Les scientifiques ont entièrement conçu un chromosome qui contribuera à la production de la première levure synthétique au monde.
Des chercheurs du Manchester Institute of Biotechnology (MIB) de l’Université de Manchester ont créé le néochromosome ARNt, un chromosome nouveau dans la nature.
Il fait partie d’un projet plus vaste (Sc2.0) qui a réussi à synthétiser les 16 chromosomes natifs de Saccharomyces cerevisiae, la levure de boulangerie commune, et vise à les combiner pour former une cellule entièrement synthétique.
L’équipe internationale a déjà combiné six chromosomes synthétiques et demi dans une cellule fonctionnelle. C’est la première fois que des scientifiques rédigent un génome eucaryote à partir de zéro.
Les levures sont un outil courant dans les processus biotechnologiques industriels, car elles permettent de produire des produits chimiques précieux de manière plus efficace, économique et durable. Ils sont souvent utilisés dans la production de biocarburants, de produits pharmaceutiques, d’arômes et de parfums, ainsi que dans les processus de fermentation plus connus de la panification et du brassage de la bière.
Être capable de réécrire le génome d’une levure à partir de zéro pourrait créer une souche plus forte, plus rapide, plus tolérante aux conditions difficiles et offrant un rendement plus élevé.
Le processus met également en lumière les principes fondamentaux du génome traditionnellement problématiques, tels que la manière dont les génomes sont organisés et évolués.
Les résultats des deux projets, publiés respectivement sous la forme de deux articles de recherche dans les revues Cell et Cell Genomics, sont le point culminant de 10 années de recherche d’un consortium international de scientifiques dirigé par le professeur Patrick Cai et l’Université de Manchester, et marquent un nouveau chapitre. en biologie technique.
Le professeur Cai, titulaire de la chaire de génomique synthétique à l’Université de Manchester et coordinateur international du projet Sc2.0, a déclaré : « Il s’agit d’une étape passionnante en matière de biologie technique. Bien que nous soyons capables de modifier des gènes depuis un certain temps, Nous n’avons jamais été capables d’écrire un génome eucaryote à partir de zéro. Ce travail est fondamental pour notre compréhension des éléments constitutifs de la vie et a le potentiel de révolutionner la biologie synthétique, ce qui est tout à fait approprié puisque Manchester est le berceau de la révolution industrielle. nous sommes également à l’avant-garde de la révolution biotechnologique.
« Ce qui est remarquable dans ce projet, c’est l’ampleur de la collaboration et l’interdisciplinarité nécessaire à sa réalisation. Nous avons réuni non seulement nos experts ici au MIB, mais également des experts du monde entier dans des domaines allant de la biologie à la génomique. à l’informatique et à la bio-ingénierie.
Le Dr Daniel Schindler, l’un des deux auteurs principaux et chef de groupe à l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre et au Centre de microbiologie synthétique (SYNMIKRO) à Marburg, a ajouté : « Le Sc2.0 international est un projet fascinant et hautement interdisciplinaire. combine la recherche fondamentale pour élargir notre compréhension des principes fondamentaux du génome, mais ouvre également la voie à de futures applications en biotechnologie et stimule les développements technologiques.
« La nature internationale et inclusive du projet a libéré la science et engendré de futures collaborations et amitiés. L’Institut de biotechnologie de Manchester, avec son excellent environnement de recherche et son espace ouvert, a toujours facilité cela. »
Le néochromosome d’ARNt est utilisé pour héberger et organiser les 275 gènes nucléaires d’ARNt de la levure et sera éventuellement ajouté à la levure entièrement synthétique où les gènes d’ARNt ont été retirés des autres chromosomes synthétisés.
Contrairement aux autres chromosomes synthétiques du projet Sc2.0, le néochromosome ARNt n’a pas d’équivalent natif dans le génome de la levure.
Il a été conçu à l’aide d’une conception assistée par ordinateur (CAO), fabriqué dans des fonderies robotisées de pointe et complété par une métrologie complète à l’échelle du génome pour garantir la haute condition physique des cellules synthétiques.
Ensuite, les chercheurs travailleront ensemble pour rassembler tous les chromosomes synthétiques individuels dans un génome entièrement synthétique. La souche Sc2.0 finale sera non seulement le premier eucaryote synthétique au monde, mais également la première à être construite par la communauté internationale.
« Les avantages potentiels de cette recherche sont universels : le facteur limitant n’est pas la technologie, mais notre imagination », explique le professeur Cai.
