bristol, a déclaré: «Lorsque nous concevons des microbes, nous essayons souvent de simplifier nos systèmes autant que possible, pensant que nous aurons un meilleur contrôle sur ce qui se passe. nous avons montré qu’embrasser une partie de la complexité inhérente à la biologie pourrait être la clé pour libérer pleinement son potentiel pour les biotechnologies de haute précision de demain. « 

Référence: Greco FV, Pandi A, Erb TJ, Grierson CS, Gorochowski TE. Exploiter le dogme central pour un contrôle rigoureux à plusieurs niveaux de l’expression des gènes. Nat. Commun. 2021. doi: 10.1101 / 2020.07.04.187500

Cet article a été republié à partir des matériaux suivants. Remarque: le matériel peut avoir été modifié pour sa longueur et son contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source citée.