La chaîne de montage du futur: des outils automatisés au service de la recherche en biologie synthétique
Publié par Redbran le 01/10/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

©TOPCAPI
Un nouvel outil assisté par ordinateur pourrait aider à concevoir et à synthétiser des structures à base d'ADN de manière rapide et efficace.

La biologie synthétique est un secteur qui se développe rapidement et dont le futur semble prometteur dans de nombreux domaines d'application, de la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) sur le comportement des cellules cancéreuses à la réduction de l'empreinte carbonique. Cette discipline implique la conception et la construction de nouvelles entités biologiques, telles que des enzymes ou des cellules, autant que la reconstitution de systèmes biologiques existants. De ce fait, les technologies d'assemblage d'ADN jouent un rôle essentiel dans les progrès à court terme de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles...) synthétique. Des travaux réalisés en collaboration par des partenaires académiques et industriels supportés par TOPCAPI, projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) financé par l'UE, ont conduit au lancement d'un nouvel outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) d'assistance à l'assemblage d'ADN dénommé MoCLO.

Comme l'indique un communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) publié par "Bio-IT World", ce nouvel outil "permettra aux spécialistes en biologie synthétique de concevoir et de synthétiser rapidement des structures de niveau 0 MoCLO CIDAR, à partir de centaines de pièces biologiques standards validées ou en utilisant des séquences d'ADN". Grâce à l'automatisation de cette étape, "le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) nécessaire aux biologistes synthétiques pour concevoir des structures à base d'ADN sera réduit et l'efficacité de leurs recherches en sera accrue". Le communiqué de presse souligne également que cet outil sera particulièrement intéressant pour les biologistes synthétiques en début de carrière.

Des usines cellulaires

Le projet TOPCAPI (Thoroughly Optimised Production Chassis for Advanced Pharmaceutical Ingredients), en cours, a pour objectif d'exploiter le potentiel biosynthétique des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les...) actinomycètes. Comme le résume le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur Internet.) du projet, il s'agit de mettre au point (Graphie) des usines microbiennes de production de cellules à forte valeur pharmaceutique. Ces micro-organismes ou usines cellulaires sont indispensables à la fabrication de la plupart des antibiotiques disponibles aujourd'hui. En fait, les actinomycètes sont la source de production de 80 % des produits naturels à l'origine des antibiotiques commercialisés. Les séquences de leur génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules d'ARN). Il...) montrent qu'elles fournissent collectivement le plus vaste ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) de métabolites secondaires. "Par conséquent, les actinomycètes sont optimisés du point de l'évolution pour être des producteurs de substances naturelles, ce qui en fait potentiellement les meilleurs hôtes pour la production de composés hétérologues à forte valeur".

TOPCAPI cible deux actinomycètes hôtes qui ont été étudiés en détail depuis les années 1950: Le Streptomyces rimosus et le Streptomyces coelicolor. Le site du projet explique que "ces souches à usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) typiquement industriel ont été manipulées génétiquement et sont déjà très éloignées de leurs ancêtres sous leur forme originelle". En outre, "il n'existe pas une seule usine cellulaire robuste disponible pour une production de type industriel à haut rendement des différents composés, et la plupart des composés produits ne peuvent être obtenus en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) suffisante qu'une fois que l'organisme hôte a fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette...) de plusieurs séries de manipulation et de sélection génétiques très consommatrices de main-d'œuvre destinées à permettre une production métabolite optimisée".

TOPCAPI a pour objectif de mettre au point une solution pour faire passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) à un niveau industriel la production de ces espèces destinées à la fabrication de composés bioactifs. En développant une nouvelle souche bactérienne pour la production d'antibiotiques, TOPCAPI contribuera aux recherches sur la résistance aux antimicrobiens.

Lutter contre les super-bactéries

Bien que les antibiotiques aient eu un impact spectaculaire sur le traitement des maladies infectieuses, leur mauvaise utilisation ou leur surutilisation a conduit à une augmentation de la résistance et à l'émergence des super-bactéries. Par exemple, le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM), est l'une des causes les plus fréquentes d'infection associée à des soins hospitaliers résistante aux antibiotiques au niveau mondial, comme le souligne un rapport publié par le Centre européen de prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale, économique..) ne se dégrade, ou qu'un...) et de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) des maladies. Les travaux de TOPCAPI contribueront également à contrôler la propagation des infections par le SARM potentiellement mortelles. Un autre des composés mis au point dans le cadre de TOPCAPI permettra de produire un nouveau médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou administrée en vue d'établir un diagnostic. Un médicament...) topique anti-acné.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet TOPCAPI
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