{"id":2605,"date":"2024-08-08T20:46:31","date_gmt":"2024-08-08T18:46:31","guid":{"rendered":"https:\/\/bgene.fr\/?p=2605"},"modified":"2024-12-02T08:25:52","modified_gmt":"2024-12-02T08:25:52","slug":"biologie-moleculaire-et-cellulaire","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bgene.fr\/en\/biologie-moleculaire-et-cellulaire\/","title":{"rendered":"Gros plan sur la biologie mol\u00e9culaire et cellulaire"},"content":{"rendered":"<p class=\"wp-block-paragraph\">La biologie mol\u00e9culaire est un domaine de recherche en constante \u00e9volution qui a un impact consid\u00e9rable sur notre&nbsp;<strong>compr\u00e9hension du monde vivant et sur notre capacit\u00e9 \u00e0 am\u00e9liorer la sant\u00e9 humaine et l&rsquo;environnement<\/strong>. Elle cherche \u00e0 comprendre les m\u00e9canismes qui r\u00e9gissent les processus biologiques en \u00e9tudiant les interactions entre les diff\u00e9rentes mol\u00e9cules pr\u00e9sentes dans les cellules, notamment les acides nucl\u00e9iques (ADN et ARN) et les prot\u00e9ines.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dans cet article, nous vous pr\u00e9sentons les diff\u00e9rents champs de recherche associ\u00e9s \u00e0 cette science, ainsi que les grandes avanc\u00e9es technologiques qui ont jalonn\u00e9 l&rsquo;histoire de la biologie mol\u00e9culaire depuis les ann\u00e9es 1980. Nous vous expliquons aussi comment&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.bgene.fr\/en\/\">BGene<\/a>&nbsp;les utilise pour&nbsp;<strong>d\u00e9velopper des enzymes et des micro-organismes capables de produire des ar\u00f4mes ou des parfums de mani\u00e8re \u00e9co-responsable<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">L&rsquo;ADN et l&rsquo;ARN, c&rsquo;est quoi d\u00e9j\u00e0 ?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Avant d&rsquo;aller plus loin, un petit rappel de ce que sont ces deux des mol\u00e9cules essentielles \u00e0 la vie et qui servent de base \u00e0 tous les travaux de biologie mol\u00e9culaire.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">L&rsquo;ADN (acide d\u00e9soxyribonucl\u00e9ique)<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Il est constitu\u00e9 de\u00a0<strong>deux brins en forme de double h\u00e9lice<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n<li>Il\u00a0<strong>porte l&rsquo;information g\u00e9n\u00e9tique<\/strong>\u00a0n\u00e9cessaire au d\u00e9veloppement, au fonctionnement et \u00e0 la reproduction des organismes vivants. Les s\u00e9quences de l&rsquo;ADN sont transcrites en ARN puis traduites en prot\u00e9ines.<\/li>\n\n\n\n<li>Il est principalement situ\u00e9\u00a0<strong>dans le noyau des cellules eucaryotes<\/strong>, mais aussi dans les mitochondries et les chloroplastes (les organites o\u00f9 a lieu la photosynth\u00e8se chez les v\u00e9g\u00e9taux).<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">L&rsquo;ARN (acide ribonucl\u00e9ique)<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Il est g\u00e9n\u00e9ralement\u00a0<strong>simple brin<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n<li>Il\u00a0<strong>transf\u00e8re l&rsquo;information g\u00e9n\u00e9tique de l&rsquo;ADN vers les ribosomes<\/strong>, de petites particules qui servent de \u00ab\u00a0d\u00e9codeurs\u00a0\u00bb. Ces ribosomes synth\u00e9tisent les prot\u00e9ines \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur des cellules. Il existe<strong>\u00a0diff\u00e9rents types d&rsquo;ARN<\/strong>, dont l&rsquo;ARN messager (ARNm), l&rsquo;ARN ribosomique (ARNr) et l&rsquo;ARN de transfert (ARNt).<\/li>\n\n\n\n<li>On le trouve\u00a0<strong>dans le noyau et le cytoplasme des cellules<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ensemble, l&rsquo;ADN et l&rsquo;ARN jouent un r\u00f4le crucial dans le stockage, le transfert et l&rsquo;expression de l&rsquo;information g\u00e9n\u00e9tique.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Sur quoi travaille-t-on en biologie mol\u00e9culaire ?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cette discipline se focalise sur :&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>La structure et la fonction des mol\u00e9cules biologiques<\/strong>\u00a0: les biologistes s&rsquo;int\u00e9ressent \u00e0 la structure tridimensionnelle de ces mol\u00e9cules et \u00e0 la mani\u00e8re dont cette derni\u00e8re leur permet d&rsquo;exercer leurs fonctions sp\u00e9cifiques. Par exemple, elle \u00e9tudie comment les prot\u00e9ines se replient pour former des enzymes capables de catalyser des r\u00e9actions chimiques (spoiler pour la suite de l&rsquo;article, c&rsquo;est une des sp\u00e9cialit\u00e9s de BGene !)\u00a0<\/li>\n\n\n\n<li><strong>L&rsquo;expression des g\u00e8nes<\/strong>\u00a0: \u00e9voqu\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, il s&rsquo;agit du processus par lequel l&rsquo;information g\u00e9n\u00e9tique contenue dans l&rsquo;ADN est utilis\u00e9e pour synth\u00e9tiser des prot\u00e9ines. C&rsquo;est un aspect central de la biologie mol\u00e9culaire. Ce processus implique la transcription de l&rsquo;ADN en ARN messager, puis la traduction de cet ARN en prot\u00e9ines.\u00a0<\/li>\n\n\n\n<li><strong>La r\u00e9gulation de l&rsquo;expression g\u00e9nique<\/strong>\u00a0: la biologie mol\u00e9culaire explore \u00e9galement les m\u00e9canismes qui r\u00e9gulent l&rsquo;expression des g\u00e8nes (avant donc la \u00ab\u00a0mise en production\u00a0\u00bb des prot\u00e9ines), permettant aux cellules de s&rsquo;adapter \u00e0 leur environnement et de se sp\u00e9cialiser.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">De tous ces champs diff\u00e9rents mais compl\u00e9mentaires \u00e9mergent des techniques qui ne cessent d&rsquo;\u00e9voluer et de se perfectionner au fil des ans.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Pr\u00e9sentation des techniques de biologie mol\u00e9culaire<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Les scientifiques du g\u00e9nie g\u00e9n\u00e9tique ont de tr\u00e8s nombreux outils \u00e0 leur disposition, qu&rsquo;il n&rsquo;est pas n\u00e9cessaire de tous lister. N\u00e9anmoins certains d&rsquo;entre eux, par les progr\u00e8s majeurs qu&rsquo;ils ont permis, m\u00e9ritent que l&rsquo;on s&rsquo;y attarde.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">L&rsquo;arriv\u00e9e de la bio-informatique<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A l&rsquo;origine du monde (c&rsquo;est \u00e0 dire avant que les premiers ordinateurs ne voient le jour !), les s\u00e9quences peptidiques des prot\u00e9ines \u00e9taient compar\u00e9es\u00a0<strong>\u00e0 la main<\/strong>. Margaret Dayhoff, pionni\u00e8re dans ce domaine, cr\u00e9a ainsi le premier atlas des s\u00e9quences prot\u00e9iques dans les ann\u00e9es 1960 en compilant et comparant syst\u00e9matiquement ces donn\u00e9es pour identifier les familles de prot\u00e9ines ayant des anc\u00eatres communs.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Mais&nbsp;<strong>tout changea \u00e0 partir de 1978 quand les donn\u00e9es commenc\u00e8rent \u00e0 \u00eatre num\u00e9ris\u00e9es pour \u00eatre trait\u00e9es informatiquement<\/strong>. Dayhoff fut d&rsquo;ailleurs \u00e0 l&rsquo;origine de logiciels comme FASTA et BLAST, encore utilis\u00e9s aujourd&rsquo;hui.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La premi\u00e8re banque de donn\u00e9es sur les prot\u00e9ines (la PIR, pour Protein Information Resource) fut fond\u00e9e en 1983 aux Etats-Unis, succ\u00e9dant ainsi \u00e0 l&rsquo;Atlas de Dayhoff. La premi\u00e8re banque de s\u00e9quences d\u2019ADN, GenBank, vit le jour au Laboratoire National de Los Alamos en Californie en 1982. Elles furent int\u00e9gr\u00e9es aux r\u00e9seaux nationaux am\u00e9ricains, ce qui permit aux chercheurs\u00b7euses de partager et de&nbsp;<strong>sauvegarder leurs s\u00e9quences via Internet<\/strong>, ind\u00e9pendamment de leurs publications.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Par la suite, d&rsquo;autres banques de donn\u00e9es furent cr\u00e9\u00e9es pour les s\u00e9quences de virus, de bact\u00e9ries et pour le g\u00e9nome humain, ainsi que des banques regroupant des fragments de s\u00e9quences associ\u00e9s \u00e0 des fonctions sp\u00e9cifiques, comme des activit\u00e9s catalytiques.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Aujourd&rsquo;hui, ces banques de donn\u00e9es sont&nbsp;<strong>essentielles pour construire des arbres phylog\u00e9n\u00e9tiques, permettant d&rsquo;identifier et de d\u00e9terminer les relations de parent\u00e9 entre les esp\u00e8ces vivantes<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Mais la bio-informatique ne se r\u00e9sume pas \u00e0 la collecte de donn\u00e9es. Pour en savoir plus sur cette science,&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.bgene.fr\/en\/la-bio-informatique-cest-quoi\/\">lisez l&rsquo;article que nous lui avons consacr\u00e9.<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">La Polymerase Chain Reaction (PCR)<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Une r\u00e9volution dans notre compr\u00e9hension du vivant. Con\u00e7ue en 1983 par l&rsquo;am\u00e9ricain Kary Mullis, prix Nobel de chimie en 1993 pour cette invention, il s&rsquo;agit d&rsquo;une m\u00e9thode bas\u00e9e sur les enzymes polym\u00e9rases qui permet d&rsquo;<strong>amplifier de l&rsquo;ADN provenant de tissus vivants ou morts, m\u00eame en quantit\u00e9s infimes<\/strong>.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La PCR a boulevers\u00e9 la biologie et a ouvert&nbsp;<strong>de nouvelles perspectives dans divers domaines<\/strong>&nbsp;tels que l&rsquo;arch\u00e9ologie, la m\u00e9decine l\u00e9gale, l&rsquo;\u00e9cologie, le diagnostic m\u00e9dical, la g\u00e9n\u00e9tique, et l&rsquo;identification de micro-organismes inconnus. Elle a \u00e9galement permis d&rsquo;analyser l&rsquo;ADN ancien, comme celui d&rsquo;ossements d&rsquo;animaux ou de restes humains datant de milliers d&rsquo;ann\u00e9es, et de r\u00e9aliser la s\u00e9quence compl\u00e8te du g\u00e9nome de l&rsquo;homme de N\u00e9andertal disparu il y a 30 000 ans.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Le DNA Shuffling<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Apparue en 1994, cette technique sert \u00e0&nbsp;<strong>cr\u00e9er des g\u00e8nes artificiels avec des propri\u00e9t\u00e9s d\u00e9finies \u00e0 l&rsquo;avance<\/strong>. Elle consiste \u00e0 fragmenter un g\u00e8ne ou une famille de g\u00e8nes tr\u00e8s similaires en petits morceaux puis \u00e0 les r\u00e9assembler de mani\u00e8re al\u00e9atoire, g\u00e9n\u00e9rant ainsi de nouveaux g\u00e8nes aux propri\u00e9t\u00e9s totalement in\u00e9dites.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Appliqu\u00e9 aux bact\u00e9ries, le DNA Shuffling permet la cr\u00e9ation de microorganismes aux propri\u00e9t\u00e9s totalement nouvelles. Il devient donc possible de faire faire \u00ab\u00a0ce qu&rsquo;on veut\u00a0\u00bb \u00e0 une bact\u00e9rie ou \u00e0 une levure, comme par exemple produire un pr\u00e9curseur d&rsquo;<a href=\"https:\/\/www.bgene.fr\/en\/tout-savoir-sur-les-aromes-alimentaires-produits-par-biosynthese\/\">ar\u00f4me alimentaire<\/a>&nbsp;\u00e0 partir de sucre.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">La CRISPR-Cas9<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Avec la PCR, cette m\u00e9thode est probablement&nbsp;<strong>la plus grande avanc\u00e9e dans le domaine de la biologie cellulaire et mol\u00e9culaire moderne<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">C&rsquo;est en 2012 que cette technologie de manipulation rapide du g\u00e9nome a \u00e9t\u00e9 introduite. Cr\u00e9\u00e9e par Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier, CRISPR-Cas9 utilise des mol\u00e9cules d\u2019ARN pour cibler des s\u00e9quences sp\u00e9cifiques d\u2019ADN et l&rsquo;enzyme bact\u00e9rienne Cas-9 pour effectuer les modifications n\u00e9cessaires. Ce syst\u00e8me permet de&nbsp;<strong>remplacer n\u2019importe quel g\u00e8ne dans n\u2019importe quel organisme<\/strong>, qu&rsquo;il s&rsquo;agisse de bact\u00e9ries, plantes, animaux ou m\u00eame primates.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Gr\u00e2ce \u00e0 sa pr\u00e9cision, comparable \u00e0 celle d\u2019un scalpel, bas\u00e9e sur la compl\u00e9mentarit\u00e9 ADN-ARN, CRISPR-Cas9 permet de corriger des mutations, d\u00e9truire, remplacer ou r\u00e9parer des g\u00e8nes d\u00e9fectueux, ou stimuler l\u2019activit\u00e9 de g\u00e8nes normaux.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"701\" src=\"https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase-1024x701.jpg\" alt=\"Les enzymes peuvent \u00eatre modifi\u00e9es par des techniques de biologie cellulaire\" class=\"wp-image-2608\" style=\"width:823px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase-1024x701.jpg 1024w, https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase-300x206.jpg 300w, https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase-768x526.jpg 768w, https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase-1536x1052.jpg 1536w, https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase-18x12.jpg 18w, https:\/\/www.bgene.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/Un-tube-contennat-une-enzyme-catalase.jpg 2000w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Le design d&rsquo;enzymes, l&rsquo;une des nombreuses sp\u00e9cialit\u00e9s de BGene<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Depuis 2014, nous concevons des proc\u00e9d\u00e9s de productions&nbsp;<strong>de mol\u00e9cules \u00e0 haute valeur ajout\u00e9e<\/strong>&nbsp;pour nos partenaires de l&rsquo;industrie cosm\u00e9tique, pharmaceutique ainsi que pour celle des parfums et fragrances. Notre laboratoire de microbiologie est compos\u00e9 de deux unit\u00e9s distinctes mais compl\u00e9mentaires : le&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.bgene.fr\/en\/quoi-de-neuf-dans-le-dry-lab-de-bgene\/\">Dry Lab<\/a>, consacr\u00e9 \u00e0 la conception de l\u2019\u00e9coproc\u00e9d\u00e9 pour la production de nos mol\u00e9cules d\u2019int\u00e9r\u00eat, et le Wet Lab, o\u00f9 le proc\u00e9d\u00e9 est mis en \u0153uvre pour produire des ar\u00f4mes et fragrances&nbsp;<strong>par fermentation de sucres de deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration (entre autres)<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">C&rsquo;est dans le DryLab que nos BGeners mettent en \u0153uvre leur savoir-faire en mati\u00e8re de biologie mol\u00e9culaire, en particulier au travers de notre module Dezyme.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Gr\u00e2ce \u00e0 une \u00e9tude fine de la structure mol\u00e9culaire de chaque enzyme, nous sommes capables de proposer de nombreuses optimisations mais aussi du design d&rsquo;enzyme de novo. Ce sont ces enzymes qui nous permettront ensuite de passer d&rsquo;un point A \u00e0 un point B dans l&rsquo;ensemble du chemin m\u00e9tabolique des microorganismes que nous utilisons lors de la fermentation.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"https:\/\/www.bgene.fr\/en\/contact\/\">Contactez-nous pour en savoir plus sur nos expertises.<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La biologie mol\u00e9culaire est un domaine de recherche en constante \u00e9volution qui a un impact consid\u00e9rable sur notre&nbsp;compr\u00e9hension du monde vivant et sur notre capacit\u00e9 \u00e0 am\u00e9liorer la sant\u00e9 humaine et l&rsquo;environnement. 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