Des chercheurs du Dartmouth College ont découvert que l'agencement des gènes, ou 'syntaxe des gènes', au sein d'un plasmide influence considérablement l'expression des gènes. Cette découverte souligne l'importance du placement des gènes, de la même manière que l'ordre des mots affecte le sens d'une phrase.
L'importance de la syntaxe des gènes
L'étude, publiée dans le Journal of Biological Engineering, révèle que la modification de la syntaxe des gènes affecte le mouvement de la machinerie transcriptionnelle le long de l'ADN, l'interaction entre la réplication et la transcription, et la variabilité de l'expression des gènes. Les chercheurs ont systématiquement analysé l'impact de l'ordre et de l'orientation des gènes sur les plasmides, qui sont de petites molécules d'ADN circulaires souvent présentes dans les bactéries et utilisées pour étudier la fonction des gènes.
Conception expérimentale et résultats
Les chercheurs ont construit des plasmides avec des gènes rapporteurs fluorescents dans différents ordres et orientations, tout en gardant les promoteurs et les sites de liaison ribosomaux identiques. Les résultats ont démontré que les changements dans la syntaxe des gènes entraînaient des différences significatives dans les niveaux d'expression et la variabilité. Par exemple, l'expression de la protéine fluorescente verte (GFP) variait de plus de 1,8 fois en fonction de son emplacement. Les gènes alignés dans la même direction que l'origine de réplication du plasmide présentaient une expression plus élevée, tandis que l'orientation des gènes en tandem entraînait une expression plus forte, et l'orientation divergente supprimait l'activité des gènes.
Implications pour la biologie synthétique
La modification de l'ordre des gènes a également modifié les niveaux d'expression, confirmant que la position et l'orientation influencent le rendement des gènes. Ces résultats démontrent que la syntaxe des gènes est un élément de conception crucial. En traitant la syntaxe des gènes comme une variable ajustable, les biologistes synthétiques et les bioingénieurs peuvent améliorer la prédictibilité et la précision des outils génétiques, ouvrant la voie à des techniques d'ingénierie génétique optimisées et à des circuits génétiques plus efficaces pour diverses applications.