Génomes générés par ordinateur – ScienceDaily

Tous les organismes sur notre planète stockent le plan moléculaire de la vie dans un code ADN dans leur génome. La révolution numérique en biologie, entraînée par le séquençage de l’ADN, nous permet de lire les génomes des myriades de microbes et d’organismes multicellulaires qui peuplent notre monde. Aujourd’hui, les séquences d’ADN de plus de 200 000 génomes microbiens sont déposées dans des bases de données numériques sur le génome et ont augmenté de façon exponentielle notre compréhension de la façon dont l’ADN programme les systèmes vivants. En utilisant cet incroyable trésor de blocs de construction moléculaires, les bio-ingénieurs apprennent à lire (séquencer) et à écrire (en utilisant la synthèse chimique) de longues molécules d’ADN et à reproduire des microbes utiles à l’aide d’ordinateurs.

Dans ses recherches, Beat Christen, professeur de biologie des systèmes expérimentaux et chercheurs du Christen Lab, ETH Zurich à Zurich, en Suisse, utilisent un algorithme de conception du génome numérique conjointement avec une synthèse chimique d’ADN à grande échelle pour produire physiquement des génomes artificiels et comprendre le code de la vie au niveau moléculaire. Le laboratoire utilise également des systèmes et des approches de biologie synthétique pour définir les gènes essentiels à travers les espèces qui servent de parties génétiques pour construire des génomes microbiens pour des applications en chimie, médecine et agriculture durables.

L’équipe de recherche a produit physiquement Caulobacter ethensis-2.0, le premier génome entièrement généré par ordinateur au monde. En utilisant une bactérie naturelle d’eau douce comme point de départ, les chercheurs ont calculé la séquence d’ADN idéale pour la fabrication chimique et la construction d’un génome minimisé composé uniquement de fonctions essentielles. Dans le processus de conception, plus d’un sixième des 800 000 lettres d’ADN du génome artificiel ont été remplacées et le génome entier a été produit sous la forme d’une grosse molécule d’ADN en forme d’anneau. Bien qu’il n’existe pas encore de cellule vivante, les fonctions géniques ont été testées sur l’ensemble de la conception du génome. Dans ces expériences, les chercheurs ont découvert qu’environ 580 des 680 gènes artificiels étaient fonctionnels démontrant la promesse de l’approche pour produire des génomes de concepteur.

Au cours de la session AAAS 2020, “Biologie synthétique: conception numérique des systèmes vivants” (14 février 2020 à 15h30 HNP), Christen discutera des applications futures possibles des génomes synthétiques à des fins industrielles et pour la santé. Il parlera également de la nécessité de discussions approfondies dans la société sur les défis et les objectifs pour lesquels cette technologie peut être utilisée et, en même temps, sur la façon dont le potentiel d’abus peut être évité.

Le professeur Christen sera rejoint par le professeur David Baker, Université de Washington, qui parlera de Designer Proteins et de Joyce Tait, Université d’Edimbourg, Edimbourg en Ecosse, qui parlera de la réglementation des risques, de l’incertitude et de l’éthique.

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par ETH Zurich. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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