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La Revue mensuelle n° 168
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Article. Comment définir le plus petit génome synthétique nécessaire à la vie?

Jean-Paul Baquiast 11/04/2016

Craig Venter, le célèbre généticien et entrepreneur américain, dont nous avons souvent parlé sur ce site, fondateur du Craig Venter Institute, à la Jolla, Californie vient d'annoncer un nouvel exploit. Lui et son équipe disent avoir créé le plus petit génome artificiel capable d'entretenir la vie.

Ils avaient précédemment réalisé artificiellement le génome d'un organisme nommé le Mycoplasma genitalium doté de 525 gènes. Celui-ci est un mycoplasme endoparasitaire des cellules épithéliales du tractus uro-génital humain, agent infectieux pathogène pour l'homme ...La cellule, privée de son propre génome et dotée d'un génome synthétique nommé par Venter le JCVI-syn1.0 , s'était montrée capable de survivre et se reproduire en laboratoire dans un environnement favorable. Le génome avait été assemblé en ordinateur, avant d'être inséré dans la cellule.

Pour réduire encore le génome, ils ont supprimé progressivement un certain nombre de ses gènes, qu'ils jugeaient non indispensables à la vie. Ils ont obtenu ce faisant un nouveau génome, baptisé du nom de JCVI-syn3.0. Celui-ci dispose de 50 gènes de moins que son prédécesseur.

Fait encore inexpliqué, il est doté de plusieurs dizaines de gènes dont les fonctions n'apparaissent pas clairement, mais qui sont nécessaires à la survie de la nouvelle cellule. Ceux-ci peuvent en fait jouer un rôle essentiel mais encore inconnu. Il sera très intéressant à terme d'identifier leurs fonctions. On parle à ce sujet d'une « matière noire biologie » analogue à la matière noire cosmologique dont la nature et le rôle n'ont pas encore été éclaircis.

La plupart des gènes identifiés décryptent l'ARN de la cellule et produisent les protéines nécessaires à sa survie au niveau notamment de la membrane de la cellule. Ils se dupliquent normalement dans la cadre de la reproduction, mais avec un taux de succès qui restera à préciser.

Nous ne reviendrons pas ici sur les débats que ne manqueront pas de relancer la nouvelle annonce de Craig Venter, relativement aux dangers de cellules artificielles capables éventuellement – après de très longs délais et d'immenses difficultés – de participer à la production d'organismes artificiels complexes, éventuellement d'humanoïdes. Dans les prochaines années, les plus rudimentaires de tels organismes seront utilisés (sauf applications militaires toujours possibles) à éliminer des déchets ou produire de nouvelles sources d'énergie renouvelable.

Référence

Science. Design and synthesis of a minimal bacterial genome
http://science.sciencemag.org/content/351/6280/aad6253

Abstract

A goal in biology is to understand the molecular and biological function of every gene in a cell. One way to approach this is to build a minimal genome that includes only the genes essential for life. In 2010, a 1079-kb genome based on the genome of Mycoplasma mycoides (JCV-syn1.0) was chemically synthesized and supported cell growth when transplanted into cytoplasm. Hutchison III et al. used a design, build, and test cycle to reduce this genome to 531 kb (473 genes). The resulting JCV-syn3.0 retains genes involved in key processes such as transcription and translation, but also contains 149 genes of unknown function.

Note

Rappelons qu'aujourd'hui le système CRISPR permet tout autant que la génomique synthétique, et peut-être plus efficacement, de modifier les génomes. Voir notre article "Avenir de l'emploi du système CRISPR-Cas9 en génétique".

http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2016/167/genetique.htm