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La 'génomisotopie' pour l'identification des produits des gènes orphelins

Deux équipes de l'Institut Scripps d'Océanographie et de l'Université de Californie à San Diego (UCSD) ont élaboré une nouvelle méthode qui permet d'identifier les produits de groupes de gènes dit "orphelins", c'est-à-dire pour lesquels aucune molécule codée n'est encore connue.

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Ces groupements de gènes orphelins, dont le nombre ne cesse d'augmenter du fait du nombre croissant de génomes d'organismes séquencés, représentent une source importante de nouveaux composés bio-actifs potentiels.

La méthode, développée dans le laboratoire du Pr. Gerwick au Center for Marine Biotechnology and Biomedicine (Scripps) et à la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (UCSD), combine une analyse de séquences génomiques au marquage isotopique de molécules.

La technique consiste à ajouter des précurseurs marqués -identifiés à partir d'outils bio-informatiques de prédiction de séquences de protéines- aux cultures des bactéries productrices du produit recherché. Le micro-organisme synthétise le composé inconnu à partir des acides aminés marqués présents dans le milieu de culture, permettant la détection de la molécule produite par une méthode combinant spectrométrie de masse et RMN (Résonance Magnétique Nucléaire).

Selon les scientifiques à l'origine de cette méthodologie, l'approche de génomisotopie est complémentaire des stratégies actuelles de 'genome mining' et permet de dresser la carte de processus métaboliques complexes.

L'analyse du génome de Pseudomonas fluorescens Pf-5 a permis à l'équipe d'identifier un cluster de gènes orphelins dont les chercheurs pouvaient prévoir qu'il codait pour la biosynthèse d'un lipopeptide naturel encore inconnu.

L'approche par génomisotopie a permis d'isoler le produit de ces gènes. Le composé a été nommé orphamide A. Il constitue le composé principal d'un groupe de lipopeptides cycliques bio-actifs, susceptibles de jouer un rôle dans la protection des cultures agricoles.

Par Mireille Guyader & Peggy Rematier,


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