Des chercheurs japonais viennent de réussir la reproduction « dans un tube à essai » , c’est-à-dire en dehors d’une cellule vivante, de ribosomes artificiels. Il s’agit d’un grand pas vers la réalisation d’organismes quasi-vitaux entièrement synthétiques
Les ribosomes sont des complexes ribonucléoprotéiques présents dans toutes les cellules eucaryotes et procaryotes. Extrêmement bien conservés au cours de l’évolution, ils ont pour fonction de synthétiser les protéines en décodant l’information contenue dans l’ARN messager (voir wikipedia) Certains chercheurs pensent qu’aux origines de la vie, ils ont été capables de se regrouper et de se répliquer avant même d’être incorporés dans des cellules.
Mais la réplication des ribosomes est un processus complexe dont certains points sont encore mal connus.Elle implique plus de deux cent types de molécules qui interviennent d’une façon bien déterminée. Les chercheurs japonais auteurs de l’article référencé ci-dessous ont consacré 7 années de recherche pour obtenir une réplication en laboratoire.
Pour ce faire, ils ont mis en présence du DNA codant pour l’organisation de ces ribosomes et du cytoplasme liquide provenant de cellules de E.coli ou colibacilles ; Mais ils ont du faire appel à des logiciels d’intelligence artificielle pour obtenir une formule permettant la réplication des ribosomes en 3 heures environ. Ils devront par la suite démontrer que ces ribosomes artificiels pourront eux-aussi se reproduire dans les mêmes conditions, voire plus efficacement.
Autrement dit, la vie artificielle d’origine biologique n’est pas pour demain. Sera-t-il possible d’aller plus vite en cherchant à produire des formes de vie entièrement synthétiques
Référence
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.29.505692v1
29 aout 2022
Reconstitution of ribosome self-replication outside a living cell
Summary
Ribosome biogenesis, a recursive process of pre-existing ribosomes self-replicating nascent ones, is pivotal in the self-replication of life. In Escherichia coli, three ribosomal RNAs (rRNAs) are transcribed, and 54 ribosomal proteins (r-proteins) are synthesized by pre-existing ribosomes as structural components1, 2. They are cotranscriptionally assembled in a cooperative hierarchy under the support of ∼100 accessory factors1–3. The reconstitution of ribosome biogenesis outside a living cell is an essential goal to understand the self-replication of life. However, this goal could not have been achieved so far due to its complexity. Here, we report the successful in vitro reconstitution of the entire ribosome biogenesis process. We hypothesized that mimicking in vivo ribosome biogenesis1–6 could result in in vitro ribosome biogenesis. Specifically, we found that coactivating the transcription of an rRNA operon, as well as the transcription and translation of 54 r-protein genes encoding r-proteins, and the coordinated ribosomal assembly in a cytoplasm-mimicking reaction solution, resulted in highly efficient in vitro reconstitution of ribosome biogenesis. Our achievement represents a critical step toward revealing fundamental principles underlying the self-replication of life and creating self-replicating artificial cells7. We also succeeded in engineering rRNA and r-proteins by only adding mutant ribosomal genes in the reaction, enabling high-throughput and unconstrained creation of artificial ribosomes with altered or enhanced functionality8–12.
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