Les scientifiques réduisent le code génétique de E. coli pour contenir seulement 57 de ses 64 codons habituels

1er août 2025 rapport par Krystal Kasal, Phys.org rédacteur contributeur édité par Gaby Clark, revu par Robert Egan éditeur scientifique éditeur associé Cet article a été examiné selon le processus éditorial et les politiques de Science X. Les éditeurs ont souligné les caractéristiques suivantes tout en garantissant la crédibilité du contenu : vérification des faits publication avec comité de lecture source fiable corrigé L'ADN de presque toute la vie sur Terre contient de nombreuses redondances, et les scientifiques se sont demandé depuis longtemps si ces redondances servaient un but ou si elles étaient simplement des restes de processus évolutifs. À la fois l'ADN et l'ARN contiennent des codons, qui sont des séquences de trois nucléotides qui fournissent des informations sur la manière de former une protéine avec un acide aminé spécifique ou disent à la cellule de s'arrêter (un signal d'arrêt) pendant la synthèse des protéines. Au total, il existe 64 combinaisons possibles de codons et ces combinaisons sont presque universelles pour toute la vie sur Terre. Mais certains codons sont redondants. Il n'y a que 20 acides aminés disponibles pour une cellule, et 61 des 64 codons sont disponibles pour la synthèse des protéines, tandis que 3 sont utilisés comme signaux d'arrêt. Cela entraîne beaucoup de redondance dans les codons. Certaines études suggèrent que ces redondances pourraient aider à prévenir les mutations dans l'ADN, mais réduire le code génétique de certains organismes en supprimant les parties inutiles peut également être bénéfique. En 2019, un groupe de scientifiques a réduit le génome de E. coli à 61 codons au lieu de 64 en effectuant 18 214 modifications. Ils ont appelé la version résultante Syn61 et cette version résistante aux virus est utilisée pour créer des médicaments plus fiables et pour la fabrication de nouveaux matériaux. Maintenant, un autre groupe de scientifiques, dont certains ont travaillé sur Syn61, ont réussi à réduire encore plus le code génétique de E. coli à 57 codons, créant Syn57. Ils ont récemment publié leur travail dans Science. Cette réduction supplémentaire a été un effort massif. L'équipe a apporté plus de 101 000 changements de codons en divisant le génome en 38 sections et en échangeant minutieusement des codons redondants avec des codons synonymes - ceux qui ont la même fonction. Chaque fois qu'un échange était fait, les chercheurs devaient déterminer si l'échange serait préjudiciable à la viabilité des bactéries avant de passer à la suite. Ils expliquent : "Cartographier et corriger à chaque étape de la synthèse était souvent crucial pour permettre l'étape suivante de la synthèse. Ces expériences fournissent un paradigme pour intégrer la cartographie et la correction des défauts 'juste à temps' des conceptions initiales dans des schémas synthétiques, de sorte que les défauts locaux sont identifiés et corrigés tôt dans la synthèse et les défauts plus étendus, potentiellement épistatiques ou synthétiquement létaux, sont identifiés et corrigés au fur et à mesure de leur apparition dans le processus d'assemblage." À la fin, l'équipe a réussi à raccourcir avec succès le code génétique à 57 codons en remplaçant six codons de sens et un codon d'arrêt par des codons synonymes. Les bactéries résultantes créées avec le nouveau code étaient en effet un organisme vivant, mais les chercheurs ont constaté qu'elles poussaient environ quatre fois plus lentement que la souche parentale - un problème qu'ils espèrent finalement résoudre. Cependant, la nouvelle souche présente un profil d'expression génique distinct, ce qui indique une adaptation physiologique étendue. Certaines applications possibles de cette nouvelle souche comprennent les organismes résistants aux virus pour la biotechnologie et l'industrie, ainsi que la synthèse de protéines et de polymères aux nouvelles propriétés. Dans l'ensemble, les chercheurs sont optimistes quant au potentiel de cette nouvelle souche. Leur travail soulève également des questions sur les limites de la réduction du nombre de codons ou la création d'organismes possédant des biochimies entièrement nouvelles. Les auteurs de l'étude déclarent :"Ce travail illustre comment la synthèse du génome peut déplacer les séquences génomiques des organismes dans de nouvelles régions de l'espace des séquences qui n'avaient peut-être pas été explorées par la vie naturelle." Écrit pour vous par notre autrice Krystal Kasal, édité par Gaby Clark, et vérifié et révisé par Robert Egan - cet article est le fruit d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie un journalisme scientifique indépendant. Si ce reportage est important pour vous, veuillez envisager un don (surtout mensuel). Vous recevrez un compte sans publicité en guise de remerciement. Plus d'informations : Wesley E. Robertson et al, Escherichia coli with a 57-codon genetic code, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ady4368 Informations sur la revue : Science © 2025 Réseau Science X