Le bon fonctionnement des organismes vivants dépend de 20 acides aminés essentiels. Mais au fil de leurs recherches, les scientifiques sont parvenus à en créer de nouveaux, des protéines artificielles qu’ils appellent acides aminés non canoniques.

Toutefois, en dehors des synthèses en laboratoire, les chercheurs ne sont jamais parvenus à en faire fabriquer par un organisme vivant, jusqu’à maintenant. Des chercheurs de l’Université Rice (Houston, Texas) ont en effet réussi à produire un 21e acide aminé, moyennant une bactérie qui nous est familière, l’Escherichia coli.

Une colonie d'E. coli vue au microscope électronique

Crédits Pixabay

Cette équipe a ainsi réussi à synthétiser un acide aminé aminé non canonique appelé « 5-hydroxyl-tryptophane » (5HTP) en manipulant le code génétique de l’E. coli . Chez l’homme, cet acide aminé est un précurseur naturel de la sérotonine tandis que chez l’E. coli modifié génétiquement, il apparaît comme un indicateur vivant du stress oxydatif.

Une souche génétiquement modifiée pour fabriquer un nouvel acide aminé

L’équipe s’est d’abord planché sur un procédé pour coder le 5HTP. Ensuite, ils ont modifié génétiquement une séquence du génome d’E. coli non impliqué dans la fabrication d’autres protéines pour coder cet acide aminé. Enfin, ils ont greffé des grappes d’enzymes provenant d’autres espèces dans la souche d’E. coli pour lui donner la capacité de produire du 5HTP.

Le but de cette recherche est, à terme, de créer de cellules entières capables de fabriquer et d’utiliser le 5HTP afin d’étudier les problèmes biologiques et médicaux rencontrés chez les organismes vivants. Pour ce faire, il faut intégrer cette technologie dans l’espèce hôte pour lui donner la faculté de synthétiser elle-même les protéines et de les utiliser après, comme cette équipe l’a montré.

Des organismes capables de détecter une maladie et se soigner eux-mêmes

« En combinant la chimie, la biologie synthétique ainsi que l’ingénierie métabolique », ces chercheurs ont donc réussi à créer une souche d’E. coli capable de synthétiser et de coder le 5HTP. Le nouvel acide aminé peut ensuite être utilisé par ces bactéries pour produire de nouvelles protéines, comme des médicaments ou d’autres types de substances chimiques.

Avec cette technologie, la porte est alors ouverte vers la conception « d’organismes artificiels » qui auront une variété de fonctions utiles. Par exemple, on pourra créer des acides aminés personnalisés qui permettront aux cellules ciblées de détecter les maladies, ensuite, de les traiter en libérant les médicaments qu’elles ont elles-mêmes fabriqués, selon ces chercheurs.

Cette étude a été publiée dans la revue Cell Press : Chem.


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