Carl H. Johnson, professeur Cornelius Vanderbilt de sciences biologiques, ainsi qu'une équipe de scientifiques de Vanderbilt, ont réussi à ajuster l'horloge biologique quotidienne des cyanobactéries, faisant ainsi des algues bleu-vert un producteur plus prolifique de carburants renouvelables, de produits chimiques et de produits pharmaceutiques comme insuline.
Leur article, « Clocking Out and Letting Go to Unleash Green Biotech Applications in a Photosynthetic Host » est publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences. .
Machines solaires ultimes, les cyanobactéries sont comme de minuscules ateliers produisant de tout, des médicaments aux carburants. Depuis des années, les scientifiques s’efforcent de faire des cyanobactéries une usine de cellules microbiennes plus fructueuse et plus polyvalente. Cependant, la recherche n'a pas progressé aussi rapidement que sur d'autres microbes comme E. coli et la levure.
Parce que l’expression génétique des micro-organismes est étroitement contrôlée par leurs horloges internes, les cyanobactéries disposent d’un bouton snooze intégré. Le laboratoire Johnson a reprogrammé l'expression des gènes en libérant des éléments répresseurs circadiens dans leurs voies de régulation, ce qui a entraîné une amélioration spectaculaire de la production d'enzymes et de polypeptides actifs importants en biomédecine.
"Au lieu de nous concentrer simplement sur les méthodes traditionnelles permettant de renforcer l'expression des gènes du produit souhaité, nous avons pensé que l'horloge biologique quotidienne qui module l'expression des gènes pourrait être manipulée afin que davantage de produits puissent être fabriqués 24 heures sur 24, 7 jours sur 7", a déclaré Johnson. P>
"En inactivant l'horloge biologique interne des cyanobactéries et sa répression de l'expression des gènes, nous pourrions désormais parvenir à une forte régulation à la hausse des bioproduits verts, y compris l'insuline médicinale."
Ce travail axé sur les cyanobactéries est particulièrement important car il est facile et rentable de les cultiver, en utilisant la lumière du soleil comme source d'énergie et en prospérant dans des environnements pauvres en nutriments. Les résultats pourraient permettre à la biotechnologie verte de progresser à un rythme accéléré.
L'objectif de la biotechnologie verte est de développer des organismes photosynthétiques génétiquement modifiés pour servir de « bioréacteurs » qui produisent des carburants renouvelables, des produits pharmaceutiques et des précurseurs chimiques avec un impact minimal sur l'environnement.
Plus d'informations : Yao Xu et al, Chronométrer et lâcher prise pour libérer des applications biotechnologiques vertes dans un hôte photosynthétique, Actes de l'Académie nationale des sciences (2024). DOI :10.1073/pnas.2318690121
Informations sur le journal : Actes de l'Académie nationale des sciences
Fourni par l'Université Vanderbilt
