Des scientifiques synthétisent des enzymes à partir de matériel génétique artificiel

Dans une première mondiale, les scientifiques montrent qu'il est possible non seulement de fabriquer du matériel génétique artificiel, mais aussi de l'utiliser pour synthétiser des enzymes capables de catalyser des réactions chimiques essentielles à la vie.
En synthétisant des enzymes à l'aide de matériel génétique artificiel qui n'existe pas dans la nature, les scientifiques montrent que l'ADN et l'ARN ne sont peut-être pas les seuls moyens de relancer la vie.

Auparavant, on pensait que la présence d'ARN et d'ADN était nécessaire pour accélérer ou catalyser les réactions chimiques qui déclenchent la vie.

Maintenant, dans le journal La natureUne équipe de scientifiques du Medical Research Council (MRC) explique comment ils ont utilisé le XNA - matériel génétique artificiel qu'ils ont fabriqué en laboratoire - pour fabriquer des enzymes qui ne sont pas présentes dans la nature mais se comportent comme celles essentielles à la vie.

Cette réalisation aidera les scientifiques à en savoir plus sur les origines de la vie et pourrait conduire à une nouvelle génération de médicaments et à de toutes nouvelles façons d’étudier et de diagnostiquer les maladies.

Dr. Philipp Holliger, qui a dirigé l'étude au Laboratoire de biologie moléculaire de la MRC à Cambridge, au Royaume-Uni, a déclaré:

"Toute la vie sur terre dépend d'une série de réactions chimiques, de la digestion des aliments à la fabrication de l'ADN dans nos cellules. Beaucoup de ces réactions sont trop lentes pour se produire à des températures et des pressions ambiantes et requièrent processus."

Les choix de la vie peuvent ne pas se limiter à l'ARN et à l'ADN

Dr. Holliger explique que jusqu'à récemment, les scientifiques croyaient que l'ADN et l'ARN étaient les seules molécules capables de stocker des informations génétiques. En outre, on pensait que seuls l'ADN et l'ARN, ainsi que les protéines, pouvaient former des enzymes. Mais maintenant, il dit:

"Nos travaux suggèrent que, en principe, il existe un certain nombre d'alternatives possibles aux molécules de la nature qui soutiendront les processus catalytiques requis pour la vie.

La nouvelle étude s'appuie sur des travaux antérieurs effectués au laboratoire de la MRC, où le Dr Holliger et son équipe ont fabriqué des XNA - des molécules synthétiques capables de stocker et de transmettre des informations génétiques de la même manière que l'ADN.

Cependant, pour reproduire pleinement ce qui se passe dans la nature, les XNA de base doivent pouvoir se répliquer eux-mêmes. C'est là que les enzymes entrent en jeu, car elles effectuent les opérations de découpe et de collage qui se déroulent pendant l'auto-réplication.

Enzymes artificielles capables de couper et coller les ARN

Dans leur nouvelle étude, l'équipe décrit comment ils ont obtenu leurs XNA pour fabriquer des "XNAzymes" et ont montré qu'ils pouvaient couper et coller de petits morceaux d'ARN, de la même manière que les enzymes naturelles. L'une des XNAzymes peut même rejoindre les brins de XNA, une étape clé dans la création d'un système vivant.

La découverte soulève la possibilité que des systèmes vivants puissent émerger de molécules différentes de celles qui ont mené à la vie sur Terre: «cela élargit le nombre possible de planètes pouvant accueillir la vie», explique le premier auteur, le Dr Alex Taylor, chercheur au le laboratoire de la MRC et également du St. John 's College, à Cambridge.

Parce qu'elles sont plus stables que les enzymes naturelles, l'équipe espère que leurs enzymes XNA seront utiles pour fabriquer de nouveaux médicaments destinés à lutter contre les maladies qui perturbent les fonctions cellulaires, telles que le cancer et les infections virales.

"Nos XNA sont chimiquement extrêmement robustes et, comme ils ne sont pas présents dans la nature, ils ne sont pas reconnus par les enzymes de dégradation naturelle de l'organisme. Cela pourrait en faire un candidat attrayant pour des traitements durables pouvant perturber les ARN Dr. Holliger.

Le financement de l'étude provient du MRC, de la Fondation européenne de la science et du Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques.

La reproduction exacte du matériel génétique dans la nature est quelque peu un mystère pour les scientifiques. Mais récemment, Nouvelles médicales aujourd'hui appris une nouvelle étude de réplication génétique menée par la Florida State University qui offre de nouvelles perspectives sur ce domaine mal compris. L'équipe espère que leurs découvertes mèneront à de nouveaux traitements contre le cancer.

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