Code génétique 2.0 : la vie se dote d’un nouvel OS

Une nouvelle façon d’utiliser le code génétique a été créée, permettant de fabriquer des protéines avec des propriétés jamais vues dans la nature. Cette découverte pourrait, éventuellement, conduire à la création d’une nouvelle forme de vie, voire améliorée, en incorporant ces nouveaux matériels dans leur tissue.

brin-adnDans toutes formes de vie, les quatre « lettres » du code génétique1, appelées nucléotides, sont lus en triplets, de façon à ce que chaque trois nucléotides encode un nouvel acide-aminé.

Jason Chin et ses collègues de l’Université de Cambridge en Angleterre ont à « reconfigurer » la machinerie cellulaire pour que celle-ci puisse lire le code génétique en quadruplets. Ils ont publié leurs résultats dans la revue Nature2.

Dans le code génétique que la vie a utilisé jusqu’à présent, il y a 64 combinaisons de triplets possible; ces mots « génétiques » sont appelés codons. Chaque codon code, soit pour un acide aminé, soit dit à la cellule d’arrêter de fabriquer la chaine de protéine. L’équipe anglaise a créé 256 codons vierges à quatre lettres qui peuvent être assignés à des acides aminés qui n’existent même pas.

Des liaisons plus fortes

Pour y parvenir, les chercheurs ont modifié trois pièces de la machinerie cellulaire qui fabriquent des protéines. Ils ont ensuite montré que leur nouveau code génétique fonctionnent en assignant deux acides aminés « non naturels » dans leur codons quadruplet, que l’équipe a réussi à incorporer dans une chaine de protéines.

« C’est le début d’un code génétique parallèle »,

selon Chin, qui a dirigé cette étude.

De plus, ils ont montré que ces acide aminés peuvent réagir les uns avec les autres en formant des lisains chimiques différentes de celles qui unissent les protéines ensemble dans leur forme tridimensionnelle.

Les liaisons habituelles – appelées liaisons disulphides – peuvent être rompues par des changements de température ou d’acidité, causant la perte de la structure 3D des protéines. C’est par exemple la raison pour laquelle les blancs d’oeufs changent de couleur et de texture quand ils sont chauffés : l’albumine dans les blancs perd sa structure, son apparence physique est modifiée.

Les nouvelles liaisons créées avec les nouveaux acides aminés sont plus fortes, elles pourraient par exemple permettre aux protéines de travailler dans des conditions d’environnement plus larges. Cela pourrait servir à faire des médicaments consommables par voie orale sans crainte de les voir détruits par l’acidité de l’appareil digestif.

C’est un début parce qu’à l’avenir il pourrait être possible de créer des cellules capables de de produire de nouveaux polymères, comme des matériaux semblables aux plastiques.

« C’est une avancée impressionnant qui ouvre de nouveaux horizons théoriques en biologie synthétique, »

selon Craig Venter qui dirige son propre institut à Rockville, Maryland aux Etats-Unis et qui essaie actuellement de créer, à partir de zéro, un organisme synthétique.

Notes et références

  1. A, C, G, T dans l’ADN; A, C, G, U dans l’ARN []
  2. Encoding multiple unnatural amino acids via evolution of a quadruplet-decoding ribosome. Heinz Neumann, Kaihang Wang, Lloyd Davis, Maria Garcia-Alai & Jason W. Chin. Nature. DOI: 10.1038/nature08817 []

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