Les nouveaux outils d’édition du génome peuvent éditer au sein des communautés microbiennes :

La science:

Dans la nature, les communautés microbiennes contiennent plusieurs espèces de bactéries. Il est donc difficile d’isoler des espèces individuelles de bactéries et de les cultiver en laboratoire. Les chercheurs ont maintenant développé de nouveaux outils pour aider. Ces outils permettent aux chercheurs de manipuler génétiquement des espèces bactériennes distinctes au sein de leurs communautés. L’un des outils, appelé ET-Seq, permet aux scientifiques d’identifier les microbes qui peuvent être génétiquement modifiés directement au sein de communautés mixtes. L’autre outil, baptisé DART, permet aux scientifiques de tester la fonction des gènes d’espèces spécifiques au sein de leurs communautés.

L’impact:

La plupart des bactéries vivent ensemble dans des communautés complexes. Avec la plupart des outils actuels, les scientifiques doivent isoler des espèces individuelles afin de les étudier. Cependant, les microbes environnementaux tels que les bactéries du sol ne peuvent pas être facilement isolés et cultivés en laboratoire. De plus, le comportement des communautés microbiennes résulte des contributions combinées de ses membres. Ceci est très différent de l’activité des espèces isolées. Les développements des outils ET-Seq et DART aident les scientifiques à étudier les communautés microbiennes sans avoir besoin d’isoler différents membres. En combinant les deux technologies, les chercheurs peuvent également suivre les modifications génétiques au fur et à mesure que la communauté grandit et examiner la fonction des gènes dans les micro-organismes qui ne peuvent pas être cultivés en laboratoire.

Sommaire:

La culture et l’analyse génétique ont été les principaux moyens utilisés pour étudier la fonction des gènes et le comportement des microbes. Cependant, ces approches classiques nécessitent d’isoler et de cultiver des micro-organismes en laboratoire. Cela limite considérablement les connaissances des scientifiques sur les microbes qui ne peuvent pas encore être cultivés en laboratoire. De plus, les interactions qui se produisent entre les microbes lorsqu’ils grandissent ensemble dans une communauté ne peuvent pas être étudiées dans des organismes isolés. Pour relever ces défis, cette recherche a développé deux technologies pour tester les fonctions et les interactions directement dans les microbiomes de laboratoire. Le séquençage de la transformation environnementale (ET-seq) délivre un élément génétique mobile (transposon) dans une communauté microbienne. Le transposon s’insère au hasard dans les gènes de certaines espèces bactériennes. En séquençant les génomes de tous les microbes de la communauté, les scientifiques peuvent détecter les membres de la communauté qui sont transformés par le transposon et à quelle fréquence. De cette façon, ils identifient les espèces génétiquement traitables. Ces espèces peuvent être spécifiquement ciblées pour la manipulation de gènes sélectionnés à l’aide de la CRISPR – Cas transposase (DART) tout-en-un guidée par l’ARN. Les chercheurs ont également combiné les deux techniques pour démontrer l’enrichissement des espèces bactériennes ciblées, conférer de nouveaux traits métaboliques et mesurer l’aptitude génétique des bactéries dans un contexte communautaire en laboratoire. Ces nouvelles capacités fourniront de nouvelles informations importantes sur les activités des microbes non cultivés et les fonctions des gènes, métabolites et protéines clés, par exemple, dans le cycle du carbone du sol et la médiation des interactions microbiennes bénéfiques avec les plantes pour une bioénergie durable.

Le financement:

Le financement a été fourni par le m-CAFE Microbial Community Analysis & Functional Evaluation in Soils Science Focus Area, qui est dirigé par Lawrence Berkeley National Laboratory et soutenu par le Department of Energy Office of Science, Office of Biological & Environmental Research. Cette recherche a également été développée avec un financement de la Defense Advanced Research Projects Agency. Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par la National Science Foundation. Un soutien a également été fourni par l’Innovative Genomics Institute de l’Université de Californie à Berkeley.

VOIR L’ÉTUDE ORIGINALE :

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