Des chercheurs de l’Université Cornell ont créé une nouvelle version d’un microbe pour concurrencer économiquement E. coli, une bactérie couramment utilisée comme outil de recherche en raison de sa capacité à synthétiser des protéines, afin de mener des expériences biologiques synthétiques évolutives et peu coûteuses.
En tant que multiplicateur peu coûteux – un peu comme si vous aviez un photocopieur dans un tube à essai – la bactérie Vibrio natriegens pourrait aider les laboratoires à tester des variantes de protéines pour la création de produits pharmaceutiques, de carburants synthétiques et de composés durables qui combattent les mauvaises herbes ou les ravageurs. Le microbe peut fonctionner efficacement sans incubateurs, agitateurs ou congélateurs coûteux et peut être conçu en quelques heures.
La recherche a été publiée le 13 février dans Nexus PNAS.
« C’est vraiment facile à produire », a déclaré l’auteur principal David Specht, chercheur postdoctoral au laboratoire de Buz Barstow, professeur adjoint de génie biologique et environnemental.
Pour étudier les protéines afin de créer des remèdes médicaux ou de fabriquer des carburants, les chercheurs utilisent un plasmide (un petit morceau d’ADN) qui fait office de manuel d’instructions pour fabriquer la machine moléculaire – une protéine – d’intérêt. Actuellement, lorsque les chercheurs placent un plasmide dans E. coli, ils peuvent créer de nombreuses copies pour tester plusieurs variantes.
Les cellules d’E. coli aident les biologistes moléculaires à multiplier et à manipuler les plasmides pour l’ingénierie des protéines, mais le processus est coûteux car ils achètent souvent les bactéries auprès des fabricants, doivent les conserver au froid et entretenir des salles contenant des équipements coûteux pour les entretenir. Une E. coli modifiée, utilisée à cet effet, est également très fragile.
« En tant que scientifiques, nous ne savons pas souvent précisément quelles devraient être ces séquences régulatrices ou moléculaires pour atteindre nos objectifs », a déclaré Barstow. « Nous devons donc tester de nombreuses variantes, et Vibrio natriegens permet aux chercheurs d’intensifier ce processus de test. »
Le microbe V. natriegens n’est pas compliqué, a déclaré Specht. « C’est si simple à réaliser que quelqu’un disposant de ressources limitées, comme les laboratoires d’un lycée, les inventeurs de maisons ou les start-ups d’entreprises biologiques, peut le faire », a-t-il déclaré.
Le chercheur Timothy Sheppard a comparé la simplicité de V. natriegens dans la conduite d’expériences synthétiques et moléculaires à l’utilisation d’un simple instrument d’écriture vieux de plusieurs centaines d’années. « Nous avons trouvé le crayon naturel pour le clonage et la biologie synthétique », a-t-il déclaré.
Le processus est peu coûteux avec V. natriegens, car il ne nécessite aucun achat d’équipement et peut fonctionner à température ambiante. Les cellules produites à partir de V. natriegens se développent rapidement : selon l’article, une transformation commencée à 9 heures du matin donne des colonies visibles à 17 heures, chacune remplie de masses de protéines.
« Le microbe est une solution radicalement simple à un problème difficile », a déclaré Barstow.
Plus d’information:
La transformation efficace des plasmides naturels de Vibrio natriegens permet une biologie moléculaire sans capital, Nexus PNAS (2024). DOI : 10.1093/pnasnexus/pgad444