La transplantation de génomes

Redonner vie à des génomes bactériens naturels ou synthétiques

Whole genome transplantation: bringing natural or synthetic bacterial genomes back to life

¹ Institute of Veterinary Bacteriology, University of Bern, PO Box, CH-3001 Bern, Suisse
² UMR 1332 Biologie du fruit et pathologie, INRA Bordeaux-Aquitaine, 71 avenue E. Bourlaux, 33882 Villenave d’Ornon, France
³ Département de biologie, Université de Sherbrooke, 2500 boulevard de l’université, Sherbrooke, Québec, Canada

^* carole.lartigue-prat@inra.fr

Résumé

Le développement de la génomique synthétique (GS) a permis l’élaboration d’outils et de méthodes innovantes permettant la synthèse, l’assemblage et la modification génétique précise de chromosomes bactériens complets. La raison principale de ce succès, ayant abouti à la création de la première cellule synthétique quasi-minimale JCVI-syn3.0, est l’utilisation de la levure Saccharomyces cerevisiae comme hôte temporaire d’accueil et de modification de ces génomes. Cependant, une autre technique a joué un rôle considérable dans le succès retentissant de ces travaux : la transplantation de génomes bactériens (TG). Cette technique, encore mal comprise, permet d’installer des génomes complets naturels ou synthétiques dans un contexte cellulaire favorable à leur expression et donner la vie. Une meilleure compréhension du processus de TG permettrait d’élargir l’ensemble des techniques de GS, appliquées actuellement quasi exclusivement à l’étude des mycoplasmes, à de nombreuses autres bactéries d’intérêt, y compris des bactéries génétiquement non-modifiables à ce jour.

Abstract

The development of synthetic genomics (SG) allowed the emergence of several groundbreaking techniques including the synthesis, assembly and engineering of whole bacterial genomes. The successful implantation of those methods, which culminated in the creation of JCVI-syn3.0 the first nearly minimal bacterium with a synthetic genome, mainly results from the use of the yeast Saccharomyces cerevisiae as a transient host for bacterial genome replication and modification. Another method played a key role in the resounding success of this project: bacterial genome transplantation (GT). GT consists in the transfer of bacterial genomes cloned in yeast, back into a cellular environment suitable for the expression of their genetic content. While successful using many mycoplasma species, a complete understanding of the factors governing GT will most certainly help unleash the power of the entire SG pipeline to other genetically intractable bacteria.