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12 : Applications modernes de la génétique microbienne

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    L'identification de la structure de l'ADN par Watson et Crick en 1953 a marqué un tournant dans le domaine du génie génétique. Depuis les années 1970, il y a eu une véritable explosion de la capacité des scientifiques à manipuler l'ADN d'une manière qui a révolutionné les domaines de la biologie, de la médecine, du diagnostic, de la criminalistique et de la fabrication industrielle. De nombreux outils moléculaires découverts au cours des dernières décennies ont été produits à l'aide de microbes procaryotes. Dans ce chapitre, nous allons explorer certains de ces outils, en particulier en ce qui concerne leurs applications en médecine et en soins de santé.

    À titre d'exemple, le thermocycleur de la figure\(\PageIndex{1}\) est utilisé pour effectuer une technique de diagnostic appelée réaction en chaîne par polymérase (PCR), qui repose sur des enzymes d'ADN polymérase provenant de bactéries thermophiles. D'autres outils moléculaires, tels que les enzymes de restriction et les plasmides obtenus à partir de microorganismes, permettent aux scientifiques d'insérer des gènes d'humains ou d'autres organismes dans des microorganismes. Les microorganismes sont ensuite cultivés à l'échelle industrielle pour synthétiser des produits tels que de l'insuline, des vaccins et des polymères biodégradables. Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses applications de la génétique microbienne que nous allons explorer dans ce chapitre.

    Photographie d'un thermocycleur, une machine de bureau dotée d'un élément chauffant et d'un affichage de la température. Une micrographie de cellules ovales ; la plupart sont claires, mais quelques-unes sont oranges.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : Un thermocycleur (à gauche) est utilisé lors d'une réaction en chaîne par polymérase (PCR). La PCR augmente le nombre de copies d'ADN et peut aider à diagnostiquer les infections causées par des microbes difficiles à cultiver, tels que Chlamydia trachomatis (à droite). C. trachomatis est à l'origine de la chlamydia, la maladie sexuellement transmissible la plus répandue aux États-Unis, et du trachome, la principale cause de cécité évitable au monde. (droit de crédit : modification des travaux des Centers for Disease Control and Prevention)

    • 12.1 : Les microbes et les outils du génie génétique
      La science de l'utilisation des systèmes vivants au profit de l'humanité s'appelle la biotechnologie. Techniquement parlant, la domestication des plantes et des animaux par le biais de pratiques agricoles et de sélection est un type de biotechnologie. Cependant, dans un sens contemporain, nous associons la biotechnologie à la modification directe de la génétique d'un organisme afin d'obtenir des caractères souhaitables par le biais du génie génétique.
    • 12.2 : Visualisation et caractérisation de l'ADN
      La recherche d'un gène d'intérêt dans un échantillon nécessite l'utilisation d'une sonde d'ADN monocaténaire marquée par une balise moléculaire (généralement de la radioactivité ou de la fluorescence) capable de s'hybrider avec un acide nucléique monocaténaire complémentaire présent dans l'échantillon. L'électrophorèse sur gel d'agarose permet de séparer les molécules d'ADN en fonction de leur taille. L'analyse du polymorphisme de la longueur des fragments de restriction (RFLP) permet de visualiser par électrophorèse sur gel d'agarose des variants distincts d'une séquence d'ADN.
    • 12.3 : Méthodes du génome entier et applications industrielles
      Les progrès de la biologie moléculaire ont conduit à la création de domaines scientifiques entièrement nouveaux. Parmi ceux-ci figurent des domaines qui étudient les aspects du génome entier, collectivement appelés méthodes du génome entier. Dans cette section, nous allons donner un bref aperçu des domaines du génome entier que sont la génomique, la transcriptomique et la protéomique.
    • 12.4 : Génie génétique : risques, avantages et perceptions
      De nombreux types de génie génétique ont apporté des avantages évidents avec peu de risques apparents. Cependant, de nombreuses applications émergentes du génie génétique sont beaucoup plus controversées, souvent parce que leurs avantages potentiels sont liés à des risques importants, réels ou perçus. C'est certainement le cas de la thérapie génique, une application clinique du génie génétique qui pourrait un jour permettre de guérir de nombreuses maladies, mais qui reste encore largement une approche expérimentale du traitement.
    • 12.E : Applications modernes de la génétique microbienne (exercices)

    Vignette : Un groupe de poissons fluorescents GloFish génétiquement modifiés. (www.glofish.com).