CReATiNG, une nouvelle méthode des chercheurs de l’USC Dornsife, transforme la biologie synthétique en permettant une construction plus facile et plus rentable de chromosomes synthétiques à partir d’ADN de levure. Cette innovation recèle un potentiel de progrès majeurs dans les domaines de la médecine, de la biotechnologie et de l’exploration spatiale.
USC La technique CREATiNG de Dornsife révolutionne la biologie synthétique en facilitant la construction rentable de chromosomes synthétiques, promettant des progrès significatifs dans divers domaines scientifiques et médicaux.
Une nouvelle technique révolutionnaire inventée par des chercheurs du USC Dornsife College of Letters, Arts and Science pourrait révolutionner le domaine de la biologie synthétique. Connu sous le nom de CREATiNG (Cloning, Reprogramming and Assembling Tiled Natural Genomic ADN), la méthode offre une approche plus simple et plus rentable pour construire des chromosomes synthétiques. Cela pourrait faire progresser considérablement le génie génétique et permettre un large éventail de progrès dans les domaines de la médecine, de la biotechnologie, de la production de biocarburants et même de l’exploration spatiale.
Simplifier la construction des chromosomes
CReATiNG fonctionne en clonant et en réassemblant des segments d’ADN naturels de levure, permettant aux scientifiques de créer des chromosomes synthétiques qui peuvent remplacer leurs homologues natifs dans les cellules. La technique innovante permet aux chercheurs de combiner les chromosomes de différentes souches de levure et espècesmodifiez les structures chromosomiques et supprimez plusieurs gènes simultanément.
Le chercheur principal Ian Ehrenreich, professeur de sciences biologiques à l’USC Dornsife, a déclaré que cette méthode constitue une amélioration majeure par rapport à la technologie actuelle. « Grâce à CReATiNG, nous pouvons reprogrammer génétiquement des organismes de manière complexe, auparavant considérée comme impossible, même avec de nouveaux outils comme CRISPR », a-t-il déclaré. « Cela ouvre un monde de possibilités en biologie synthétique, améliorant notre compréhension fondamentale de la vie et ouvrant la voie à des applications révolutionnaires. »
L’étude sera publiée aujourd’hui (20 décembre) dans la revue Communications naturelles.
Chromosomes/ADN synthétiques dans un tube à essai.
Un pas en avant dans le génie génétique
Le domaine de la biologie synthétique est apparu comme un moyen permettant aux scientifiques de prendre le contrôle de cellules vivantes, telles que les levures et les bactéries, afin de mieux comprendre leur fonctionnement et de leur permettre de produire des composés utiles, tels que de nouveaux médicaments.
« Au cours de la dernière décennie, une nouvelle forme de biologie synthétique est apparue, appelée génomique synthétique, qui consiste à synthétiser des chromosomes entiers ou des génomes entiers d’organismes », a déclaré Ehrenreich. « Le problème avec la plupart des recherches en génomique synthétique est qu’elles impliquent la construction de chromosomes ou de génomes à partir de zéro à l’aide de fragments d’ADN synthétisés chimiquement. C’est une tonne de travail et extrêmement coûteux.
Cependant, il n’y avait pas d’alternative – jusqu’à présent. « CReATiNG offre la possibilité d’utiliser des morceaux naturels d’ADN comme parties pour assembler des chromosomes entiers », a déclaré Alessandro Coradini, chercheur postdoctoral chez Agilent et premier auteur de l’étude.
La méthode rend la recherche génétique avancée plus accessible en réduisant considérablement les coûts et les obstacles techniques afin que les scientifiques puissent trouver de nouvelles solutions à certains des défis les plus urgents de la science et de la médecine d’aujourd’hui.
CREATiNG pourrait aider la médecine, l’exploration spatiale et bien plus encore
Les résultats sont particulièrement importants pour leurs applications potentielles en biotechnologie et en médecine. LA CRÉATION pourrait conduire à une production plus efficace de produits pharmaceutiques et de biocarburants, contribuer au développement de thérapies cellulaires pour des maladies comme le cancer et ouvrir la voie à des méthodes de bioremédiation environnementale, telles que la création de bactéries consommatrices de polluants.
La méthode pourrait même s’étendre jusqu’à aider les humains à vivre pendant de longues périodes dans l’espace ou dans d’autres environnements difficiles. Les scientifiques pourraient un jour utiliser CREATiNG pour développer des micro-organismes ou des plantes qui pourraient prospérer dans les stations spatiales ou lors de voyages spatiaux sur de longues distances, bien que les chercheurs préviennent que cela nécessiterait de nombreuses recherches futures.
L’un des aspects les plus frappants de l’étude, selon les chercheurs, est la manière dont la réorganisation des segments chromosomiques chez la levure peut modifier leurs taux de croissance, certaines modifications entraînant une croissance jusqu’à 68 % plus rapide ou plus lente. Cette découverte met en évidence l’impact profond que la structure génétique peut avoir sur la fonction biologique et ouvre de nouvelles voies de recherche pour explorer davantage ces relations.
Outre Ehrenreich et Coradini, les auteurs de l’étude comprennent Christopher Ne Ville, Zachary Krieger, Joshua Roemer, Cara Hull, Shawn Yang et Daniel Lusk, tous de l’USC Dornsife.
L’étude a été financée par la subvention 2124400 de la National Science Foundation, Instituts nationaux de la santé subvention R35GM130381 et une bourse postdoctorale Agilent.
