Les gènes synthétiques imitent la façon dont les cellules construisent leurs tissus et leurs structures

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À l’instar du concept de mobilier modulaire, des chercheurs de l’Université de Rome Tor Vergata et de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) ont créé des gènes synthétiques qui imitent la fonction des gènes naturels dans les cellules vivantes, permettant ainsi la création de diverses structures utilisant la même base. composants. Avec ces gènes artificiels, il est possible de construire des structures intracellulaires grâce à une séquence en cascade, créant ainsi des structures auto-assemblées pièce par pièce.

«Nous avons choisi d’utiliser des “briques” d’ADN synthétique qui, une fois mélangées en solution, interagissent et forment des structures tubulaires uniquement en présence d’une séquence d’ARN spécifique – explique Francesco Ricci, professeur à l’Université de Rome Tor Vergata – Une autre séquence d’ARN , peut cependant déclencher le démontage de ces mêmes structures. Nous avons ensuite conçu des gènes synthétiques pour produire ces séquences d’ARN à des moments précis, afin de contrôler exactement le moment où les structures sont formées ou détruites. »

L’étude, publiée dans Nature Communications a été menée par Elisa Franco, professeur à UCLA, qui a expliqué : « Nous avons réussi à créer un réseau artificiel de gènes, capable de contrôler non seulement la formation ou la destruction de structures, mais aussi leur composition à des moments précis. Chaque brique est conçue pour changer de couleur en fonction de l’activation temporelle de différents gènes. De cette façon, nous pouvons surveiller visuellement l’activation des gènes et observer comment ces structures évoluent au fil du temps, reflétant l’état fonctionnel du système. »

Comme le souligne Daniela Sorrentino, première auteure de l’étude et doctorante dans le laboratoire du professeur Franco à UCLA : « Notre approche ne se limite pas aux structures de l’ADN, mais peut être étendue à d’autres matériaux et systèmes. En coordonnant les signaux biochimiques, nous pouvons attribuer différentes fonctions aux mêmes composants, créant ainsi des matériaux qui évoluent spontanément au fil du temps. Ceci – conclut-il – ouvre de nouvelles voies à la biologie synthétique et à de possibles applications en médecine et en biotechnologie”.