Janvier 2002 - Inra

stripechillyΒιοτεχνολογία

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Octobre 2003


n°211

Une version plus complète de ce bulletin est accessible sur le site de l'
INRA www.inra.fr
. sous son nom dans :
Information Scientifique et Technique puis Publications INRA en ligne.


Le signe
###

dans cette version papier indique

quelques développements supplémentaires ou des commentaires
additionnels consultables dans la version électronique.


André BERKALOFF


e
-
mail :
andre.berkaloff@igmors.u
-
psud.fr


Concepts et Techniques


1.
L'une des découvertes récentes spectaculaires est
celle de la
fonction enzymatique

de l'
ARN
de la
grosse
sous unité

(50S) du ribosome, qui fait que c'est
l'ARN qui est responsable de l'activité et donc de
l'enchaînement des acides aminés. Les progrès

récents
sont décrits par le groupe de TA Steitz qui y a
participé.
TA

Steitz et al.; Trends in
unité

Sciences 28
(AUG03) 411
-
418.

La structure de la grosse
sous unité

50S du ribosome avait été établie à 2,4Å par le groupe
de Steitz à Yale
(N

Ban et al.; S
cience 289 (11
AUG00) 905

920)
. Cette structure est
extraordinairement compacte et organisée autour des
deux ARNs 23S et 5S. L'ARN 23S comporte six
domaines successifs et le 5S
apparaît

comme le
septième domaine. Les très nombreuses protéines
associées dan
s le ribosome sont là uniquement pour
maintenir l'ARN dans une conformation efficace.
Certaines d'entre elles sont même beaucoup trop
éloignées du messager pour ne participer
qu'indirectement à l'élongation du peptide. Ceci a une
signification évolutive, i
ndiquant bien que l'origine
ARN de la vie a bien été possible avec une
intervention majeure de l'ARN, sans un besoin
pressant de protéines. Ceci a également une
importance pour la compréhension de l'intervention
des nombreux antibiotiques bloquant la tradu
ction
(voir notamment
JL

Hansen et al.; Journal of
Molecular Biology 330 (25JUL03) 1061
-
1075
). Tout
ce travail a été fait sur une Archée halophile extrême
Haloarcula marismortui
.

Les antibiotiques macrolides utilisés
(carbomycine
A, et tylosine ainsi que l
'azithromycine, se fixent sur
la sortie du tunnel par où le peptide en élongation
émerge du ribosome, mais c'est le nucléotide A2103
(A2062, chez
E.coli)
est manifestement impliqué dans
cette interaction entre macrolide et l'ARN 23S.

Deux
cavités hydrophob
es l'une au centre
peptidyltransférasique

et l'autre à l'entrée du tunnel de
sortie du peptide en élongation jouent, en effet, un rôle
dans l'action des antibiotiques. L'A2103 de
H.marismortui

peut changer de conformation et
contacter des antibiotiques dan
s l'une ou l'autre de ces
cavités.

















2.
On admet généralement que les
répétitions
télomériques

sont nécessaires et suffisantes pour
assure la
stabilité

des
chromosomes
. On vient de
montrer que des chromosomes de
Schizosaccharomyces

ayant
perd
u

ces répétitions (et
circularisés) sont parfaitement stables. La protéine
liant ces répétitions,
Taz1
, ainsi que la protéine
Swi6

de l'
hétérochromosome

restent associées à la région
sub
-
télomérique

des chromosomes en l'
absence

des
télomères

proprement dit
s. Ces régions sont pauvres
en séquences codantes, et contiennent, également, un
certain nombre de répétitions, mais différentes des
répétitions télomériques. Le site de la fusion
circularisante des trois chromosomes fixe le
corpuscule polaire SPB (Spindle

Pole Body) qui est la
contrepartie du centrosome, chez la levure, lors le
phase
pré
-
méiotique
.comme si les télomères étaient
présents.
M Sadaie et al.;
Genes & Development 17
(15SEP03) 2271
-
2282.

Les auteurs montrent, cependant, que c'est par un
autre méc
anisme que pour les chromosomes
normaux..
Taz1

est recrutée par les subtélomères
grâce à un élément autonome qui reste présent dans
l'ADN des subtéloméres. L'association préméiotique
des subtélomères (qui va conditionner l'appariement
des chromosomes homol
ogues en regroupant les
télomères) au SPB est
unité

(sans faire appel à des
modifications de la séquence de l'ADN). La
construction

et le
maintien

des
télomères

font
probablement appel à
deux mécanismes distincts
.

C'est une observation renouvelée de ce qui

se passe
pour les centromères. Des centromères doubles
donnent lieu à l'inactivation de l'un d'entre eux, et des
néocentromères peuvent se former dans les
chromosomes
acentriques
; à la suite d'évènements
épigénétiques. C'est une
structure chromatinienne
s
péciale

qui se met en place, et
confère

la
fonction

centromérique
, et se transmet lors de la réplication du
chromosome. C'est ce que l'on observe au niveau de
l'hétérochromatine du centromère de la levure
Saccharomyces

cerevisiae

et du locus du type sexuel
.

















Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

2

3.
Les
transcriptases

cellulaires ont bien du mal à
se
frayer un chemin

le long de la
chromatine
,
compte tenu des très nombreux complexes, associés à
la chromatine et assurant les fonctions de vérification
et de maintenance. On peut const
ater,

in vitro,

que ces
complexes bloquent effectivement ces ARN
-
polymérases. On vient de montrer, chez
E.coli,

que si
le promoteur peut accueillir au moins
deux molécules
de
transcriptase
, ces
dernières s'entraident
et
peuvent alors
franchir tous les obst
acles

en
repoussant ces
derniers

sans avoir à interrompre la
transcription.
V

Epshtein et al.;
The EMBO Journal 22
(15SEP03) 4719
-
4727
.

















4.

revue

de
M

Prins;
Trends in Biotechnology 21
(SEP03) 373
-
375
, porte sur les
résistances

à large
spec
tre contre les
virus à ARN
, tout particulièrement
chez les plantes.
Celle
-
ci insiste bien sur la supériorité
des stratégies utilisant les ARNs interférents, mais
souligne l'intérêt d'une approche différente, celle de
C
Rudolph et al.; Proceedings of the Na
tional Academy
of Sciences USA 100 (15APR03) 4429
-
4434

(voir le
Bulletin de Juin 2003 §32
)
.
Qui revient à l'utilisation
de peptides
conservés

mais interagissant avec
plusieurs autres protéines virales.

C'est en 1992 que l'on a, la première fois, remarqué
que des
ARNs non traductibles

du
tobacco etch virus
était parfaitement efficaces pour neutraliser une
infection (voir
JA

Lindbo et al.; Current Opinion in
Plant Biology 4 (JUN01) 181
-
185
) et un brevet couvre
cette approche avec le brevet mondia
l WO9317098
du
02SEP93
. Le groupe de Baulcombe a, depuis,
développé l'analyse de cette stratégie.

La protection est nettement meilleure qu'avec les
résistances induites par des protéines virales, car la
production de ces dernières exigent une forte
expression qui déc
lenche aussitôt une interférence
ARN et déprime la production.

Mais le
revers

de l'
efficacité

de cette stratégie est,
évidemment, sa
trop grande spécificité
. Il
suffit

de
10% de divergence

pour que la
protection
disparaisse

(mais une telle divergence corr
espond
déjà à un virus différent). On a donc essayé d'utiliser
des fusions de gènes complets en répétitions inversées,
mais on se heurte alors à une instabilité, les séquences
étant réduites à environ 400 pb. On a pu améliorer
l'efficacité en liant à l'ARN

de la GFP des séquences
virales d'environ 110 nucléotides.

On est revenu à l'utilisation de
domaines
peptidiques conservés

entre virus pour élargir le
spectre d'action sous la forme d'
aptamères
peptidiques
. On appelle, usuellement, aptamères des
ARN ou de
s ADNs qui se lient à des sites spécifiques
sur des cibles moléculaires et pouvant perturber
volontairement leur fonctionnement

C Rudolph et al.; Proceedings of the National
Academy of Sciences USA 100 (15APR03) 4429
-
4434,

(voir le
Bulletin de Juin §32)
on
t utilisé un domaine de
la
nucléoprotéine

du
Tomato Spotted Wilt Virus

(TSWV) impliqué dans plusieurs mécanismes du
cycle viral. Ceci indique des
interactions multiples

avec d'
autres protéines

que les auteurs ont identifiées
dans un système à doubles hybri
des. L'expression de
cette protéine permet une fixation sur la
nucléoprotéine N de nombreux virus de la famille des
Tospovirus comme le
Tomato Chlorotic Spot Virus

(TCSV), le
Groundnut Ringspot Virus

(GRSV), le
Chrysanthemum Stem Necrosis Virus

(CSNV) et
l
'
Impatiens Necrotic Spot Virus
(INSV). Des plantes
transgéniques portant cette séquence fusionnée avec
celle de la


-
glucuronidase (pour un marquage et
servant de protéine porteuse) sont résistantes aux

TSWV, GRSV et CSNV, mais la résistance est moins
efficaces contre les TCSV et l'INSV plus distant.

Un commentaire lié de

JF

Uhrig; p.376
-
377,

élargit
la discussion aux
antiviraux à utilisation thérapeutique
avec les aptamères également peptidiques.

Il illustre
son propos avec l'article de
K

Butz et al.; Oncogene 20
(04OCT01) 6579
-
6586,
où les auteurs décrivent la
suppression

d'une infection par le virus de l'
hépatite
B

g
râce à un aptamère peptidique.
.
Le principe est
d'utiliser des aptamères de ce type pour détecter des
sites qui seraient accessibles à des petites molécules et
donc à des molécules actives synthétiques (qui ne
seront donc pas des peptides).Ce point a été c
onfirmé
par

K

Deres et al.; Science 299 (07FEB03) 893
-
896.

Ce qui n'empêche pas l'équipe de F

Hoppe Seyler dont
Butz fait partie de développer une stratégie basée sur
les
siRNAs

pour inhiber le virus du
papillome

dans
des cellules tumorales
(K

Butz et al.;

Oncogene

22
(04SEP03) 5938
-
5945).

















5.
Des chercheurs de Sequitur
comparent

les
résultats

obtenus avec l'
interférence ARN

et les
antisens

(ici des
siRNAs
). Les deux types
d'oligonucléotides sont utilisés par la firme. Ils
affirment que les s
iRNAs efficaces sont aussi
facilement détectés lors d'un crible, mais qu'il ne faut
pas les comparer aux antisens, car les
antisens
monobrins

sont
instables
. Il est possible d'avoir des
antisens aussi efficaces, en les stabilisant. Les auteurs
montrent que

sur cinq oligomères antisens, au moins
un est efficace à au moins 70%, et ceci dans des essais
impliquant des centaines de gènes.
SR

Hough et al.;
Nature Biotechnology 21 (JUL03) 731
-
732
.

On observe, comme dans le cas des antisens et des
ribozymes, une d
épendance de l'effet des siRNAs par
rapport à la localisation de la séquence cible.
Malheureusement ces séquences ne permettent pas,
pour l'instant, de prédiction d'efficacité.

L'avantage des
siRNAs

est qu'ils sont
efficaces

sans

aucune
modification chimiq
ue

(notamment par les
phosphorothioates), car ils sont naturellement plus
stables. Ceci les rend moins toxiques pour la cellule.

Les auteurs ont constaté un effet plus durable des
siRNA après un traitement unique. Ceci facilite
l'évaluation des fonctions g
éniques dans des systèmes
complexes.

La raison de cette stabilité est encore énigmatique.
En principe des ARNs doubles brins résistent mieux
aux nucléases, mais des essais avec de marqueurs
fluorescents montrent que leur durée de vie est de
l'ordre de 24 h
eures. Il existe peut être une forme non
encore caractérisée qui les rend plus stables.

















6.
Des chercheurs de Beijing publient une
revue

sur
les
microARNs.

XS

Ke et al.; Current Opinion in
Chemical Biology 7 (AUG03) 516
-
523.

Parmi les séque
nces non codantes des protéines, qui
peuvent constituer une énorme partie des génomes.
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

3

Certaines codent, cependant des ARNs qui ont un rôle
régulateur. L'ARN est donc passé d'un rôle purement
informationnel à des rôles différents, parfois
enzymatiques. Les

ARNs régulateurs sont très "sexy"
mais ils ne sont, pour l'instant, pas très nombreux.
Mais ils couvrent des rôles divers, ce qui laisse
supposer qu'ils sont plus nombreux qu'on ne le pense.

















7.
Les
virus à ARN

ont un
taux de mutations

spon
tanées

phénoménal, lié à l'absence de fonctions
de vérification lors de la réplication.
Cela donne 10

3

à
10

5
substitutions de base par nucléotide copié, soit
plusieurs ordres de grandeur supérieur à ce qui
s'observe pour les virus à ARN, sans parler des
cellules. Cela

fait de chaque population du virus une
quasi
-
espèce

(voir le §).

La sélection
naturelle

de ces mélanges constitués de
deux ou quelques séquences dominantes entourées par
un nuage de populations mineurs de mutants peut
subir, lors de la
sélec
tion

naturelle

des
goulets
d'étranglement
, qui entraînent un risque de tirage au
sort de mutants défavorisés.
Et pourtant ces virus
survivent fort bien.
On a cherché à mimer de tels
goulets par repiquages successifs (
E

Lazaro et al.;
Proceedings of the Nat
ional Academy of Sciences USA
100 (16SEP03)

10830
-
10835

du groupe de
E

Domingo, voir également le § ).

Ceci a été réalisé pour le
virus

de la
fièvre
aphteuse

et l'analyse a été réalisée, sur le plan formel,
en collaboration avec l'
Instituto Nacional de Té
cnica
Aeroespacial
. Les auteurs ont utilisé cinquante
repiquages successifs comportant 50 échantillons
différents pour vérifier la constance des résultats et
l'influence des cultures cellulaires, surtout visible lors
des passages initiaux. L'adaptabilité (
"fitness",
mesurée ici par la capacité à se répliquer dans des
conditions compétitives) décroît mais de façon
erratique, les fluctuations augmentant au fur et à
mesure que l'adaptabilité décroît, engendrant un
équilibre statistiquement stable
. Ces
fluctuat
ions

(avec leurs points hauts) contribuent à la résistance à
l'extinction

















Le
ciblage génique

d'un transgène par
recombinaison homologue

est amélioré par
l'utilisation de
protéines à doigt à zinc

qui a été
illustrée par deux publications ana
lysées dans le
Bulletin de Juin

§2bis
. Un commentaire de

JH

Wilson;
Nature BioTechnology 21 (JUL03) 759
-
760
, revient
sur cette performance. Il faut rappeler que ce ciblage
(bien utile) ne peut, pour l'instant, être aisément réalisé
que dans les cellules ES

d'une race de souris. Le
ciblage de ce type implique la machinerie cellulaire de
réparation

de
coupures doubles brins

ou autres
lésions sur les deux brins. Ces coupures se forment
aux fourche de réplication bloquées où en
dissolutions. Elles sont fréquent
es dans les mutants de
RecA chez les bactéries et l'homologue des eucaryotes
Rad51.

















La fonction "destructrice" de l'ubiquitinylation est
abondamment illustrée. On constate cependant, dans
la littérature récente, un intérêt croissant pour d'
autres
fonctions

de ce polypeptide très conservé, sans liaison
avec l'activité du protéasome.


On a déjà constaté que la fonction dépend de la
lysine permettant le greffage des molécules
d'ubiquitine (voir §). Cela pose la question de savoir
quels sont le
s acteurs assurant cette spécificité de
greffage. On sait qu'en sus de l'enzyme E1 assurant
l'activation de l'ubiquitine, deux enzymes, E2
(ubiquitin
-
conjugating enzyme) et surtout E3
(ubiquitin ligase), sont susceptibles d'assurer cette
spécificité.

Une
mono
-
ubiquitinylation donne un signal de
tri

au cours de l'
endocytose
. La fonction entraînée par
une
poly
-
ubiquitinylation
dépend

également des
lysines

impliquées. Ainsi la
lysine 48

intervient dans
le ciblage vers le
protéasome

(voir §suivant) et un
greff
age

sur la
lysine 63

est impliqué dans la
réparation

de l'
ADN
.

Certaines des ubiquitines peuvent servir de chapeau
empêchant

une
élongation

des polyubiquitines. Un
autre mécanisme de régulation est assuré par des
enzymes
désubiquitinylantes
. On trouvera un
e
revue

sur le sujet dans
JD

Schnell et al.;
The Journal of
Biological Chemistry 278 (19SEP03)
35857

35860.

















8.
La
polyubiquitinylation

est nécessaire à la
rétrotranslocation

des
protéines mal configurée de
la cavité

du
réticulum

vers le cyt
osol

où elles vont
être détruite au niveau du protéasome. Mais il ne s'agît
pas d'une simple signal de marquage pour la
destruction, mais également d'un signal pour un
mécanisme ATP dépendant, faisant intervenir le
complexe ATPase p97
-
Ufd1
-
Npl4. La protéin
e

US11
du cytomégalovirus humain

protège le virus en
renvoyant dans le cytosol la chaîne lourde des
glycoprotéines du MHC
-
I. C'est sur ce système que
D

Flierman et al.; The Journal of Biological
Chemistry 278 (12SEP03) 34774

34782

ont montré
que la polyubi
quitinylation a une autre rôle
.

Il faut que ce soit la
lys48

qui soit ubiquinylée pour
que la protéine marquée soit reconnue par le
complexe. Ceci donne l'apparence d'un cliquet anti
-
retour dans la cavité du
réticulum

qui avait été postulé.
Le vrai mécanis
me fait intervenir le complexe ATPase
p97
-
Ufd1
-
Npl4.

















9.
La
fonction biologique

de l'une des polymérases
humaines,
Pol



est
inconnue
. On vient de montrer
que sa fidélité de copie est douteuse, ce qui indique
une fonction potentielle. Cett
e non fidélité est liée à
une
exigence restreinte

dans l'
appariement initial

pour amorcer la réplication, ce qui entraîne de
fréquentes délétions de nucléotides au niveau de
séquences définies. Cette particularité liée à celle
d'être capable de boucher des

lacunes dans un des
brins même en faible disponibilité de nucléotides
triphosphate, plus l'activité

5',2'
-
désoxyribose
-
5
-
phosphate lyase indiquent que l'enzyme doit être
impliquées dans le
raboutage

de.
K

Bebenek et al.;
The Journal of Biological Chemistr
y 278 (05SEP03)

34685

34690.

C'est donc plutôt une enzyme de
réparations d'urgence.

















10.
Plusieurs
virus

favorisent

l'e
xportation

de
leurs messagers hors du noyau. Ils ont développé des
éléments régulateurs
facilitant

les
interactions

avec
l
e
système d'exportation

du
noyau
. Une
revue

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

4

s'intéresse à ces détournements du système
d'exportation normal des messagers dans la cellule
-
hôte.

BR

Cullen;
Trends in Biochemical Sciences 28
(AUG03) 419
-
424.

On vient de montrer que
deux protéines cellulaires

sont ainsi utilisées. Ce sont les
Crm1

et
Tap
.
Crm1

(
C
hromosome
R
egion
M
aintenance 1), une protéine
importine
-


like interagit avec la
nucléoporine

Nup214
.
Tap

a été identifiée
dans le

cas d'une
infection par le
MPMV (
Mason
-
Pfizer Monkey
Virus).

C'est un
rétrovirus

simple qui code, avec son
ARN total, les protéine Gag et Pol et, sur un ARN
épissé, la protéine Env. Un élément de l'ARN viral
appelé
CTE

(
Constitutive Transport Element) est
reconnu

par Tap. Tap diffère de Crm1 en ce qu'il n'est
pas une des car
yophérines (importines). L'auteur
analyse quelques autres cas de virus où ce phénomène
est observé.

















11.
L'
appariement
est une occasion pour
vérifier

que
tout va bien

dans un génome. Seuls les
chromosomes
appariés

donnent lieu à une
recombin
aison, mais aussi ségrègent correctement.

Lors de l'appariement des chromosomes méiotiques,
la formation d'une
boucle
, due à une
absence
d'appariement
, induit l'
extinction
transcriptionnelle
, par un mécanisme post
-
transcriptionnel, de tout ADN homologue d
ans le
génome, apparié ou pas. Mais cette extinction
(silencing) ne s'étend pas aux gènes voisins appariés.
Elle est due à une substance diffusible. Des chercheurs
de

Texas A&M University le montrent dans
BL

Lutil
et al.; Current Genetics 43 (AUG03) 425
-
43
2.

















12.
Le numéro d'
Août

de
Current Opinion in
Microbiology

est consacré aux subtilités des
interactions entre virus et cellules hôtes.

Les virus participent aux transferts horizontaux de
gènes entre cellules
-
hôtes. On l'a démontré dans le
cas
de phages avec les phages transducteurs, mais aussi
dans celui des virus oncogènes. Il existe, par ailleurs,
des cas curieux comme celui du virus de la diarrhée
bovine où des recombinaisons ont lieu avec des
séquences cellulaires (voir le
Bulletin de M
ai §81)
.
L'analyse de génomes complets indique une
participation remarquable des transposons et autres
rétrovirus au gonflement de génome eucaryotes (le
génome humain pourrait contenir 44% de séquences
correspondant à des éléments, un jour mobiles, avec
8%

de séquence rétrovirus
-
like).
E

Domingo; Current
Opinion in Microbiology 6 (AUG03) 383

385.


Les revues rassemblées ont, quand même, une
perspective plus large
.
JM

Bergelson; p.386
-
391)

discute des
obstacles

dressés par la cellule pour
s'opposer à l'immig
ration de séquences étrangères et
des moyens de contourner ces barrières, avec la
fracture physique des barrières comme les tight
-
junctions entre cellules, où l'utilisation de récepteurs
alternatifs, soit par le même virus, soit par des variants
dans une p
opulation.
.

Ainsi
K

Hueffer et al.; p.392
-
39,

discutent de la
modulation du spectre d'hôte des
parvovirus

et des
variants de tropismes cellulaires. C'est ainsi qu'est
apparu le parvovirus canin il n'y a pas si longtemps à
la suite d'une substitution modif
iant la reconnaissance
des récepteurs.

Ce groupe de virus a une capacité de
mutation qui fait penser à celle des virus à ARN (voir
§). Ces tropismes sont également intéressant dans le
ciblage cellulaire lors de thérapies géniques. Ce
problème est étudié da
ns le cas des

adeno
-
associated
virus
.

IS

Novella; p.399
-
405
consacre sa revue au virus de
la stomatite vésiculaire (VSV) pour qui elle discute
la

notion de quasi
-
espèce (voir §). Elle commente, en
particulier un des problèmes des quasi
-
espèces qui
peuvent

être
entraînées

(voir poussées) vers la
catastrophe par accumulation d'erreurs fatales.

MJ

Roossinck; p.406
-
409
(voir le §plantes pathog.)
discute de l'évolution des virus
de plantes

à ARN. Un
des points intéressant est celui du rôle de la plante
dans la
détermination du nuage de mutants inhérent
aux quasi
-
espèces et de l'importance de la taille de ce
nuage dans l'étendue du spectre d'hôtes. La
neutralisation de l'interférence ARN déployée par
l'hôte fait manifestement partie d'un potentiel
adaptatif.

DC

Nickle et al.; p.410
-
416)

discutent des
réservoirs du virus du SIDA. La variation des
rétrovirus, avec leur phase chromosomique au cours
d'une infection chronique, est abordée.

C

Canchaya et al.; p.417
-
424
discutent plus
particulièrement les transferts ho
rizontaux des gènes
.
L'article est surtout centré sur le rôle de phages avec
leur intérêt pour l'étude des mécanismes de
recombinaison. Ils sont plus particulièrement indiqués
dans la mesure où les transferts sont très fréquents,
avec des implications prat
iques importantes.

Une approche formelle des quasi
-
espèces est
probablement nécessaire pour expliquer comment
celles
-
ci gardent une mémoire d'états dominants
antérieurs. Celle
-
ci a été d'abord démontrée avec deux
marqueurs génétiques distincts du virus de

la fièvre
aphteuse et retrouvée in vivo dans le cas du virus HIV
par le groupe de Domingo qui se cite avec
enthousiasme (
E

Domingo; p.383

385).

















13.
La protéine BAD, une protéine
mitochondriale

pro
-
apoptotique de la famille BCL
-
2, est
assoc
iée

à la
glucokinase

dans un
complexe

qui intervient, à la
fois, dans l'utilisation du glucose

et dans l'apoptose.

Il
y a donc un lien entre le métabolisme énergétique et la
survie de la cellule.
NN

Danial et al.; Nature 424
(21AUG03) 952
-
856.

Dans les mit
ochondries du foie,
BAD

reste

associée
à un complexe comprenant également les
sous unités

catalytiques de la
protéine kinase A7

et la
protéine
phosphatase 1
(PP1). Ce complexe comprend
également une protéine d'ancrage
WAVE
-
1
(Wiskott

Aldrich) de la kinase
et la
unité

(hexokinase IV).
BAD

sert à assembler le complexe. L'absence de
glucose entraîne une
déphosphorylation

de
BAD
, son
inactivation et la mort par
apoptose
.
La
phosphorylation régule l'activité hexokinase et les
kinases phosphorylant et inactivant
BAD sont logées
dans les membranes mitochondriales.
Les enzymes de
phosphorylation et de
déphosphorylation

sont donc
présentes dans le complexe.

















14.
Le
cycle cellulaire

est bourré de
systèmes

de
vérification

permettant une bonne transmissio
n de
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

5

l'information cellulaire lors de la division. On
constate, en général, un
arrêt

de la
fourche de
réplication

dès qu'elle rencontre une
difficulté
. Cette
pause est liée à l'intervention d'un complexe associant
les protéines
Tof1p

et
Mrc1p

(chez la levu
re) et qui
convoque les complexes dépanneurs. Cette association
doit être stable, à la fois pour maintenir l'arrêt et pour
insister auprès des dépanneurs.
La
topoisomérase

Tof1p

(
To
poisomerase 1
-
associated
F
actor
1
, voir
EJ

Foss; Genetics 157 (FEB01) 567
-
5
77)

et la
protéine de type
Mediator

Mrc1p

suivent la fourche
de réplication et contribuent à l'interaction des kinase
Mec1p et Rad53p.
Mrc1p

est phosphorylée par la
kinase lors d'une pause, et active alors Rad53. La
phosphorylation de cette kinase par Mec1

est non
seulement nécessaire à l'activation de Rad53, mais
encore à la création des interfaces avec d'autres
molécules du complexe de réplication (Ddc1, Mec3,
Ddc2, Tof1, Mrc1, Rad9, Rad24 et Rad53). Ceci a été
analysé par

Y

Katou et al.; Nature 424 (28AU
G03)
1078
-
1083.

















Les Productions Végétales

Les gènes et les génomes

15.
Les génomes de membres du
phytoplancton

sont
séquencés à tour de bras. Celles des cyanophycées
Synechococcus

et de
Prochlorococcus

vient d'être
publiées
(G

Rocap et a
l.; Nature 424 (28AUG03)
1042
-
1047

et
A Dufresne et al.;Proceedings of the
National Academy of Sciences USA 100 (19AUG03)
10020
-
10025)
pour des
Prochlorococcus
et
B

Palenik
et al.; Nature 424 (28AUG03) 1037
-
1042

pour
Synechococcus

WH8102
.
Voir également le

commentaire de

J

Fuhrman; p.1001
-
1002.

Ces contributeurs majeurs du
phytoplancton

océanique ne sont pas connus depuis longtemps
puisque
Synechococcus

n'a été découvert qu'en 1979
et
Prochlorococcus
du
plancton

tropical et sub
-
tropical (mais bientôt de che
z nous)

en 1988.

Dans deux des trois consortiums les chercheurs du
CNRS à Roscoff ont participé au séquençage.

(G

Rocap et al

ont, en réalité, déjà comparé les
génomes de deux écotypes de
Prochlorococcus

les
plus éloignés possibles et

provenant de deux nic
hes
différentes l'une de surface à forte illumination
(MED4) et l'autre plus profonde à faible illumination,
MIT9313.

L'écotype correspondant à une forte illumination a
le génome le plus petit avec 1

657

990 pb et 1 716
gènes (avec les précautions d'usage
).
Celui
correspondant à une faible illumination présente un
génome nettement plus conséquent avec 2 410 873 pb
et 2 275 gènes.
la comparaison des deux génomes
indique une très grande plasticité avec de très
nombreux transferts horizontaux de gènes, notamm
ent
via des phages.

Les deux formes n'ont que 1 350 gènes
en commun dont
tous
,sauf 38 sont communs avec
Synechococcus

WH8102.

Un article analyse déjà les antennes du système
photosynthétique qui sont différentes dans les deux
écotypes
)
Les 38 gènes
Prochlo
rococcus
-
spécifiques
codent tous des protéines des photosystèmes atypiques
des

Prochlorococcus.

(TS

Bibby et al.; Nature 424
(28AUG03) 1051
-
1054).

















16.
Des chercheurs de Pioneer Hi
-
Bred International
et Medtronic

associés à des chercheurs te
xans
décrivent
comment déterminer

la
probabilité

d'un
ancêtre commun

entre plusieurs
lignées inbred
de
maïs

et de
soja
.
DA

Berry et al.;
plantes

165 (SEP03)
331
-
342
. Auraient
-
ils du désordre dans leurs
collections, ou veulent
-
ils vérifier celles des autres
?
Les parentés sont difficiles à démêler dans des des
lignées inbred naturelles ou pilotées. Il faut faire
intervenir de nombreux
sites hypervariables

du
génome et, à cause des différences ponctuelles causées
par des mutations ou des archives inexactes, on

procède à des
exclusions

abusives
. L'intérêt de l'étude
serait que l'on n'a
pas besoin
de
connaître

le
pedigree exact

et que la technique est suffisamment
robuste pour
tolérer

des
erreurs ponctuelles

ou des
absences épisodiques de données.

L'algorithme ut
ilisé avait déjà été utilisé dans le cas
d'hybrides et il est, ici, amélioré pour discriminer des
lignées inbred.

















17.
Une
incompatibilité

reproductive

a été
découverte lors de

croisements en retour

entre un
riz
cultivé

japonica
et le parent

sauvage

Oryza
rufipogon
. Cette incompatibilité est portée par un
segment du chromosome 6 du riz sauvage. Elle résulte
d'une défaillance de la
différenciation

de l'
albumen
.

K Matsubara et al.;
plantes

165 (SEP03) 343
-
352.

Les gènes impliqués sont dénommés
Cif

chez le
plant
femelle

et
cim

chez le
mâle
. Le gène
cim

est
présent dans le type
japonica
, mais pas chez le type
indica
. Un
suppresseur

restaureur dominant,
Su
-
Cif
,

est présent près du centromère et le phénotype létal de
la F1 dépend du
parent
, et pas d
u génome
embryonnaire.

















18.
Des
séquences

géniques

non codantes

conservées
, existent dans de nombreux organismes et
on en trouve beaucoup chez les Mammifères. Une
fonction entraîne une sélection de la stabilité des
séquences elles
-
mêmes, qui

sont directement
impliquée. Reste à établir ces fonctions. Des
chercheurs californiens, dont ceux du défunt Torrey
Mesa Research Institute de Syngenta
(Bulletin de
Juillet

§119)
, ont analysé celles du maïs et du riz,
deux cultures évolutivement éloignées,

et pour
lesquelles on a des données génomiques conséquentes.
D
C
nada

et al.; Genome Research 13 (AUG03) 2030
-
2041.

Chez les

Mammifères, 36% des promoteurs,
50% des séquences amont non traduites 5'UTRs) et
56% des 3' UTR, ainsi que 23% des introns.


Les CN
Ss (
C
onserved
N
oncoding
S
equences) des
Graminées

sont nettement
moins nombreuses

et
plus
petites

que celles des Mammifères.

Elles sont très fréquentes dans les gènes de
facteurs
de transcription

et on en trouve dans plusieurs sites
reconnus par ces facteur
s. Les auteurs signalent, en
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

6

outre, qu'il existe dans un des introns du gène
homéotique
knotted1

un paquet de ces séquences qui
joue un rôle répresseur. Il semble bien que ces
séquences ont un rôle dans le verrouillage de décisions
d'expression prises par
ailleurs. Ces séquences
semblent

jouer le rôle de balises pour des éléments
régulant la transcription.

MJ

Kalinine

et al.; Proceedings of the National
Academy of Sciences USA 99 (30APR02) 6147
-
6151

avaient montré, l'an passé, que ces CNS maïs
-
riz
peuvent
être utilisées, précisément pour
repérer

les
promoteurs
, ainsi que pour la
cartographie
, et sont
utilisables

chez

toutes les graminées
.

















L'expression génique

19.
On trouvera dans
C

Hunter et al.; Current
Opinion in Genetics & Development 1
3 (AUG03) 372
-
378
, une
revue

sur le rôle des
microARNs

(miRNAs)
dans le
développement

des plantes. Je rappelle que
les
miRNAs

et
siRNAs

(short interfering RNAs) sont
des ARNs d'une vingtaine de nucléotides qui inhibent
l'expression génique

aux niveaux tran
scriptionnel,
post
-
transcriptionnel (PTGS) ou traductionnel. Ils sont
produits grâce à une nucléase particulière, Dicer. Voir
le § concepts).

On a déjà trouvé les gènes de
nucléase

type
Dicer
,
et de nouveaux acteurs comme HEN1 (Voir également
le
Bulletin
de Juillet §8)
. On commence à le faire pour
les cibles de ces miRNA et à comprendre leurs rôles
dans les régulations.

Les
miRNAs

sont des
simples brin
s

issus du
clivage d'ARNs en épingle par Dicer. Les
siRNAs

sont également produits par Dicer, mais sont

do
ubles
brins

et produits à partir de
longs précurseurs
doubles brins
. Chez les plantes, les siRNAs de 21

22
nt assurent la PTGS et la co
-
suppression des gènes en
nombre anormaux, tandis que les siRNAs de 24

26 nt
(long siRNAs) sont associés à la transmissio
n à grande
distance des signaux de répression (silencing) et à la
méthylation des régions cibles.

Chez l'homme, les miRNAs sont incorporés dans un
complexe de 550 kDa, miRNP, qui ressemble au
complexe
RISC

(RNA
-
Induced Silencing Complex)
qui assure le cliv
age des séquences cibles par les
siRNAs. siRNAs et miRNAs sont, apparemment,
capables de cliver ou d'empêcher la traduction des
messagers cibles, suivant le degré de complémentarité
entre les
ARNs

interférants et la cible, mais il persiste
quand même une g
rande confusion sur ces sujets. Une
figure résume les modes de production et
d'intervention de ces ARNs interférants. Les
précurseurs sont apparemment plus longs que chez les
plantes.

L'été 2002 plusieurs publications ont identifié de
très nombreuses séque
nces de miRNAs du génome
d'
Arabidopsis
. Il y a d'ailleurs peu de recouvrements
dans ces listes ce qui indique qu'il doit y en avoir
beaucoup plus.

















Le développement

20.
JZ

Zhang; Current Opinion in Plant Biology 6
(OCT03) 834

844
s'intéres
se aux analyses du
rôle

des
facteurs de transcription

dans la
croissance

et le
développement

des plantes. Il discute des
techniques
d'inactivation

de ces facteurs par
knock
-
out

ou
interférence ARN, ou leur stimulation par
surexpression. La modification de
l'expression de ces
facteurs
affecte

les réactions aux stress comme les
maladies ou les stress abiotiques. Ces modifications
ont également un effet dans le développement comme
la formation des embryons, ou des trichomes dans
l'épiderme.

















21.

L'idée d'étudier la
synthèse

de la
lignine

chez
Arabidopsis
, plutôt que dans une plante ligneuse (voir
le travail pionnier d
e L

Janin

et al.; Plant Physiology
123 (AUG00) 1363 1374)

est liée à l'
outil génétique

incomparable que constitue la crucifère modè
le. Les
gènes impliqués dans la synthèse des précurseurs de la
lignine y ont été caractérisés et une
revue

sur le sujet
est parue avec
T

Goujon et al.; Plant Physiology and
Biochemistry 41 (AUG03) 677

687
qui associe la
même équipe à des chercheurs canadie
ns.


Les données
enzymatiques

sont essentiellement
issues

de l'analyse de la lignification des eucalyptus,
peupliers et certains conifères, ainsi que chez des
modèles comme le Tabac ou la Luzerne, mais aucune
de ces plantes modèles ne peut fournir

la riche
sse des
données génétiques d'
Arabidopsis
.

Cette synthèse comporte
deux étapes

dont l'une est
celle,
générale
, des
phénylpropanoïdes

(de la
phénylalanine à l'acide hydroxycinnamique (HCA) et
leurs co
-
esters avec le co
-
enzyme A (CoA
-
esters), et
l'autre est
s
pécifique

des
monolignols

avec la
réduction des HCA
-
CoA esters en monolignols.

Les mutants de synthèse des monolignols sont
discutés. La première enzyme de la voie générale est
la phénylalanine ammonia
-
lyase (
PAL
) qui désamine
la phénylalanine. On a, ensu
ite, une hydroxylation du
noyau aromatique, la méthylation des hydroxyles ainsi
créés, l'
activation

des acides
cinnamiques

en

CoA
esters
, et enfin la
réduction

de ces esters en
cinnamyl

alcools

via les aldéhydes correspondants.

Les précurseurs de lignine s
ont synthétisés et pontés
par couplage oxydatif grâce à des
peroxydases

et
laccases
. On a une sorte de grille métabolique qui
aboutit à la formation des résidus
guaiacyle

et
syryngyle
, hydroxylation et
méthylation

pouvant
avoir lieu à plusieurs niveaux de
la voie d'oxydation
des chaînes latérales.
Les vues anciennes, par exemple
celles décrites par
MM

Campbell et al.; Plant
Physiology 110 (JAN96) 3
-
13
, font intervenir des
voies
parallèles

et plus ou moins
indépendantes
, le
coniferyl alcool donnant les guaia
cyles, alors que
l'alcool sinapique donne les syringyles. Il semble que
des bifurcations ait, cependant, lieu, avec le
coniféraldéhyde donnant de l'aldéhyde sinapique.

On trouve chez
Arabidopsis

ces gènes sous formes
de familles et certains, comme
PAL, 4C
L, CAD
, y sont
même dupliqués, tandis que les gènes de cytochrome
P450 monooxygénases,
C4H, C3H, F5H

sont uniques
sauf peut être
F5H
.

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

7

















22.
L'un des sept gènes
KNOX
d'
Arabidopsis
,
BREVIPEDICELLUS

(BP),

régule la différenciation
cellulaire en
jouant sur le métabolisme de la lignine. Il
intervient ainsi

dans la définition du patron des
internœuds.
G

Mele et al.; Genes & Development 17
(01SEP03) 2088
-
2093.

















23.
Le
méristème apical caulinaire

comprend
plusieurs territoires ayant des

fonctions différentes. La
zone centrale comprend les cellules souches qui
donnent continuellement, autour des cellules centrales
quiescentes, de nouvelles cellules vers la périphérie où
l'initiation des nouveaux organes a lieu, en trois
couches clonales L
1 (donnant l'épiderme), L2 (les
tissus sous
-

épidermiques) et L3 (la moelle et les tissus
internes des organes). Le centre organisateur est
recouvert par ces couches. Ce comportement clonal
positionne les cellules, mais leur
sort ultérieur
dépend

de leurs
interactions
, et donc de leur place
dans le méristème plus que d'un plan de
développement prédéterminé.


CC

Carles et al.; Trends in Plant Science 8
(AUG03) 394
-
401

analysent le
maintien

de ce
méristème avec de magnifiques illustrations. Le
problème est d
e maintenir un flux constant de cellules
destinées à la différenciation des organes caulinaires,
mais éviter de vider le méristème de ce potentiel
d'entretien par une différenciation prématurée. C'est
donc un problème d'homéostasie.

Les méristèmes floraux

dérivent des méristèmes
apicaux caulinaires, mais en diffèrent sur deux points.
Le premier est le produit exclusif qu'est la fleur, et le
fait que c'est une différenciation terminale qui n'est
pas entretenue.

L'expression génique doit évoluer en fonction
de la
position des cellules issues du méristème. C'est une
affaire d'échanges de signaux entre cellules. La revue
porte précisément sur les signaux échangés chez
Arabidopsis
, signaux qui sont impliqués dans la voie
CLAVATA (CLV) au sein du méristème.

La
vo
ie CLAVATA

maintient

le statut
méristématique

des cellules, et restreint
l'accumulation des cellules souches initiales. Les
mutants
clv

(des gènes
CLAVATA)

possèdent des
méristèmes agrandis engendrant des fasciations. Ces
gènes ont été clonés.
CLV1

code un
e
kinase

de
récepteur (RLK) et
CLV2

et une protéine
réceptrice
.
CLV1

présente un domaine
extracellulaire

à 21
répétitions riches en leucines (
LRR
), et un domaine
intracellulaire

de type
kinase

sur sérine ou thréonine.
CLV2

possède 20 LRRs dans son domaine
extracellulaire, mais son domaine intracellulaire est
tronqué et sans domaine kinase.
CLV3

est un
polypeptide sécrété de 96 aminoacides. Son gène est
surtout exprimé dans les couches L1 et L2. Le
messager de
CLV1

est surtout observé dans la couche
L3 centr
ale, tandis que ceux de CLV2 s'y observent un
peu, y compris dans les méristèmes floraux. Il est donc
très vraisemblable que tous ces gènes CLV participent
aux échange
s

entre les couches du méristème. On
admet que CLV2 et CLV3 sont nécessaires à
l'assembla
ge de CLV1 dans un complexe de
signalisation de

450 kDa. CLV2 s'associant
vraisemblablement à CLV1 dans un hétérodimère.
Mais d'autres RLKs interviennent pour réguler
finement ces échanges.

On a donc un modèle avec CLV3 issue des couches
L1 et L2 agissant
sur celles de L3 sous
-
jacente.

La voie CLV a besoin d'être
contrebalancée

pour
amplifier la production de cellules souches. C'est le
rôle de
WUSCHEL

(
WUS
)

qui code un facteur de
transcription homéotique. L'interruption de ce gène
entraîne la disparition pr
ogressive du méristème, mais
il est réamorcé, puis s'éteint à nouveau donnant des
organes en ordre dispersé, d'où le nom du gène qui
veut dire échevelé en allemand.
WUS

est exprimé
dans la couche L3, qui joue le rôle d'organisateur (au
sens où on l'a défin
i chez les Batraciens). Il intervient
en aval de la voie CLV et le signal émis est perçu par
les cellules voisines comme le montre des mosaïques
d'expression.La balance entre l'expression des
deux

systèmes

se manifeste sous la forme d'une expansion
du doma
ine exprimant
WUS

chez les mutants
clv.
Inversement,
CLV3 diffuse latéralement
, chez les
plantes normales, à partir des cellules souches, vers les
autres cellules
souches
, d'une part, et vers leurs
voisines latérales de l'autre où le
promoteur

de
WUS

est
r
éprimé
. Les
déplacements

intercellulaires de
CLV 3

sont
limités

par
CLV1

qui
séquestre

probablement cette protéine, ce qui
empêche

l'
inhibition

de la
transcription

de
WUS

dans L3. En
gros la voie CLV empêche l'expansion du stock de
cellules souches en inhi
bant l'expression de
WUS
,
tandis que l'expression de
CLV3

est induite par WUS,
ce qui entraîne le maintien de l'identité
méristématique.

La voie CLV comprend d'autres acteurs
(mentionnés plus haut avec le complexe 450 kDa).
Une phosphatase antagoniste KAP
P (Kinase
-
Associated Protein Phosphatase) et Rop, une GTPase
Rho
-
like, interagissent directement avec CLV1 dans
ce complexe. KAPP est un régulateur négatif

de la
voie
CLV agissant

par une déphosphorylation de
CLV1 annulant son signal. Rop serait impliquée
dans
le transfert du signal vers le noyau mais ce la reste à
prouver.

D'autres facteurs interviennent encore, comme les
protéines FASCIATED1 (FAS1) et FAS2 qui agissent
dans les deux types de méristèmes caulinaires et
racinaires. FAS1 et FAS2 perturbent la

localisation de
l'expression de
WUS

qui est aléatoire chez leurs
mutants.

Ces protéines FAS font partie du Chromatin
Assembly Factor 1 d'
Arabidopsis

et contribuent, en
fait, à une reformation correcte de la chromatine après
réplication de l'ADN.
E
lles co
ntribuent donc à une
régulation épigénétique.

Le facteur de transcription
DRN

(
Dornröschen

ou
Belle au bois dormant alias Sleeping Beauty, dont le
nom vient du fait qu'une mutation perte de fonction est
sans phénotype perceptible, ce nom est
malheureuseme
nt également utilisé pour un
transposon artificiel reconstitué, voir le Bulletin de
Décembre 2002 §58).
DRN
est

exprimé dans la zone
centrale du méristème.

L'expression ectopique de
DRN

dans des mutants
drn

provoque une très importante
expansion

du
méristè
me

apical caulinaire, suivi par un arrêt brutal
du fonctionnement. Les couches cellulaires et les
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

8

domaines d'expression de
CLV3

et
WUS

sont alors
désorganisés

DRN

est probablement un élément
redondant

du
système C
LV

WUS

qui réprime la détermination des
ce
llules souches et contre
-
balance la fonction de
WUS.

Il existe, enfin des gènes homéotiques de la famille
Knotted 1

du maïs. Ils interviennent dans le blocage
de la différenciation des cellules souches. C'est le
premier gène homéotique
de plantes

identifié
. Son
orthologue chez
Arabidopsis

est
SHOOTMERISTEMLESS

(
STM
)

, voir le Bulletin
de Juin §20).

STM est indispensable au blocage de la
différenciation des cellules méristématiques, où il
intervient de façon indépendante de la voie CLV3
-
WUS. il
y a
,
cependan
t
, une interaction entre les deux
voies, car si STM n'est pas indispensable à la
transcription de
CLV3
, il
intervient

pour renforcer
l'action de WUS dans cette transcription.

Il existe trois autres gènes
KNOX

redondants chez
Arabidopsis

appelés
KNAT1, KNA
T2

et
KNAT6

pour
KN
OTTED
Arabidopsis

t
haliana)qui restreignent
l'expression des gènes AS1 et AS2 (
AS
YMMETRIC
LEAVES) dans les primordia des organes comme les
feuilles et empêchent, ainsi, une formation
intempestive de feuilles.

AS1 et AS2 sont deux
facteur
s de
transcription

qui régulent négativement
l'expression du gène KNOX dans ces primordia. La
revue
montre

comment cet écheveau d'interaction se
démêle progressivement.

















La Physiologie des Plantes

24.
La même voie aboutit à des photopério
des
différentes chez le riz et
Arabidopsis
. Le rôle de
CONSTANS

(
CO
) d'
Arabidopsis
, est
inversé
, activant
un gène en aval dans la voie chez
Arabidopsis,

mais
réprimé chez le riz. (Voir les
Bulletins d'Avril §24

et
§25
, de
Juin §11
).
F

Cremer et al.; Trends

in Plant
Science 8 (SEP03) 405
-
407

reviennent sur le sujet.

Gigantea

(GI) est une grosse protéine nucléaire
nécessaire à la transcription de CO. L'abondance de
son messager est gouvernée par l'horloge circadienne.
Les capteurs de lumière comme le phytoch
rome A
(phyA) et le cryptochrome 2 (cry2), eux, font entrer la
composante lumineuse dans la mesure de la longueur
du jour en activent CO à un niveau post
-
transcriptionnel.
CO est une protéine nucléaire à doigt
à zinc qui active la transcription de FLOWERIN
G
LOCUS T (FT) chez
Arabidopsis
, Hd1 (Heading date)
étant l'orthologue du riz et Hd3a l'équivalent de FT,
mais avec un effet opposé, car il bloque l'activité de ce
gène au lieu de la stimuler comme dans le cas de FT
chez
Arabidopsis
.
CRY2 et PHYA activent
CO tandis
que SE5 (PHOTOPERIODIC SENSITIVITY 5) active
Hd1 et inhibe Hd3a.

L
e rôle des
phytochromes

chez le
riz reste à préciser.

















25.
Prochlorococcus
, a les honneurs de la presse
(voir le §), On exploite déjà la
séquence

génomique.
On vient

de montrer que le variant "profond" de la
bactérie photosynthétique possède une antenne
collectrice différente de celle du variant "superficiel"
exploitant de fortes luminosités.
TS

Bibby et al.;
Nature 424 (28AUG03) 1051
-
1054.
On a également
caractérisé
les bactériophages infectant ces bactéries.
Certains sont capables d'infecter également les
Synechococcus

ce qui indique une possibilité de
transferts horizontaux de gènes.
MB

Sullivan et al.;
Nature 424 (28AUG03) 1047
-
1051.

















26.
La
présence

chez les
plantes

d'
acétylcholine

(ACh), un neurotransmetteur animal bien connu, est
un fait reconnu depuis longtemps. Les enzymes de
synthèse

(
choline acétyltransféras
e) et de
dégradation

(
acétylcholinestérase
), ainsi que des
récepteurs ont également été
révélés. Il existe donc un
beau système cholinergique chez les plantes. On
recherche depuis trente ans sa fonction. Les
phytochromes sont manifestement impliqués dans la
production du neurotransmetteur.

J

Wisniewska et al.;
Plant Physiology and Biochemistr
y 41 (AUG03) 711
-
717.

















27.
Le
tréhalose
, pouvant protéger les biomolécules
des stress environnementaux, se retrouve dans
plusieurs plantes résistant à la
dessiccation
.

L'idée de
le faire
synthétiser

dans des grandes cultures pour les
protége
r

de la
sécheresse

ou de la
salinité
, par
exemple, est
venue

à l'idée de certains. Une
revue

sur
le sujet est parue avec
S

Penna; Trends in Plant
Science 8 (AUG03) 355
-
357
. On trouvera également,
dans la revue de
PJ

Eastmond et al.; Current Opinion
in Plan
t Biology 6 (JUN03) 213
-
235
, une
revue

sur la
régulation

du
métabolisme

du
tréhalose

(
notamment

par le tréhalose
-
6
-
phosphate).

La
compensation

du
stress osmotique

par des
produits
osmoprotectants

est une observation
fréquente chez les plantes. Le tréhalose

est, en réalité,
une réserve de carbohydrates ayant des propriétés
secondaires intéressantes. Chaleur, froid et stress
hydrique ont, par ailleurs, pour résultat chez la levure,
l'accumulation de ce disaccharide. Seules les plantes
dites "de la résurrectio
n", comme
Myrothamnus
flabelifolius

(voir le
Bulletin de Septembre §14)

le
font. En réalité, quand on a voulu surexprimer des
transgènes de synthèse dans une plante comme le
Tabac, on s'est aperçu qu'il en existe une faible
production, ce qui indique que l
es gènes
correspondants existent. Le gène de la
tréhalose
-
6
-
phosphate synthase

a effectivement été
détecté

chez
Arabidopsis
. Il fait partie d'une famille de onze gènes.
Par ailleurs la surexpression de transgène de synthèse
provenant de
Saccharomyces

ou de

bactéries entraîne
des
effets

pleïotropes

sur la
morphologie

et le
métabolisme

avec des productions finalement très
faibles de tréhalose. On a même échoué dans la
production chez la pomme de terre, probablement à
cause de
tréhalases

endogènes. Ceci indiqu
erait à son
tour que le tréhalose a bien un rôle
dons

le
métabolisme.

















28.
La
maturation

de la
pêche

dépend de
l'expression de plusieurs enzymes comportant l'ACS
(
1
-
aminocyclopropane
-
1
-
carboxylate (ACC)
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

9

synthase
) et l'
ACC oxydase
(ACO) qui s
ont
impliquée dans la synthèse de l'éthylène. On a
récemment caractérisé deux gènes d'ACO

Pp
-
ACO1 et
Pp
-
ACO2 (Pp pour

Prunus persica)
. Pp
-
ACO1
possède trois introns, alors que Pp
-
ACO2 ne possède
que deux des trois introns de Pp
-
ACO1.
Pp
-
ACO1

est
exprimée

d
ans les
fleurs
, dans les zones d'abscission
du fruit, le mésocarpe (ce que l'on mange) et dans les
jeunes feuilles, et ceci d'autant plus que la maturité
avance.
Pp
-
ACO2

n'est exprimée qu'au
début

de la
formation

du
fruit
, et dans la racine des graines en
germination. On vient de caractériser les promoteurs
de ces deux gènes exprimés différemment.

A

Rasori et
al.; Plant Science 165 (SEP03) 523
-
550.

Mais
l'expression du transgène de Pp
-
ACO1 de pêche chez
la
tomate

aboutit à une progression de l'expression
da
ns le péricarpe qui est
inverse

de celle chez le
pêcher.

















29.
Un article du groupe de L

Willmitzer sur
l'
ingénierie

du
métabolisme

central

est paru avec
F

Carrari et al.; Metabolic Engineering 5 (JUL03)
191
-
200.

Il est basé sur les données
génomiques

comparées aux données
physiologiques

déjà acquises
par des moyens indirects. Il y a quand même eu
quelques difficultés quand on a voulu exploiter ces
nouvelles données pour modifier le métabolisme. Elles
sont souvent dues à l'extraordinaire
flex
ibilité

et à la
complexité

du
métabolisme

qui la permet. Par
exemple, la concordance des niveaux de
transcription

et des
métabolites

du
cycle tricarboxylique

de
Krebs

qui devraient en découler est loin d'être parfaite.
Compartimentation

et
redondance

des v
oies de
production sont souvent la cause de telles
discordances. La production des métabolites
secondaires est probablement plus facile. Les auteurs
illustrent leur propos avec l'accumulation d'amidon
dans le tubercule de la pomme de terre où ils se sont
d
éjà illustrés, et le fonctionnement du cycle de Krebs
chez le fruit de la tomate.

















Les Symbioses

30.
Quand une symbiose résulte d'une
infection
unique entretenue verticalement
(des parents à la
descendance) on imagine facilement une évolut
ion
constructive optimisant les bénéfices mutuels.
C'est
plus difficile à envisager quand les
génotypes

du
symbiote

sont
multiples

dans une même plante et
quand la
transmission

est
horizontale

(entre
individus non apparentés). C'est le cas de la
symbiose
L
égumineuses
-
Rhizobium
. Dans ce cas l'évolution
sélectionne une meilleure multiplication du symbiote à
son bénéfice égoïste, mais pas des autres génotypes.
La plante n'en bénéficie, en principe, que si elle
contribue à la prolifération du symbiote.

ET

Kier
s et al.; Nature 425 (04SEP03) 78
-
81
consacrent un commentaire intéressant à ce problème
.

C'est une version végétale de la fameuse "Tragedy of
the Commons" où tout ce qui n'est pas "approprié",
comme l'environnement, est délaissé. Dans le cas de la
symbios
e les symbiotes peuvent obtenir une
meilleure
contribution

de la plante en tant que
groupe

par une
meilleure coopération
, cette situation n'est
pas stable

sur le plan
évolutif
, car chaque lignée de symbiote
agît pour son
propre compte
, avec des vues à cour
t
terme d'actionnaire banal.

L'une des explications possible de la stabilité
constatée de ces symbioses est que la plante
sanctionne

les
déviants

qui abusent de la situation.
La plante
alimente

en retour les bactéries bonnes
fixatrices et non celles qui ne

le seraient pas. Mais ceci
(comme toute autre
explication
) est peu accessible à
une vérification expérimentale. L'article montre que le
soja

sanctionne

les
bactéroïdes

de
Bradyrhizobium
japonicum

qui ne fixent pas assez d'azote.
L'expérience a utilisé une

atmosphère sans azote
(remplacé par de l'argon) pour rendre la fixation
impossible. Les bactéroïdes dépérissent dans ces
conditions. Il y a

plusieurs explications possibles, mais
il y a bien des biais introduits de cette façon. Cette
tactique a déjà été é
voquée plusieurs fois, mais sans
démonstration expérimentale.

















31.
Des chercheurs de Nice ont isolé des
marqueurs

de la
sénescence

des
nodules

de soja.
Deux d'entre eux
cessent

de
s'exprimer

lors de la
sénescence et correspondent au
précurse
ur

de la
noduline 22
. Cette noduline est impliquée dans les
échanges d'ions métalliques entre les partenaires qui
sont probablement réduits lors de la sénescence. Le
troisième est surexprimé. Il correspond à des protéines
de
remobilisation
, qui ont probabl
ement lieu lors de
la sénescence.
F

Alesandrini et al.;
Trends in Ecology
and Evolution 18 (AUG03) 418
-
423.

















32.
La
chimiotaxie

de bactéries comme
Azotobacter chroococcum

et

Pseudomonas
fluorescens

vers les racines de la
tomate

est
favorisée

par la présence de
mycorhizes

arbusculaires
(
Glomus

fasciculatum
).

SG

Sood; FEMS Microbiology &
Ecology 45 (25AUG03) 219
-
227.

















Les Pathogènes des Plantes et les Mécanismes de Défense

33.

séquence

du pathogène de la tomate
Pseudomonas syr
ingae

pv.
tomato

DC3000 vient
d'être publiée.
CR

Buell et al.;
Proceedings of the
National Academy of Sciences USA 100 (02SEP03)
10181
-
10186.

















Des chercheurs du Torrey Mesa Research Institute
décrivent un algorithme d'analyse des
interaction
s
multidimensionnelles

entre les

profils d'expression

chez des
Arabidopsis

répondant à une
infection

par un
pathogène
.

F

Katagiri et al.;
Proceedings of the
National Academy of Sciences USA 100 (16SEP03)
10842
-
10847.

















34.
De
très nombreux gè
nes

sont impliqués dans
les
résistances

aux
pathogènes

chez les plantes. Une
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

10

analyse de ceux
détectés

dans le
génome

d'
Arabidopsis

est parue dans A

Baumgarten

et al.;
Genetics 165 (SEP03) 309
-
319. Les auteurs montrent
que les gènes du type NBS
-
LRR (Nucleot
ide Binding
Sites
-

Leucin Rich Repeats) sont issus de
duplications

à
proximité

qui engendrent des
groupes

de
gènes

apparentés
. Quand les insertions s'observent
en des
sites distant
s, cela résulte de
duplications

segmentaires

des chromosomes avec
réarrangem
ents
, et pas de duplications indépendantes
des gènes. Ce dernier mécanisme, bien que peu
fréquent, a des
conséquences

importantes

sur
l'
évolution

des
familles

de gènes, car les
échanges
entre

gènes voisins

deviennent très
difficiles

dans ces
conditions, et

rendent leur évolution vers de nouvelles
fonctions plus aisée.

















35.
L'
émission

de substances
volatiles

lors d'une
agression

est connue chez les plantes. Elles doivent
servir de moyen de communication entre plants. En
tout cas certaines d'en
tre elles servent à
attirer

les
guêpes parasitoïdes

spécifiques d'un insecte
herbivore qui sans le vouloir dégage, en mastiquant,
des substances attractives.(Voir le Bulletin de Juillet
§38). Il n'est cependant pas trop sûr que les autres
plantes soient ca
pables de percevoir ce signal. Mais
des données récentes renforcent cette hypothèse.
M

Dicke et al.;
Trends in Plant Science 8 (SEP03)
403
-
405. Beaucoup d'espèces bactériennes vivent
surtout au sein de
biofilms

(voir le Bulletin de Juillet
§ 115, celui de
Juin §33, ou celui de Mai §119, etc…).
La formation du biofilm est relativement connue, celle
de sa
dispersion

sous l'action de facteurs du milieu
l'est beaucoup moins. On vient de montrer que la
virulence

de

Xanthomonas campestri
s pathovar
campestris est
liée

à

cette
dispersion

comme si les
assiégés, protégés dans le biofilm, doivent effectuer
une sortie pour se procurer des vivres.


Le groupe de gènes rpf (
r
egulation of
p
athogenicity
f
actors) comprend 9 gènes assurant la
régulation

de
l'expression des
enz
ymes hydrolytiques
coordonnés
par le facteur DSF (Diffusible Signal Factor une petite
molécule hydrophobe) dont RpfF stimule la
production. Un récepteur à deux composants
comportant RpfC et RpfG assurant la perception du
signal. Les mutants rpfF, rpfG, rpf
C et rpfGHC restent
inclus dans le biofilm de xanthane, dans un milieu
liquide donné, tandis que la bactérie normale y pousse
sous forme
planctonique
.

Une
endo
-

-
1,4
-
man湡湡se

extracellulaire
, dont
la synthèse est stimulée par le système DSF/rpf,
disperse toutes les souches mutantes de rpf.
JM

Dow
et al.; Proceedings of the National Academy of
Sciences USA 100 (16SEP03) 10995
-
11000.

















36.
Les
rôles

du jasmonate et des
oxylipines

apparentées

dans la
réponse

aux
pathogènes

et
herbivores

sont discutés dans la revue de EE

Farmer
et al.; Current Opinion in Plant Biology 6 (AUG03)
372
-
378.

Certains jasmonates et plusieurs lipides
cyclopenténone régulent l'
expression grâce à un
groupe conservé électrophile d'atomes de la
cyclopenténone.

Il proviennent tous de précurseurs lipidiques et les
nombreuses modifications subies engendrent une
famille de molécules très fournie, ce qui laisse à
penser qu'ils ont des
rôles divers. Les jasmonates ont
un rôle important dans les défenses, mais aussi dans la
fertilité des plantes.

On ne sait toujours pas quelles sont les cellules
impliquées dans ce mécanisme et quel est le rayon
d'action du jasmonate. On a, cependant, de b
onnes
raisons de penser que la
production

est assurée au
voisinage

de la
vasculature
, ce qui
faciliterait

sa
diffusion

dans la plante.

On
connaît

deux voies par lesquelles le jasmonate
intervient sur l'expression des gènes. La plus connue
fait intervenir
COI1 (
CO
RONATINE
I
NSENSITIVE1) et JAR1 (
J
ASMONIC
A
CID
R
ESISTANT1). Deux cyclopenténones, l'acide oxo
-
phytodiénoïque (OPDA) et le jasmonate, participent à
cette première voie. Un second mécanisme ne fait
intervenir que le jasmonate.

















37.
Une
résistance durable

à un
pathogène

est une
entité

rétrospective

qui n'a
aucune

valeur de
prédiction
. De plus la durabilité est une valeur
relative
, il suffit qu'elle soit plus longue que
l'espérance de vie commerciale du cultivar. On a
certes essayé de les
imaginer à partir des données
existantes et en faisant le pari que telle stratégie est
supposée plus durable. La génomique a été mise à
contribution et une
revue

de RM

Michelmore; Current
Opinion in Plant Biology 6 (AUG03) 397
-
404, essaye
de tirer le maxim
um de cette approche.
On peut
également relire la
revue

de BA

MacDonald et al.;
Annual Review of Phytopathology (2002) 349
-
379 sur
le sujet et qui porte sur la génétique des populations de
pathogènes ayant le même objectif.

Cela suppose une très bonne con
naissance des
nombreux gènes de résistance et l'acquisition de
techniques permettant de bien piloter leur expression.
Côté pathogènes, la génomique devrait permettre de
caractériser les gènes responsables de la spécificité et
de déterminer des cibles les p
lus appropriées.

Plus de 30 gènes de résistance ont été clonés au
cours des dix dernières années par cartographie ou
marquage par éléments mobiles. Ces gènes sont
souvent apparentés et codent des classes
fonctionnelles peu nombreuses.

Il existe une foule d
e
gènes de résistance potentiels car on peut, en utilisant
les homologies, repérer ces gènes candidats sans
fonction démontrée, mais qui pourraient servir de base
à des gènes synthétiques. Il y en a
150
chez
Arabidopsis

et

plus de 500
chez le
riz
. On ne ma
nque
donc pas de gènes potentiellement utiles. La
détermination de leur spécificité éventuelle est
nettement plus ardue.

Une autre approche est celle de la
stimulation

des
résistances existantes
. On a, ainsi, pu renforcer ces
résistances par adjonction du

gène NPR1 (
N
ON
-
EXPRESSOR OF
PR1
, alias NIM1), PR1 étant des
protéines non spécifiques d'un pathogène donné
apparaissant lors d'une agression par un pathogène,
elles ont une fonction qui peut être envisagée dans ce
cadre.

La génomique montre que les gènes
de résistance,
notamment les NBS
-
LRRs (voir plus haut) peuvent
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

11

évoluer rapidement alors que d'autres le font plus
lentement, dans le cadre d'une co
-
évolution avec les
pathogènes en contact avec la plante. De ce point de
vue, certains des produits de gènes
de résistance
détectent plutôt les
effets

des
gènes de virulence

en
surveillant

leurs
cibles

plutôt que les produits du
pathogène directement (voir le §).

L'utilisation de réseaux d'expression permet de
déterminer les modification de transcription suite à

une agression. Ils ont permis de définir des
réseaux

d'
interactions

entre les
différentes voies
. On a ainsi
pu détecter des processus antagonistes et coopératifs
au sein de ces interactions. Ceci indique qu'il faut se
méfier des transferts d'un gène donné
, car s'il renforce
une voie, il peut fort bien en affaiblir une autre. Un
des impacts d'une généralisation éventuelle d'une
résistance "durable" est que
,

si elle échoue un jour, il
deviendra impossible de revenir en arrière en utilisant
les gènes classiqu
es de résistance, car leurs voies aval
auront pu dériver pendant ce temps et devenir
inefficaces, évolution qu'il faudrait suivre.

La sélection assistée par marqueurs est pleine de
promesses et pauvre en réalisations divulguées. Des
marqueurs liés aux rési
stances sont connus, mais c'est
le débit du génotypage qui est insuffisant.

L'auteur souligne, sur un tout autre registre, que la
mise en œuvre de ces outils n'est maintenant plus
possible que pour un tout petit nombre de géants de
l'industrie semencière,
ce qui va limiter, vu le coût les
efforts à un petit nombre de cultivars qui vont éliminer
bien de la diversité génétique.

















38.
Les gènes de
NBS
-
LRR

et les
kinases

de
sérine
-
thréonine (
STKs
) sont les deux grands groupes
de gènes de résistanc
e.

L'identification systématique des gènes de ces deux
familles, souvent groupés, permet de retrouver les
régions

du
génome

impliquées

dans les résistances et
notamment identifier les gènes impliqués dans les
QTLs de résistance. Une analyse des deux famil
les
chez la
vigne

est décrite dans G

Di Gaspero et al.;
Molecular Genetics & Genomics 269 (AUG03) 612
-
623
. Cent trois séquences NBS
-
LRR ont été isolées.
Elles ont été comparées avec celles d'autres
angiospermes. Cinquante trois gènes de
RLKs

(Receptor
-
Like

Kinases) de type sérine/thréonine ont
été identifiés. Ces séquences sont globalement
considérées comme des analogues de gènes de
résistance qui peuvent être utilisées dans des systèmes
d'identification globale pour toutes les espèces de
vignes avec la mes
ure du polymorphisme.

















39.
Les r
ésistances gène
-
pour
-
gène

(R/Avr) sont la
plupart du temps très spécifiques, quasiment par
définition.
Elles reposent sur une co
-
évolution des
deux types de gènes.
Les protéines
NBS
-
LRR
(voir §)

interviennent
à la fois dans la reconnaissance des
pathogènes et dans la
transmission

du signal vers les
mécanismes de
défense

comme la
réponse
hypersensible
.

L'analyse de la structure de ces protéines a montré
que les interactions intramoléculaires ont une grande
impo
rtance. Une
revue

de JP

Rathjen et al.; Current
Opinion in Plant Biology 6 (AUG03) 300
-
306, est
consacrée à ces mécanismes. La
spécificité

repose sur
les
LRRs

qui sont soumises à une sélection
diversifiante. On admettait que cette structure est un
récepteu
r pour des éléments du pathogène, mais
l'hypothèse d'un

système de garde

détectant l'activité
du pathogène plutôt

que le pathogène lui
-
même (voir
le §) amène à modifier le concept. Ainsi aucune
interaction directe entre le produit du gène de
résistance prf

et celui du gène d'avirulence AvrPto
n'est nécessaire pour déclencher les défenses. Le
récepteur est la

kinase cytoplasmique Pto

qui n'a pas,
elle, de domaine récepteur.

Rpg1

du cultivar d'orge Morex confère une
résistance à

Puccinina graminis

pv.tritica
e (voir le
Bulletin de Février §44). Il code une protéine
cytoplasmique à deux domaines kinase, sans indice de
récepteur. Le domaine N
-
terminal a perdu plusieurs
résidus invariants
de la kinase

et n'est probablement
plus fonctionnel. Il doit fonctionner co
mme
Pto
. Dans
le cas du couple bien étudié
Cf9

Avr9

il n'y a jamais
de reconnaissance entre les deux produits.

Ceci ne signifie pas qu'il n'y a pas d'interaction
directe. On sait que certains gènes Avr sont des
enzymes, et notamment des
protéases

qui pour
raient
jouer un rôle dans l'infection et qui sont reconnues
directement. C'est le cas de

AvrPphB

et

AvrBsT
.

L'interaction of P.syringae avec Arabidopsis a
permis

d'identifier la protéine
RIN4

(voir le Bulletin
d'Avril §40) comme le partenaire de la protéin
e
d'avirulence AvrB, les défenses étant déclenchées par
la protéine
Rpm1
, qui reconnait également
Avrpm1
.

RIN4
interagit avec
AvrB
,
AvrRpm1

et même
RPM1
. C'est l'
élimination
de
RIN4

qui confère la
résistance.
RPS2

confère une
résistance

aux
Pseudomonas

por
teurs du gène d'
avirulence
AvrRpt2
.
AvrRpt2

cause l'
élimination post
-
transcriptionnelle

de
RIN4
, y compris en l'absence
de RPS2 et c'est la
disparition

du
complexe

RPS2
-
RIN4

présent avant toute infection, qui déclenche les
défenses. Cette élimination a lie
u en amont de la
fonction de RPS2. MJ

Axtell et al.; Cell 112
(07FEB03) 369
-
377 et D

Mackey et al.; p.379
-
389.

Il est cependant vraisemblable que plusieurs gènes
de résistance peuvent coopérer dans une résistance
donnée.
AvrRpt2

est
cytotoxique

et
détérior
e

les
réponses

de plusieurs gènes différents de
résistances
.
Le pathogène détruit RIN4 pour inhiber la réponse par
RPM1 avec, pour
conséquence imprévue
,
l'
activation
de
RPS2
.
La bévue du Pseudomonas est
d'avoir déclenché une autre résistance en voulant
enr
ayer celle par RPM1.

















40.
Le locus du
type sexuel

de
Leptosphaeria
maculans
, la forme sexuée du
Phoma lingam
des
crucifères vient d'être séquencé. Cette espèce est très
mal définie et comporte probablement quatre espèces
distinctes. Le cham
pignon ne possède qu'un locus
MAT
.
Le gène MAT1
-
1 code une protéine de 441
aminoacides, avec un intron de 45 pb. Le gène MAT1
-
2 code une protéine de 397 aminoacides, avec un
intron de 55 pb.
Les gènes d'une ADN lyase et du
complexe APC (Anaphase Promoting
Complex) sont
en aval.
Le patron de
transcription

de ces gènes
a

été
établi
. AJ

Cozijnsen

et al.; Current Genetics 43
(AUG03) 351
-
357.

















Les Plantes recombinantes

41.
L'
incorporation pyramidal
e de
transgènes

dans les
arbres forestiers

est d
iscutée dans une
revue

de

C

Halpin et al.; Trends in Plant Science 8 (AUG03)
363
-
365.

On s'est pour l'instant, limité au transfert de
gènes

uniques, notamment pour influer sur la production
quantitative et qualitative des lignines. On a
récemment surexprim
é un gène d'une des enzymes et
réprimé plusieurs autres dans un même bouleau
transgénique.

L

Li et al.; Proceedings of the National
Academy of Sciences USA 100 (15APR03) 4939

4944
.
L

Li et al. ont utilisé une technique de co
-
transformations simultanées.

C'
est cet article qui sert de base à la revue, qui
envisage plusieurs autres opérations potentielles.

Il faut signaler que ces empilements sont faisables
par croisements entre plantes transformées
individuellement par un transgène. Cela a été réalisé
chez la

pomme de terre pour donner des amidons
résistants à la congélation
-
décongélation, par exemple.
Mais
cela

exige des plantes à courte révolution, et
cela

est inapplicable à des arbres dont les temps de
générations sont pratiquement hors de portée pour de
te
lles entreprises.

















42.
La
sous unité

B de l'
entérotoxine thermolabile

un
ité

coli

(
LT
-
B
)

est un
immunogène

puissant par
voie
orale
, et peut être utilisé
comme

adjuvant

pour
des immunisations diverses par voie intestinale. La
LT
-
B produite da
ns des plantes est parfaitement
fonctionnelle. On vient de montrer que cette toxine est
logée dans les grains d'amidon de l'albumen du maïs.
Ceci facilite la
co
-
purification

avec

la
fraction
amidon
, et limite la dégradation dans l'estomac après
ingestion.

RK

Chikwamba

et al.;
Proceedings of the
National Academy of Sciences USA 100 (16SEP03)
11127
-
11132.

















43.
L'expression des
inhibiteurs

de
protéases

du
soja

dans des
cannes à sucre transgéniques
retarde
la progression de la chenille de la fore
use
Diatraea
saccharalis
, la peste majeure de la canne au Brésil.
Les auteurs ont utilisé des cDNAs de l'
inhibiteur
Kunitz

de trypsine et l'inhibiteur
Bowman

Birk

(un
polypeptide inhibant trypsine et chymotrypsine),
commandés par le promoteur
Ubi
-
1
du maïs.

Malheureusement cette inhibition caractérisée au
laboratoire n'est
pas assez efficace

en conditions de
culture au champ

pour être utilisée.
MC

Falco et al.;
Plant Physiology and Biochemistry 41 (AUG03) 761

766.

















Les Insectes et leur Maîtri
se

44
.
Anopheles

gambiae

comporte
plusieurs espèces
cryptiques

qui occasionnent des quiproquos dans leur
analyse.

Ainsi,

An. gambiae
, le vecteur majeur
africain

du
paludisme
, est parfois considéré comme une
espèce

jumelle

d'
Anopheles

arabiensis

ou d'
Anop
heles
merus
. Comme la
divergence

entre ces espèces est
relativement
récente,

leur distinction sans ambiguité
et quasi
-
impossible. Les

flux géniques

interspécifiques,

ou un
polymorphisme d'origine
ancestrale sont, en effet, les sources d'ambiguité.

NJ

Besan
sky et al.;
Proceedings of the National
Academy of Sciences USA 100 (16SEP03) 10818
-
10823
, ont analysé quatre loci non liés provenant de
multiples échantillons des cinq espèces du complexe.
Ils
ont constaté des patrons de divergence très
contrastés entre l
es chromosomes X et les autosomes.
Le
chromosome X

a
beaucoup plus divergé

que les
autosomes
. Il existe manifestement une séparation
génétique entre ces espèces, sauf pour le couple
An.
gambiae

et
An. arabiensis
, avec des échanges dans le
cas des autosomes
. L'acquisition par
An. gambiae

de
séquences de l'espèce
arabiensis

plus adaptée aux
régions arides a certainement contribué à la
distribution dominante de ce vecteur du paludisme.

















45.
Spodoptera frugiperda

comporte
deux souches
,
l'une atta
quant le
riz
, et une autre le
maïs
, qui
présentent beaucoup de différences comportementales,
physiologiques et développementales.
Malheureusement ces formes sont
impossibles

à
distinguer

par leur
morphologie
, et les autres
phénotypes sont fastidieux à anal
yser. Un marqueur
moléculaire intéressant vient d'être découvert. De
longues

répétitions

de séquences en
tandem

des
chromosomes sexuels

sont particulières à la forme du
riz (
séquences FR
). Combinant les séquences
mitochondriales et ces séquences FR, les po
pulations
sauvages du Lépidoptère ont été analysées. On a ainsi
pu montrer qu'il y a de
fortes barrières à
l'hybridation

entre les deux formes. Les femelles de
la souche du maïs ne copulent que très rarement avec
les mâles du riz. On a aussi pu montrer que

seuls des
sous
-
ensembles génétiques des populations du riz
hivernant en Floride migrent vers le nord.
RN

Nagoshi
et al.; Insect Molecular Biology 12 (OCT03) 453
-
458
.

















46.
Le
comportement

post
-
intégration des
vecteurs
génique
s conditionnera
les
usages

que l'on peut en
faire. Certains usages, comme la mutagenèse,
nécessite un fort taux de transposition, alors qu'une
transformation définitive doit le minimiser.

Ce comportement vient d'être étudié pour l'élément
Mos1

(un élément de type
mariner
) chez des
moustiques
Aedes aegypti

transgéniques.
WR

Orsetti
et al.; Insect Biochemistry & Molecular Biology 33
(AUG03) 853
-
863
. Les auteurs ont analysé la
transposition somatique
et
germinale

d'un élément
non autonome marqueur. Seules quelques
transposit
ions somatiques et aucune transposition
germinales ont pu être observées (en fait 1 sur 14 000
descendants). La transposition a lieu entre la phase S
et l'anaphase.
Mos1

est donc tout indiqué pour une
transformation somatique stable
.

















Il est

possible de
déclencher

une
interférence
ARN

dans des lignées
hémocytaires

d'
Anopheles
gambiae
. Cette interférence fait intervenir, comme
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

13

chez
Drosophila
, un complexe RISC avec expression
des protéines codées par
dicer
-
2, Ago2

et
Ago3
. Cette
interférence r
este localisée dans le génome du
moustique. Ceci suggère qu'il
n'existerait pas
, chez le
moustique, d'ARN polymérase ARN dépendante
nécessaire à l'
amplification transitoire

des
ARNs
doubles chaînes

(Voir le
Bulletin de Février §3)
.
NT

Hoa et al.; Insect Bi
ochemistry & Molecular
Biology 33 (SEP03) 949
-
957.

















La
frontaline

(1,
5
-
diméthyl
-
6
,8
-
dioxabicyclo[3.2.1]octane) est un composant de la
phéromone d'agrégation

des femelles de
Dendroctonus

(les
Scolytes

colonisant l'écorce des
nombreux conifère
s). On pense que ces insectes la
synthétisent

à partir du 6
-
méthyl
-
6
-
heptène
-
2
-
one
oxydé (6
-
MHO) qui est cyclisé. Il n'y a cependant pas
de précurseurs des 6
-
MHO ou de la frontaline dans
l'écorce des conifères. La synthèse apparaît totale pour
ce composé,
à partir de l'acétate et via la voie des
isoprénoïdes, chez les
Dendroctonus
.
LS

Barkawi

et
al.; Insect Biochemistry & Molecular Biology

33
(AUG03) 773
-
788

















Rhagoletis pomonella

est une espèce

très complexe
de

mouches téphritides
. En effet d
es
espèces
jumelles divergent

sans isolement géographique

(en
sympatrie). Cette divergence se manifeste par des
changements d'hôtes.

On vient de montrer que c'est dû à une

modification

de
gènes

intervenant dans la
diapause

permettant la
colonisation

des
f
ruits de plantes

plus ou moins
septentrionales.

JL

Feder et al.;
Proceedings of the
National Academy of Sciences USA 100

(02SEP03)
10314
-
10319.

Une population attaquant les
aubépines

s'est
séparée
, il y a environ 1,5 million d'années, en deux
sous
-
populati
ons mexicaine
et
nord américaine
.
Pendant un certain temps des flux de gènes
de la
population mexicaine

vers les plus septentrionales ont
été accompagnées par un polymorphisme d'inversion
affectant, environ 500 000 ans plus tard, la diapause.
La radiation
adaptative

s'est donc réalisée en plusieurs
étapes.

















Les
cytochromes oxydases P450

responsables de la
résistance

aux
pyréthroïdes

chez les
Helicoverpa

des
plantations cotonnières des pays chauds ont pour
effet
inattendu

de rendre ces insecte
s
plus sensibles
au
triazophos
.
En effet ces oxydases convertissent le
triazophos qui est
inactif

en
triazophos
-
oxon actif
, et
la surexpression de cette enzyme (mécanisme de
résistance) accélère donc la conversion et rend les
larves plus sensibles.
C'est c
e que montrent des
chercheurs du CIRAD.
T

Martin et al.; Insect
Biochemistry & Molecular Biology 33 (SEP03) 883
-
887.

















Les Biopesticides

L'utilisation de
champignons filamenteux

et de
levures

pour lutter contre les infections
fongiques

des
plantes est développée dans
ZK

Punja et al.; Trends in
Biotechnology 21 (SEP03) 400
-
407
. Voir également
les

Bulletins de Septembre §34
, d'
Août §34
, de
Juillet
§39
).

Cette revue (qui n'est donc pas isolée), est plus
particulièrement orientée vers les moyens

disponibles
commercialement pour les cultures
maraîchères
, et
notamment les cultures sous
serre
. Le
mycoparasitisme

par les
Trichoderma

a été détecté
dès les années 30s.
Cela

a été le cas dans les années
80s pour

Ampelomyces quisquali
s

AQ10,

Coniothyrium
minitans

et
Pythium oligandrum
de
Biopreparaty en République tchèque. Mais il est
toujours difficile de prouver que c'est le
mycoparasitisme qui est le facteur majeur.

Une autre explication souvent évoquée est la
production d'antibiotiques
, comme cela
pour
rait

être le
cas pour les

Trichoderma

et
Gliocladium
, ainsi que la
levure
Pseudozyma.
Gliotoxine

et
gliovirine

sont
deux antibiotiques produits par
Gliocladium

(alias

Trichoderma) virens.
Les antibiotiques de
Pseudozyma flocculosa

sont des dérivés d'acides

gras.
Mais le rôle antibiotique
est encore

l'objet de
conclusions contradictoires, la suppression de leur
production n'entra
î
nant pas de disparition de l'activité
biopesticide.

Un autre mécanisme est la production d'
enzymes
lytiques
, notamment de chitinas
es et glucanases. C'est
ce que l'on évoque pour l'efficacité des
Trichoderma
,
par exemple contre
Rhizoctonia solani, Pythium
et
Botrytis cinerea.

C'est également le cas pour
Ampelomyces quisqualis

au cours des stades avancé de
l'hyperparasitisme.

On trouve
ra dans la revue un tableau des produits
actuellement commercialisés. Ecogen commercialise
Ampelomyces quiscalis

contre les mildious. Des
Trichoderma

divers sont commercialisés par Binab en
Suède et par Bioplant au Danemark, contre les
Pythium

et
Fusarium
,

Efal Agri en Israel contre les
Pythium
, Bioworks et Certis aux Etats
-
Unis,
Makhteshim en Israel contre la moisissure grise,
Agrimm Technologies en Nouvelle Zélande, Verdera
en Finlande et Ecosense en Inde.
Coniothyrium
minitans

est utilisé par Prophyta en

Allemagne contre
les sclérotes de
Sclerotinia

et Bioved en Hongrie. Des
formes non pathogènes de
Fusarium

sont utilisées par
compétition avec les formes pathogènes (voir le
Bulletin d'Août §34)

par SIAPA, en Italie et Natural
Plant Protection en France. M
ais aucune
caractéristique unificatrice ne se dégage des exemples
précédents.


Les biofongicides peuvent également limiter la
pathogénicité des champignons pathogènes en
stimulant

des
défenses

de la plante.

















47.
Il faut se méfier des
effets

inattendus

de
certains
biopesticides

sur la
flore indigène
. C'est tout
le problème de la
spécificité

pour les
cibles
. Des
effets collatéraux sont cependant souvent observés. Ce
sont usuellement des effets indirects et notamment de
perturbations des réseau
x alimentaires. Un article de
DE

Pearson et al.; Trends in Ecology and Evolution
18 (SEP03) 456
-
461
, indique que la

force de
l'interaction

est au moins
aussi important
e (l'effet
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

14

sur la cible) que l'
étroitesse

de la
spécificité

et aboutit
à une extension in
directe.

L'extension du spectre d'hôte est, néanmoins, un
facteur important, d'extension de l'effet non souhaité
aux plantes indigènes.

L'article discute de l'effet des insectes sur les
mauvaises herbes. Le
millepertuis

Hypericum
perforatum,

bien banal ch
ez nous, a envahi depuis les
années 50s tout le nord de la Californie sur un million
d'hectares, entraînant une réduction spectaculaire des
plantes autochtones dans les prairies naturelles. On a
introduit la
chrysomèle

Chrysolina quadrigemina
pour
réduire

ces populations envahissantes. L'effet a
été radical, et on a réduit à environ 1% la densité des
populations du millepertuis, ce qui a permis la
recolonisation des surfaces dégagées par les plantes
indigènes en une douzaine d'années après
l'introduction.

Quand la
force

de l'
interaction

est
plus faible
, on
multiplie, généralement, les agents biopesticides pour
une plante donnée. Le résultat est souvent que le

biopesticide finit

par être
beaucoup plus abondant

que la

cible
. Ceci ne peut s'expliquer que par u
ne
interaction beaucoup plus large via les
caractéristiques

écologiques et les réseaux alimentaires. En effet la
cible

peut très bien être
intégrée
, physiquement et
fonctionnellement dans la
flore indigène

en
remplaçant ces plantes. La disparition de ce no
uvel
élément affecte indirectement ce nouvel équilibre. La
disparition du lapin
Oryctolagus cuniculus

a provoqué
l'
éradication

indirecte

d'un
papillon

qui lui est
lié
,
Maculina ario
. Les chenilles du grand papillon bleu
utilisent les nids de la
fourmi
Myrm
ica sabuleti

pour
se développer. L'utilisation de la myxomatose contre
le pauvre lapin a supprimé sa fonction de dégagement
de surface permettant l'implantation des nids de la
fourmi. Il était difficile d'anticiper.


On pensait, en 1989, à utiliser le colé
opère chinois
Diorhabda elongata

efficace sur
Tamarix parviflora

et
T.ramosissima
, (originaires d'Europe et du Moyen
-
Orient) qui sont

une plaie, car ils envahissant les bords
de rivières dans tout l'Ouest du pays, éliminant saules
et peupliers. Ce ne serai
t rien s'ils ne ramenaient pas le
sel des nappes locales vers la surface. D'où leur nom
de saltcedar. Il n'existe pas de tamarix en Amérique du
Nord et
cela

faisait du coléoptère un biopesticide tout
indiqué. On a cependant refusé l'utilisation de ce
biope
sticide, car un
oiseau

en danger, le
willow
flycatcher

(
Empidonax traillii extimus),

avait changé
ses sites de nidation pour ces tamaris à la place des
saules et peupliers disparus devant l'invasion.

La lutte contre

la centaurée exotique
Centaurea
maculos
a

par la foreuse des racines

Agapeta zoegana
,
a non seulement échoué à cause de la croissance
compensatrice très forte de la centaurée, mais la
graminée locale

Festuca idahoensis

a subi des effets
négatifs peu accentués, mais réels, peut
-
être par le
biais
des
mycorhizes
, où des effets allélopathiques.

La perturbation des chaînes alimentaires est un autre
facteur entraînant des effets indirects. En effet si le
biopesticide

n'est
pas assez efficace
, il va quand
même
pulluler

du fait de la
persistance

de sa
pr
oie
.
Cette pullulation est certainement
éphémère
,

car

le
biopesticide va devenir une ressource comme les
autres pour des populations de prédateurs qui vont
exploser avec des effets inattendus et non envisagés
sur le plan théorique et dans la réglementation
. Ainsi
les
porcs sauvages

des îles au large de la Californie
du Nord facilitent l'
élimination indirecte

d'un
renard
endémique

(
Urocyon littoralis)

en permettant
l'amplification des populations du
golden eagle

Aquila
chrysaetos

récemment implanté qui ne po
uvaient vivre
sur la seule faune locale.

Un cas très spectaculaire est celui des
mouches à
galle
s
Urophora affinis

et
U.quadrifasciata

utilisées
dans les années 70s contre
Centaurea maculosa

et
C.diffusa
. Elles se sont parfaitement implantées mais,
du fai
t d'une

efficacité insuffisante
, se sont
multipliées de façon extravagante (jusqu'à 3000 larves
au mètre carré). Elles sont devenu une
nourriture

facilement
disponible

pour le rongeur
Peromyscus
maniculatus
(deer mouse) dont on ne souhaite pas
spécialement

la pullulation, car ce sont des prédateurs
agressifs non seulement d'insectes, mais encore de
graines et, surtout, mais qui constituent aussi un
réservoir

d'un virus dangereux de la famille des
hantavirus, le
Sin Nombre virus
.

















48.
Le
coléo
ptère

scolytide foreur du caféier
Hypothenemus hampei

est sensible à certaines
souches de
Bacillus thuringiensis

sérovar
israelensis

indigènes du Mexique considérées jusque là que
comme

mosquiticides
.

I

Mendez
-
Lopez et al.; FEMS
Microbiology Letters 225 (1
2SEP03) 73
-
77.
Cet
insecte est difficile à combattre chimiquement car il
fore également les grains de café et les problèmes de
résidus limitent sérieusement ce type de lutte. On
savait déjà que le sérovar
sumiyoshiensis

est actif dans
ce cas.

















Les Productions animales

L'expression génique

49.
La
distribution
intracellulaire

des

facteurs de transcription

est importante, et la cellule joue sur leur
stockage

cytoplasmique
, leur
envoi

vers le
noyau

ou leur
expulsion

du noyau pour piloter leur ac
tion. La
localisation nucléaire d'une protéine est usuellement assurée par la présence, dans la protéine, de séquences
étiquettes

antagonistes. Les NLS permettent l'importation dans le noyau, tandis que les NES joue le même rôle, mais
en sens inverse.

On
vient de détecter un nouveau
signal

d'
exportation

nucléaire

dans la protéine
Smad1
.
Z

Xiao et al.; The
Journal of Biological Chemistry 278 (05SEP03) 34245

34252.

Je rappelle que
Smads 1, 5 et 8

transmettent les
signaux issus des récepteurs des
BMPs
. Ces Sm
ads sont phosphorylés par les récepteurs et passent dans le noyau et
interagissent avec le co
-
Smad Smad4 (voir le $ Smad2). Ce signal d'
exportation du noyau
,
NES2
, est
absent

dans
le
co
-
Smad

et dans les
Smads inhibiteur
s. Il vient
s'ajouter

au
signal NES1

déjà connu, mais est plus efficace.

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

15

La
surexpression

de
CRM1

(
C
hromosome
R
egion
M
aintenance 1) qui est une
importine ß
interagissant
directement avec les nucléoporines et reconnaissant les NES vide le noyau de Smad1. Or c'est
NES2

qui est
reconnu

par
CRM1

et pas NES1. NES2 est également présent dans Smad3, mais il n'y est pas fonctionnel.

















Le développement

50.
La
fixation

du
spermatozoïde

sur l'
ovocyte

correspondant repose sur un mécanisme d'
adhésion

du
spermatozoïde sur la zone pellucide
de l'ovocyte,
grâce à une protéine spéciale. Une telle protéine a été
identifiée dans le testicule de la souris,
SED1
.
MA

Ensslin

et al.; Cell 114 (22AUG03) 405

417.
Elle
a été identifiée grâce à la similitude avec une protéine
de taureau ayant une fonctio
n supposée analogue.

















51.
Le numéro d'Août de
Current Opinion in
Genetics & Development

est consacré à l'élaboration
des
patrons

au cours de l'
organogenèse
. on y trouve
des plaidoyers en faveur de l'étude des
Lophotrochozoaires

qui sont théo
riquement proches
des Urbilateria (Ur pour désigner un ancêtre en
allemand) supposés à l'origine des animaux à symétrie
bilatérale (
K

Tessmar
-
Raible et al.;
Current Opinion
in Genetics & Development 13 (AUG03)

331
-
340).
La
planaire d'eau douce
Schmidtea me
diterranea
, qui a
beaucoup servi dans les études de régénération
,

est un
des protypes suggéré par
A

Sánchez Alvarado; p.438
-
444.

D'autres revues portent sur l'apport des modèles
mathématiques à l'analyse du développement.
D

Thieffry et al.; p.326
-
330

essay
ent de "vulgariser"
ce type d'analyses.


La
polarisation

des cellules est un fait important,
notamment
dans les

épithéliums, et les voies assurant
cette orientation de la structure cellulaire notamment
la voie du
complexe Par
-
6/aPKC

redistribuant ces
proté
ines selon l'axe basal/apical (voir notamment le
Bulletin d'Avril §66)
.
D

Henrique et al.; p.341
-
350
discutent du rôle du complexe apical
dans
l'établissement de la polarité dans différents systèmes.

T

Lecuit; p.
351
-
357
soulignent l'
importance du
remodela
ge

de la
surface cellulaire

en réponse à des
signaux
extracellulaires
.

D

Dormann

et al.; p.358
-
364
analysent les divers
ligands jouant un rôle dans la migration des cellules
(voir le §
Dormann

) au cours du développement
de
Dictyostelium

aux Vertébrés.

Le
s problèmes d'
adhésion
sont importants
,

mais
difficiles à élucider du fait de l'abondance de ligands
intervenants.
JP

Thiery; p.365
-
371
illustre un
panorama des systèmes où l'adhésion intervient dans
la
morphogenèse
.

La structure
segmentaire

du corps des v
ertébrés,
qui commence par s'exprimer dans le mésoderme
paraxial, fait intervenir une sorte d'
oscillateur

commandant la production régulière des
somites
.

Y

Bessho et al.; p.379
-
384
décrivent les acquisitions
récentes sur ce système qui pourraient bien s'ap
pliquer
à d'autres.

La
symétrie

de l'embryon des vertébrés est
rapidement brouillée par les développements ultérieurs
de l'organogenèse.
J

McGrath et al.; p.385
-
392

s'intéressent particulièrement au
déclenchement

de
l'asymétrie

gauche/droite
. Le rôle des
flux liquides
induits par le battement orienté de cils (voir le

Bulletin
de Juillet 2002 §76)

au niveau du nœud embryonnaire
est repris.

La revue de

PPL

Tam et al.; p.393
-
400
discutent
des
premières étapes

de l'
induction
de l'
endoderme
.
Une variété de méc
anismes convergent, chez les
animaux, sur l'activation de la voie
Nodal

qui régule
l'induction de l'
endoderme
.

Les réseaux de facteurs de
transcription des vertébrés comme
Mixer

ou
Sox17

qui permettent la
spécification

de l'
endoderme

est
très conservée che
z les Vertébrés. Les auteurs
soulignent, incidemment, le rôle de l'endoderme dans
la
morphogenèse

des structures
faciales
.

M

Kumar et al.; p.401
-
407

se consacrent à la
différenciation du
pancréas

en réponse à une série de
signaux

locaux

provenant des struc
tures entourant
l'ébauche (notochorde, aorte ou lame latérale du
mésoderme). Ils discutent, notamment, de facteurs de
transcription comme PDX1 ou PTP1a qui jouent un
rôle important dans la régulation du développement
pancréatique.

Le
mésoderme

et l'
angioge
nèse

sont l'objet de la
revue de
J

Rossant et al.; p.408
-
412
. La revue discute
l'initiation

des
précurseurs

endothéliaux

qui vont
précéder la formation des vaisseaux et de leur contenu,
déclenchée par le
VEGF

(Vascular Endothelial
Growth Factor). Leur sort

ultérieur est régulé par les
voies
Notch

et
Ephrine
.

S

Tajbakhsh; p.413
-
422

s'intéresse aux
muscles
squelettiques

chez l'embryon et l'adulte. Il évoque la
controverse

sur les
premiers

stades de la
formation

du

myotome
. Il traite également des problèmes de

régénération et le difficile problème du rôle des
cellules souches dans ces mécanismes (voir

le §
Brazelton).

Enfin la formation du cortex cérébral à partir du
télencéphale est abordé dans la revue de
PA

Zaki et
al.; p.
423
-
437
. Ils évoquent les signaux de
s familles

BMP
,
Wnt

et
Hedgehog

et des voies en aval.

















52.
Le passage des
Gastéropodes

aux
Céphalopodes

est associé à la perte de la coquille
(sauf pour le Nautile, bien entendu), à un
changement

dans la
fonction

du
manteau

qui devient le
pr
opulseur hydrodynamique, à la transformation du
pied en bras très finement innervés, etc….Cette
réorganisation du pied des gastéropodes dont la partie
antérieure va donner les dix bras des calmars, les huit
des poulpes et les 90 du Nautile (tandis que la p
artie
postérieure va donner la tuyère de propulsion) a été
analysée par des chercheurs de Hawaï et de Houston.
PN

Lee et al.; Nature 424 (28AUG03) 1061
-
1065.
Ils
ont analysé la
réorganisation

parallèle

du
fonctionnement

des
gènes

Hox

dans le système
nerveu
x périphérique (et plus généralement des
structures des nouvelles structures d'origine
ectodermiques). Ces auteurs se sont intéressés au
calmar
Euprymna scolopes
(celui qui héberge

Vibrio
harveyi
, si je ne me trompe). On connaissait déjà les
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

16

gènes
Hox

d'un

gastéropode primitif (un ormeau,
Haliotis asinina
).


Les auteurs constatent que la règle de la colinéarité
des différents gènes
Hox

est respectée, comme chez
tous les métazoaires, en particulier dans l'axe
antéropostérieur

du système nerveux central (avec

d'ailleurs des anomalies pour la tête, comme ailleurs),
mais pas dans les dérivés du pied où on constate
l'expression simultanée et co
-
localisée de nombreux
gène
Hox
. Je rappelle que ces gènes ancestraux, avec
une correspondance entre l'ordre des gènes et

l'axe
antéropostérieur du corps, codent des facteurs de
transcription. Leur patron d'expression est donc
essentiel à l'organisation du corps.


Le système nerveux brachial est très élaboré.
Sept

des
gènes
Hox

sont exprimés dans les régions
neurogéniques q
ui vont donner les ganglions nerveux
brachiaux. Or, chez l'ormeau, qui est un gastéropode
primitif si je ne me trompe, il n'en est rien,
aucun

d'entre eux n'est exprimé dans le
pied

(la partie
succulente de la bête). Chez le calmar, chaque paire de
bras po
ssède sa propre combinaison de gènes
Hox

exprimés.

















53.
Le cytochrome
P450

CYP2B19

est une
époxygénase

spécifique

des
kératinocytes

agissant
sur l'acide arachidonique. Cette enzyme est exprimée
dans la couche granulaire de l'épiderme (celle
juste au
-
dessous de la couche cornée et la dernière où les
cellules sont encore vivantes). Les acides 14,15
-
epoxyeicosatriénoïques en sont des produits. On vient
de montrer qu'il promeuvent la kératinisation par
pontage

des
protéines

et des

filaments
inter
médiaires

de la kératine des cellules
épidermiques en
activant

des
transglutaminases
.
PA

Ladd et al.; Journal of Biological Chemistry 278
(12SEP03) 35184
-
35192.

















54.
On trouvera dans
YC

Yang et al.; Proceedings of
the National Academy of Sc
iences USA 100
(02SEP03) 10269
-
10274
, un
modèle hiérarchique
de
régulation des gènes par le
TGF
-


(
Transforming
Growth Factor

).

Les auteurs ont procédé à des ablations des
intermédiaires de la cascade de translocation du signal
Smad2, Smad3 et de la protéine kinase ERK.
Smad3

est le

principal médiateur

de cette cascade. Il agît par
action du compl
exe de Smad3 associé au co
-
Smad
Smad4, caractéristique de l'
activation précoce

des
gènes cibles.

Smad2

et
ERK

interviennent
plus tard
.

















55.
On trouvera dans
DC

Radisky et al.; Trends in
Cell Biology 13 (AUG03) 426
-
434,

Une analyse du
rôle

de

l
'épimorphine

dans la
morphogenèse

de
l'
épithélium mammaire
.

L'épimorphine est une protéine
extracellulaire
exprimée dans le
mésenchyme

et qui oriente la
morphogenèse épithéliale
. Elle fait partie d'un
mécanisme de
fusion

des
membranes
, comme dans
l'exoc
ytose. Suivant le contexte extra
-

ou
intracellulaire
, l'épimorphine pilote l'un de deux
processus de la tubulogenèse :
ramification

des
canaux sécréteurs, ou l'
expansion

de leur lumière.


En effet, l'épimorphine est le pendant de la
syntaxine
-
2
intracellu
laire

et les deux protéines
interviennent de façon concertée dans l'organisation
des épithélia glandulaires ainsi que la sécrétion
orientée des protéines.

Quand l'épimorphine est située à
l'extérieur

elle
intervient sur la
morphogenèse

et, quand elle est

sur
la

face
intracellulaire

(syntaxine 2) de la
membrane
, elle intervient dans la
dégranulation

des
plaquettes
sanguines

ou des
cellules acineus
e du
pancréas

exocrine
, ainsi que dans la
réaction

acrosomiale

du spermatozoïde lors de la fécondation
(donc d
es exocytoses). Ce
ci ne facilite pas les
analyses, car

la fonction dépend d'une localisation
difficile à déterminer et analyser biochimiquement

Les deux mécanismes assurés par l'
épi
morphine
/syntaxine
-
2

reposent sur des
sites différents

de la
molécule
.

Enf
in, l'
épimorphine/syntaxine
-
2 est manifestement
sécrétée

par une voie
indépendante

du
réticulum
,

comme les Fibroblast Growth Factors

FGF1 et FGF2
et l'interleukine
-
1

c'est à dire qu'elle ne porte
pas de
signaux d'exocytose

(alors qu'elle intervient dans
le
mécanisme!).

















56.
Le

TGF


Transforming Growth Factor
-


1)
joue un rôle important dans la
croissance

et l'
invasion
du
trophoblaste
. L'activité de la télomérase est
régulée négativement lors de la phase terminale de la
différenciation du

trophoblaste. Elle intervient sur la
sous unité

catalytique réverse transcriptase de ce
complexe télomérase (TERT). .

Cette action est le produit de
nombreux signaux
indépendants

avec suppression de c
-
Myc, production
accrue de Mad1 et d'inhibiteurs de kin
ases cyclines
-
dépendantes associés à une perte d'expression des
cycline
-
A2 et cycline
-
E.
S

Rama et al.; Molecular &
Cellular Endocrinology 206 (29AUG03) 123
-
136.

















57.
L'
acide

-
汩loï煵e

inhibe

la
différenciation

des
adipocytes

en régulant l'expression des facteurs
de transcription pré
-
adipogéniques par le biais des
voies des
MAP
-
kinases
.
KJ

Cho et al.; Journal of
Biological Chemistry 278 (12SEP03) 34823
-
34833
.

L'acide

-
lipoïqu
e module l'expression d'un jeu de
facteurs de transcription aussi bien pro
-

qu'anti
-
adipogéniques.

Il entraîne une poursuite de l'activation
des principales voies de MAP
-
kinases

dans les
préadipocytes

3T3
-
L, mais sans effet sur l'activité de
la voie du réc
epteur de l'insuline.

















58.
Il est souvent admis que les
cellules souches

se
perpétuent dans une "
niche
" particulière et que, dès
qu'elles en
sortent
, elles se
différencient
. Le choix se
fait donc entre migrer ou pas. C'est ce qu'ont étudié
Y
M

Yamashita et al.;
Science 301 (12SEP03) 1547
-
1550

dans le testicule de la Drosophile. Ils montrent
que ce choix résulte de l'
orientation

du
fuseau

de
division dans ces cellules et donc d'une division
asymétrique
. Ce n'est probablement pas le seul
système

où ce mécanisme est utilisé lors du
développement. .

Le testicule de
Drosophila
contient neuf
cellules
germinales primordiales

entourant un petit amas de
cellules somatiques quiescentes (cela fait penser à un
méristème végétal). En fait, ce noyau crée la

fameuse
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

17

niche en
sécrétant

des
signaux

entretenant

les
cellules germinales souches. La division des cellules
germinales a toujours lieu
perpendiculairement

au
noyau central

de sorte que la
cellule fille

la plus
proche du centre continue à se diviser sans
différenciation, tandis que la cellule
distale
, plus
distante du centre émetteur, est tentée par une
différenciation et donne des spermatogonies. Ce genre
de divisions asymétriques a déjà été décrit dans
d'autres lignées, mais, dans ce cas, le centrosome s
e
positionne très tôt en association avec la protéine APC
(
Adenomatous Polyposis Coli)
. Voir également le
commentaire de
MR

Wallenfang et al.;
Science 301
(12SEP03) 1490
-
1491.

















59.
Les
cellules souches embryonnaires

(ES) sont
des cellules
to
tipotentes

issues de la masse centrale
des embryons de la souche 129 de souris et constituent
toujours des outils incomparables d'analyse du
développement. On sait obtenir des recombinaisons
homologues dans ces cellules et donc modifier de
façon précise et

stable leur génome.

On n'a, jusqu'à présent,
jamais réussi

la
différenciation
directe

de cellules ES en cellules
germinales
. L'opération a été réussie et, plus
intéressant, on a réussi à
activer
parthénogénétiquement

les
ovocytes

ainsi
différenciés en str
ucture ressemblant aux blastocystes.
K

Hubner et al.; Science 300 (23MAY03) 1251
-
1256,
souligné par un commentaire de
GQ

Daley;
Nature BioTechnology 21 (JUL03) 760
-
761.

Les cellules germinales et les cellules ES partagent
plusieurs caractéristiques, et on p
eut engendrer des
cellules ES
-
like

en cultivant des cellules germinales
dans certaines conditions, notamment chez la souris et
l'homme. Un des marqueurs moléculaires les plus
utiles est le gène
Oct4
qui est associé à la
pluripotentialité des cellules.

K

Hu
bner et al.

ont mis la GFP sous la commande
du promoteur OCT4 simplifié pour ne pas s'exprimer
dans les cellules de l'épiblaste. On peut ainsi pister les
cellules germinales où qu'elles soient dans des
populations de cellules ES en différenciations de tous

types.

On les voit apparaître 4 jours seulement après la
mise en culture. On constate, ultérieurement, des
différenciations remarquables comme l'
entrée en
méiose
, alors que celle
-
ci est
conditionnée

par la
présence de
cellules somatiques spécialisées

du
follicule ovarien

qui doivent être présentes dans la
population.

















60.

Les
cellules

souches

de la
moelle osseuse

peuvent également donner des
cellules


endocrines
du pancréas.
D

Hess et al.; Nature Biotechnology 21
(JUL03)

763
-
770, avec un commentaire de
A

Lechner
et al.; p.755
-
756.

Ce n'est pas la première fois que ceci a été constaté
et publié (
A

Ianus et al.; Journal of Clinical
Investigations 111 (M
AR03) 843
-
850
, avec un
commentaire de
VM Lee et al.; p.799
-
801,

et la liste
des types cellulaires pouvant être engendrés par ces
cellules souches

continue de grandir. Ce genre de
transdifférenciations

est cependant l'objet de
controverses, à cause de la di
fficulté à reproduire les
résultats publiés. De plus, et dans certains cas, comme
la conversion en hépatocytes, on a pu montrer qu'elle
était en réalité le résultat de

fusions cellulaires
avec
des
hépatocytes

vrais.

Que ces cellules puissent donner des en
dothéliums
vasculaires ne fait aucun doute. Or ceux
-
ci
interviennent dans la différenciation des cellules


en
émettant des signaux vers les cellules voisines.

On n'a surtout jamais complètement éliminé
l'explication que le pancréas endocrine peut régénére
r
après destruction à partir de quelques vraies cellules
souches pancréatiques.

















61.
Si les
cellules ES

de la
souche 129

de souris
sont universellement utilisées, d'autres souches,
comme la souche
CBA
, sont réfractaires en utilisant
les moye
ns classiques. Des chercheurs du Roslin
Institute ont isolé des
cellules ES

et des
cellules
germinales embryonnaires

de cette souche par
l'
ablation systématique

des
cellules

se
différenciant
.
EJ

Gallagher et al.; Transgenic Research 12 (AUG03)
451
-
460
. Ils

ont perfectionné une technique déjà
publiée par eux en 1996
(J

McWhir et al.; Nature
Genetics. 14 (OCT96) 223
-
226)

où les cellules
ES
potentielles

sont
sélectionnées

par un marqueur de
résistance

à la
néomycine

commandé par le
promoteur
OCT3/4
. La résista
nce ne peut, ainsi, se
manifester
que

dans des
cellules

indifférenciées
. On
sait que la fréquence d'isolement de cellules ES est
facilitée par des inhibiteurs des kinases activées par
des signaux extérieurs (ERKs) dans la souche 129
(voir M

Buehr et al). M
ais cela ne marche pas pour la
souche CBA.

Un
article

sur l'
obtention

des
cellules ES
, qui
paraît évidente dans les manuels, mais qui n'est pas si
facile que cela est paru avec
M

Buehr et al.;
Philosophical Transactions; Royal Society London (B)
Biological

Sciences 358 (29AUG03) 1397
-
1402
. Ce
groupe, également d'Edinburgh, a
suivi

l'expression du
facteur de transcription

Oct
-
4
,
marqueur

de la
totipotence
, dans des cultures de cellules murines de
l'épiblaste. Les auteurs ont observé que cette
expression est
souvent perdue avant même la
différenciation de l'épiblaste. La cadence de
disparition dépend du génotype. Ils décrivent l'effet du
traitement des MAP kinase/ERK kinases Erk1 et Erk2,
par l'inhibiteur PD98059 qui accroît la persistance des
cellules exprima
nt OCT
-
4. Les résultats indiquent une
modification épigénétique complexe et durant des
phases courtes et précises du développement
initial

de
l'embryon. Le même groupe avait décrit dans
M

Buehr
et al.; Biology of Reproduction 68 (JAN03) 222
-
229
,
la perte r
apide de cette expression et de la
pluripotentialité chez les blastocytes des rongeurs.

















62.
Le
remodelage

des
os

est constant. Il fait
intervenir destruction par les ostéoclastes et
reconstruction à partir des ostéoblastes.

On vient de ca
ractériser une
nouvelle fonction

du
facteur de transcription
Stat1

dans la régulation de ces
mécanismes. En son
absence
, on observe une
ostéoclastogenèse élevée
, probablement à la suite de
la
perte

de la
régulation négative

par l'
interféron

.
Et pourtant, la masse osseuse est amplifiée, car la
différenciation

des
ostéoblastes

est
fortement
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

18

stimulée
. Cette stimulation est due à la perte de
l'
interaction

de
Stat1

avec la
forme latente
cytoplasmique

du facteur de transcription
Runx2
. Ce
facteur

est normalement bloqué dans le cytoplasme
par la fixation de Stat1. La disparition de ce dernier
laisse libre Runx2 de passer dans le noyau et d'activer
la différenciation des ostéoblastes.
S

Kim et al.; Genes
& Development 17 (15AUG03) 1979
-
1991.

C'est

d
onc
un atténuateur cytoplasmique de Runx2.

















63.
On vient de montrer, par une ablation
conditionnelle

de la

-
caténine
, un effecteur
aval

de
la voie classique du
Wnt
, qu'elle est un
régulateur

essentiel de la
formation

de la
crête ectodermique
apicale

des membres (AER) et de la mise en place de
leur
axe dorsoventral
. Elle intervient en aval
du
récepteur

des BMPs

(Bone Morphogenetic Proteins)
dans l'induction de l'AER mais en amont ou en
parallèle avec la détermination dorso
-
ventrale. Il y a
donc une assez sérieuse intrication entre les signaux
Wnt/

-
caténine et celle des BMPs.
N
Soshnikova et
al.; Genes & Develop
ment 17 (15AUG03) 1963
-
1968.

















64.
Notch

est un
récepteur membranaire

qui
permet à une cellule de percevoir les
signaux

émis par
les
cellules voisines

exhibant les ligands. Cela a été
montré lors de l'"inhibition latérale" dans le guidage
des

neurones.

L'
initiation

de la voie
Notch
au niveau de la
membrane

plasmique requiert la
fixation

des
ligands

Delta

ou
Jagged

sur le domaine
extracellulaire
du
récepteur, ce qui entraîne son
ablation

par une
protéase appelée
ADAM
(
pour
A
lfa
D
isintegrin
A
nd

M
etalloproteinase à cause de la présence constante
d'un domaine désintégrine). Dans ce cas, ce peut être

ADAM 10/kuz ou ADAM 17/TACE. Il y a ensuite
clivage intra
-
membranaire

du fragment
C
-
termina
l
(CTF appelé NEXT) par le système de la
preséniline
,
puis
de la


-
s狩tase
.

On admet que la libération de l'important
ectodomaine est nécessaire pour démasquer le site de
coupure au sein de la membrane. Il existe, de plus, un
clivage

des

ligands eux
-
même
par les
ADAMs
. Les
deux ligands libèrent des CTF et ce clivage e
st stimulé
par Notch. Ces fragments des ligands sont eux aussi,
clivés par le système Preséniline/

-
Sécrétase. Ils
entrent donc en compétition avec le fragment NEXT
pour une coupure par la

-
Sécrétase.

Notch

et ses

ligands

sont donc clivés par la même
mach
ine moléculaire et la compétition entre ces
clivages a probablement un rôle important dans les
transmissions des signaux.
MJ

La

Voie et al.;
The
Journal of Biological Chemistry 278 (05SEP03)

34427

34437.


















La Physiologie

65.
Une population

expérimentale de bovins a été
criblée pour des
polymorphismes

dans le gène de la
leptine
.
On a pu observer cinq polymorphismes de
nucléotides isolés (SNPs) au sein des séquences
codantes.
Leur examen suggère une corrélation entre
un
polymorphisme

dans
l'e
xon 2

et la
prise de
nourriture
. Les individus avec le génotype A/T à ce
niveau consomment 19% de plus de nourriture que
ceux qui présentent le génotype A/A. Il existe
également une corrélation entre ces haplotypes et le
dépôt de gras.
R Lagonigro et al.;
Animal Genetics 34
(OCT03) 371
-
374.

















66.
Le rôle de l'
hypothalamus

dans
l'homéostasie
énergétique

relativement bien établi dans le cas des
Mammifères (pensez leptine, etc…). Il est beaucoup
moins connu dans le cas des oiseaux.
Des chercheurs

du Roslin Institute ont étudié ces régulations chez la
caille.

Les messagers des
agouti
-
related peptide, pro
-
opiomélanocortine, prépro
-
orexine
et

vasoactive
intestinal polypeptide

ont été suivis.
D
Phillips
-
Singh et al.;

Cell Tissue Research 313 (AUG03)
217
-
225.

















67.
Le système central de la mélanocortine
fonctionne apparemment
comme

chez les
mammifères,

mais les
orexines

des oiseaux semblent
intervenir
ailleurs

que dans l'homéostasie de l'énergie.

Les gènes exprimés dans le
corps jaune

de
s vaches
ont été
caractérisés

par des chercheurs norvégiens
auquel un chercheur de l'INRA de Jouy est associé.
Ces gènes sont placés dans dix chromosomes
différents. Aucune discordance avec ce que l'on sait
chez la femme n'est apparue.
T Bonsdorff et al.;
Animal Genetics 34 (OCT03) 325
-
333.


















68.
Une analyse de la
variabilité

dans la

production des oeufs
, de la
structure du squelette

qui entre en compétition avec la
formation

des
coquilles

et leur
résistance
, et enfin les qualités de
l'oeuf a

été effectuée au Roslin Institute.
PM

Hocking
et al.; British Poultry Science 44 (JUL03) 365
-
373.

Les auteurs ont utilisé 25 races de
poules
pondeuses commerciales
et
traditionnelles

et ont
suivi ces caractéristiques jusqu'à la 55° semaine. La
race a une
grande importance (on s'en serait douté). La
solidité de la coquille est acquise
aux

dépens de la
solidité et de la densité des os chez les races
commerciales, chez qui on constate une grande
variabilité entre lignées de la solidité des os.

















69.
Les

oestrogènes

agissent via
divers sites
répartis

sur les promoteurs grâce aux récepteurs
ER


et ER

.
Les effets sont positifs comme négatifs sur
l'expression. Ces deux récepteurs sont distribués
différemment selon les tissus.
Il serait intéressant
de
pouvoir disposer de ligands pouvant spécifiquement
inhiber ou activer les deux. C'est ce qu'ont fait
WR


Harrington et al.; Molecular & Cellular
Endocrinology 206 (29AUG03) 13
-
22.
Ils décrivent
les effets de plusieurs d'entre eux. Ils conservent leur
ca
ractère agoniste et antagoniste et leur
spécificité

de
récepteur

sur des gènes de différents types.

















70.
La
ponte

des poules élevées en jours courts
commence, normalement, au 147° jour. On peut
accélérer

la
maturation

des réponses de la
FSH

et de
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

19

la
LH

à la
photostimulation

chez les poules
prépub
èr
es par traitement par des oestrogènes
(oestradiol benzoate). Les effets de tels traitements sur
la LH et la FSH pituitaires et plasmatiques au 34° et
54° jour ont été étudiés.

IC

Dunn et al.; Reprod
uction
126 (AUG03) 217
-
225.

Chez les poules prépub
èr
es, la maturation du
mécanisme neuroendocrine photoinduit libérant FSH
et LH pourrait bien être stimulé par l'oestrogène,
probablement par
libération accrue

de la
GnRH
-
I

ou
une
réponse pituitaire accrue

à

la
GnRH
-
I
. Une
interaction entre des facteurs paracrines pituitaires
comme activines et follistatine doit être en cause.

















71.

On trouvera dans
M

Filicori et al.; Trends in
Endocrinology & Metabolism 14 (AUG03) 267
-
273
,
une
revue

sur le rôle

de la
LH

dans la
stimulation
ovarienne

et son
utilisation
.

















Le système immunitaire

72.
Les
intégrines

sont des protéines membranaires
impliquées dans l'
adhésion

et qui transmettent des
signaux dans les deux sens à travers la membrane.
El
les peuvent accroître l'adhésivité cellulaire vers
l'extérieur sous un signal
interne
, soit répondre à des
ligands

extérieurs

en agissant sur le
cytosquelette
.
Ainsi dans le cas de
lymphocytes T

la fixation de leur
intégrine LFA
-
1

(pour lymphocyte function
-
associated antigen 1, de type

L

2
) sur l'
ICAM
-
1

(IntraCellular Adhesion Molecule 1) des cellules
présentatrices d'antigènes. L'activation des cellules T
renforce transitoirement

l'
affinité

pour
ICAM
-
1

(signal intérieur vers l'extérieur) et l'interface entre les
deux cellules est alors

enrichi
e

en ces deux molécules,
tandis que la
fixation

du ligand
ICAM
-
1

entraîne
l'
activation

(signal extérieur vers l'intérieur).

Des chercheurs de Harvard montrent que les
domaines cytoplasmiques

des
sous
-
unités
e



et


s'écartent

lors de la transmissio
n du signal.
M

Kim et
al.; Science 301 (19SEP03) 1720
-
1725.

















73.
Le pool de
cellules T périphériques

est
constant

durant toute la vie. Il faut, de plus, que la
cellule assure l'
équilibre

entre

les différentes sous
-
populations (
naïves
,
mémoir
e
, etc…. La cellule T est
donc capable de savoir si son compartiment est plein
ou pas. Elle lance, dans ce dernier cas, son programme
de division.

La
revue

de B

Seddon et al.; Current Opinion in
Immunology 15 (JUN03) 321
-
324

analysent les
cytokines et les

récepteurs régulant ces réponses.

Ce n'est que récemment que l'on a compris que les
cellules naïves

rejoignant

la
périphérie

et dites
quiescentes

ne sont pas si passives qu'on ne le pensait,
et que les activités à ce stade dépendent de
messages

de leur
en
tourage

L'intégration des signaux perçus par les récepteurs
TCR dits clonotypiques (spécifiques d'un antigène
donné et partagés par les clones cellulaires) et ceux
des cytokines entraînent trois évolutions potentielles,
survie, prolifération sans activatio
n et activation puis
différenciation des
cellules

T en cellules effectrices
(pleinement fonctionnelles). Comme ces sorts
éventuels sont commandés par les mêmes récepteurs,
on est obligé de penser que c'est la quantité ou la
qualité des signaux perçus qui a
ssure le choix.

















74.
La
régulation

de l'
activation

par les
récepteurs

des
cellules T

fait intervenir des mécanismes freinant
cette cascade, où la dégradation de protéines,
notamment de récepteurs, joue un rôle. Celui
-
ci est
analysé dans la r
evue de
IK

Jang et al.; Current
Opinion in Immunology 15 (JUN03) 315
-
320.

Cela
permet de réguler la durée et la spécificité du signal,
par exemple.

C'est la découverte des protéines à domaine à
RING
finger

(RF) comme celles de la famille
Cbl
qui
fonctionne
nt comme des ubiquitine ligases E3 qui a
lancé les recherches dans ce secteur. Le domaine RF
interagit avec l'enzyme de conjugaison E2 (voir le §)
et facilite ainsi le transfert de l'ubiquitine de E2 vers
les protéines cibles.

















75.
Le
récept
eur TLR4

(Toll
-
like receptor 4)
active

les réponses
immunes

aussi bien
innées

qu'
adaptatives
. Il reconnaît, en association avec le

corécepteur MD
-
2
, les

lipopolysaccharides

et l'
acide
lipoteichoique

qui lui ressemble. De ce fait il pourrait
être utilisé po
ur des
résistances

à un
grand nombre
de maladies respiratoires bovines

dont le complexe
de fièvre des transports où
Mannheimia haemolytica

(alias
Pasteurella haemolytica
), joue un rôle très
important en passant du tractus respiratoire
supérieur
,
où elle n'
est
pas trop nocive
, descend, sous l'effet de
stress
, dans le
tractus inférieur
. TLR4 joue
également un rôle dans les
résistances

aux
tuberculose

et
paratuberculose

bovines

(respectivement causées par
Mycobacterium bovis

et
Mycobacterium avium

subsp.
Parat
uberculosis
. Le
groupe de Womack a analysé la
séquence

codante

du
TLR4 bovin
. Elle est très voisine de celle du variant 1
de l'homme avec trois exons et des bordures
exons/introns similaires. Chaque exon a été amplifié
chez plusieurs races et le polymorphi
sme SNPs
analysé chez plusieurs individus dans chaque race.
L'
importance fonctionnelle

du
polymorphisme

observé a été analysée dans le domaine extracellulaire
du récepteur, celle qui entre en contact avec les
ligands. L'une des substitutions non synonymes
(changeant un acide aminé) est située dans ce
domaine.

Les 32 SNPs se trouvent dans 20 des haplotypes
pouvant être
assignés

aux régions géographiques
d'origine. Il suffit de génotyper 12 SNPs pour
distinguer ces 20 haplotypes.

















76.
La
maîtri
se

de la
tolérance

des lymphocytes
aux
antigènes

est un élément important
-

de celle des
transplantations, avec la
reprogrammation

des
cellules en vue d'une
immunosuppression
, mais aussi
de plusieurs autres mécanismes immunologique. Une
revue

est consacrée
à ces problèmes dans
H

Waldmann; Current Opinion in Chemical Biology 7
(AUG03) 476
-
480

















Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

20

77.
Des chercheurs de Luminy discutent, dans une
revue
, du rôle des cellules
dendritiques

dans la
présentation

des
antigènes

aux lymphocytes.
E

Gatti
et
al.; Current Opinion in Immunology 15 (AUG03)
468

473.

Voir également le
Bulletin d'Avril §81
,
Février §88

et
Janvier §63
.

Les
cellules dendritiques

(DCs) sont, avec les
lymphocytes B
et les
macrophages
, des cellules
présentatrices

professionnelles

des
pep
tides
antigéniques
. L
es

façon
s

dont elles s'y prennent pour
raffiner

leur
présentation
,

en fonction des conditions
dans lesquelles elles exercent leurs fonctions
,

sont
multiples
.

Ainsi, en présence des pathogènes, les cellules
dendritiques manipulent leur

système d'endocytose en
jouant avec la
capture

de l'antigène , sa
protéolyse
,
les remaniements des
membranes

et les
transports

dans les deux sens pour en faire la cellule la plus
efficace dans la présentation des antigènes.

Les cellules dendritiques
imma
tures

migrent en
sentinelles à la
périphérie
.Lorsqu'elles repèrent une
molécule indiquant un intrus elles sont activées et
s'empressent de présenter les produits de protéolyse
chargés sur les dimères des MHC aux lymphocytes T
des ganglions lymphatiques, ce

qui déclenche les
défenses cytotoxiques. Les peptides
-
MHC sont
reconnus par les récepteurs des cellules T (TCRs) avec
l'aide de co
-
stimulateurs comme CD86 ou CD40

Les MHC
-
I interagissent surtout avec les peptides
cytosoliques

"soi" et viraux, tandis que l
es MHC
-
II
sont associés à des peptides issus de digestions
lysosomales après endocytose et sont donc plus
concernés par la protéolyse. La revue insiste
particulièrement sur la présentation de ces derniers
peptides

Les cellules dendritiques activées pourrai
ent
également intervenir dans la tolérance immunitaire en
présentant des auto
-
antigènes et en inactivant
(anergisant) les cellules T
auto
-
réactives

correspondantes.

















77.
Les cellules T "
mémoires
" sont celles qui
survivent après qu'une infect
ion ait stimulé leur
population et qu'une apoptose massive ait éliminé
leurs cons
œ
urs effectrices devenues inutiles.

Les cellules
T CD8
+

"mémoires"

comportent deux
populations, les cellules
centrales

(T
CM
) et les
effectrices
(T
EM
),
distinctes

par leur
phén
otype

et
leur
capacité

à
migrer
, soit vers les ganglions
lymphatiques, soit les tissus non lymphoïdes. Les
interrelations

entre ces deux populations sont difficiles
à démêler. L'un des phénotypes est la présence de

récepteurs particuliers

comme le récepteu
r de
chimiokines CCR7

et celui de
ciblage

vers les
organes lymphoïdes

CD62L permettant, à eux deux,
le ciblage vers ces organes. Les T
CM

sont donc de
phénotype CCR7
+
CD62L
+
, les cellules CCR7
-
CD62L
-

sont considérées comme des T
EM
.

Le problème réside dans l
e fait que les

deux
populations

sont
engendrées

au cours de la
même

réponse

immunitaire, et qu'on ne sait pas trop bien si
ce sont deux populations stables
indépendantes

après
leur détermination, ou s'il y a des
interconversions

possibles
, en la présence o
u l'absence d'un signal
donné? .

Dans le cas des cellules CD4
+

(T helpers) on sait
que les T
CM

peuvent être converties en T
EM

in vitro
en
présence de cytokines ou après stimulation de leur
TCRs. On a émis l'hypothèse que cette
interconversion

dépend simpl
ement de la

force du
signal

qui convertit les T
CM

en T
EM

au dessus d'un
certain seuil de stimulation.

Dans le cas des cellules CD8
+
, T
CM

et T
EM

pourraient être engendrées de façon
différentielle

selon les
conditions

d'activation
. Ceci a été montré
chez la
souris, où l'addition de doses substantielles
d'interleukine
-
2 (IL
-
2) entraîne la formation de T
EM
,
tandis que celle d'IL
-
15 ou de faibles doses d'IL
-
2
induit la formation de T
CM
.

Deux publications ont analysé la situation chez
l'homme

et chez la
souris

re
spectivement.
V

Baron et
al.; Immunity 18 (FEB03) 193

204

et
EJ

Wherry et
al.; Nature Immunology 4 (MAR03) 225

234
.
Les
résultats de ces deux équipes sont analysés par
DF

Tough ; Trends in Immunology 24 (AUG03) 404
-
407.

Baron et al. ont utilisé les réperto
ires de TCRs des
cellules T CD8+ aussi bien chez lesTCM que les
TEM, raisonnant que, si elles sont interconvertibles,
les répertoires dominants dans la population devraient
être les mêmes. Il n'en est rien, et ces deux populations
semblent bien
indépendant
es
..

Chez la
souris

Wherry et al. ont suivi l'
apparition

de
TCM

et
TEM

CD8
après infection
par un
virus
,
(lymphocytic choriomeningitis virus ou LCMV) et la
bactérie intracellulaire
,

Listeria monocytogenes
. Les
auteurs ont constaté que la taille de la popul
ation
totale des cellules T "mémoires" spécifiques de l'intrus
est
constante
,
une fois le pool établ
i. Le rapport entre
les deux populations évolue avec le temps, mais la
croissance

d'une
sous
-
population
se fait
aux dépens
de l'
autr
e. Ces transferts ont ét
é suivis après
implantation d'une population
initiale

dans d'autres
souris

Une observation marquante est que les
TCM
conservent leur phénotype

pendant
au moins 30
jours
après transfert, alors que la
moitié

des
TEM

deviennent des
TCM

durant la
même période
, et ceci
a lieu en l'absence de toute division qui aurait pu
causer cette différence par amplification différentielle.
Les auteurs concluent que la conversion
phénotypique

entre les deux populations est possible in vivo.

La conversion des TEM

TCM
a lieu très tôt (chez
la souris et contrairement à ce qui se passerait
apparemment

chez l'homme) au cours de la réponse
immunitaire
(première semaine après infection)
,

et le
moment où elle a lieu dépend de la
force

de la
dose

infectieuse
. Les auteurs
ont donc proposé un modèle
de
différenciation linéair
e où les
TEM dérivent

des
cellules
T effectrices

(celles qui interviennent
directement) et les TCM dérivent des TEM.
Contrairement à ce qui avait été affirmé pour les
cellules mémoires CD4, les TCM CD8 n
e semblent
pas pouvoir être converties en TEM (transformation
inverse) en l'absence d'une nouvelle stimulation par
leur antigène.

Les discordances entre les résultats des deux études
laissent à penser, que soit souris ou homme, ont des
systèmes un peu dif
férents, au moins pour ces
catégories

de cellules, ou la période au cours de
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

21

l'infection où ces études ont été réalisées a une
influence importante. Les auteurs discutent les
différentes explications possibles.

















Les Vaccins

78.
L'effet du

virus de la
gastroentérite
transmissible porcine

(TGEV) sur les portées de
porcelets est sensiblement diminué lorsque la
mère

est
immunisée

à la
naissance

contre le
coronavirus
respiratoire porcin

(
PRCV
). Il s'agit d'une
immunisation passive

par le lait d
e la truie. La
protection
croisée

est due au fait que le
PRCV

est une
version tronquée naturelle

du TGEV apparue dans
les années 80s. La délétion réside dans le
gène

qui
code

les

spicules périphériques

du virus. La partie
antigénique n'est pas modifiée, ma
is la
spécificité
tissulaire

l'est profondément. Le TGEV est beaucoup
plus dangereux
pour les
porcelets
, car il
détruit

les
v
illosités intestinales
qui ne se réparent que trop
lentement chez les jeunes. La relance de l'immunité de
la mère 13 à 18 jours ava
nt la mise bas par une dose
limitée de TGEV donne une réponse secondaire
massive qui protège bien les porcelets par le lait. Chez
l'adulte la protection croisée donne des résultats
douteux.
RD

Veterinary
Microbiology

95 (01SEP03) 175
-
186.

















79.
Des chercheurs des
forces armées chinoises
utilisent la
glycoprotéine virale VP7

d'un
rotavirus

du groupe A comme
vaccin oral
suscitant la
formation d'
IgA

(immunité mucosale) et d'
IgG
. Ils
produisent la protéine dans la pomme de terre.
YZ

Wu
et al.;
Virology 313 (01SEP03) 337
-
342.

Il faut rappeler que le dernie
r vaccin tétravalent
contre les rotavirus digestifs (1998) a du être retiré au
bout d'un an à cause d'effets secondaires graves chez
les enfants où il est, pourtant, le plus utile. On cherche
donc à construire des vaccins à sous
-
unités.

















80.

Les
vaccins à sous
-
unités
,
plus sûrs
, souffrent
cependant d'une
faible immunogénicité
. Ceci fait
qu'on doit utiliser de f
ortes doses

et à
plusieurs
reprises
, ce qui entraîne des
coûts prohibitifs
, surtout
dans le domaine vétérinaire où ce coût est crucial

et
doit être proportionné à la valeur de l'animal vacciné.
Il est possible de mimer l'efficacité des vaccins
complets atténués ou inactivés. Les vaccins viraux
utilisant des
structures imitant les virions
(virus
-
like
particles) sont beaucoup plus efficace
s. La
revue

de
R

Noad et al.; Trends in Microbiology 11 (AUG03)
438
-
444

fait le tour des vaccins de ce type
actuellement envisagés et discute des caractéristiques
et des problèmes associés à la confection de ces
particules pour différents virus. (des VLPs
ont été
réalisées pour plus de 30 virus).

















81.
Il est possible de
vacciner

des
souris

contre le
virus West Nile

apparu en 1999 à New York avec un
cDNA codant l'
ARN total d'une souche atténuée
d'un virus voisin, avec la mutation Pro250 > Leu,

dans
la protéine NS1) du
virus Kunjin
.
RA

Hall et al.;
Proceedings of the National Academy of Sciences USA
100 (02SEP03)

10460
-
10464
.

Le virus West Nile (WN) , flavivirus transmis par
un moustique est potentiellement létal pour l'homme
et les chevaux et s
évit un peu partout dans le monde. Il
a été repéré en France il n'y a pas si longtemps.

Le virus Kunjin est également un flavivirus stable
australien très proche antigéniquement de la souche
Sarafend du virus WN et génétiquement de la souche
prototype Uga
nda. On a donc classé le virus Kunjin
parmi les virus WN. Mais c'est un virus très peu
pathogène pour l'homme (et pour la souris).

















Les Pathogènes

82.
Les
oiseaux

constituent un
grand réservoir
de
virus grippaux

et peuvent contribuer (et
ont déjà
donné) aux
pandémies humaines
. La compréhension
du rôle de chacun des gènes au spectre d'hôte et à la
virulence d'une façon plus générale, est essentielle si
on veut pouvoir évaluer les risques d'une nouvelle
souche. (Voir le
)
.
SJ

Baigent et al.;
BioEssays 25
(JUL03) 657
-
671
. Cette
revue

déjà signalée dans le
Bulletin de Septembre §56
, est extraordinairement
fournie en données et peut servir de bible pour au
moins un certain temps à ceux que la grippe intéresse
ou préoccupe. On peut y joindre la le
cture de la
revue

de
DA

Steinhauer; Annual Review of Genetics 36
(DEC02) 305
-
332
, déjà mentionnée dans le Bulletin
d'Août §56

Si les virus de

type C
qui s'attaquent à l'
homme
et
aux
porcins

causent des

infections bénigne
s des
voies respiratoires supérieure
s, les virus de
types A et
B

causent des

infections sévères

dont la grippe
espagnole de sinistre mémoire est un exemple. Les
virus de
type B

ne s'attaquent qu'à l
'homme
et aux
phoques

jusqu'à présent, mais en 2000
-
2002 il y a eu
une expansion significative
, et dans le monde entier,
de la
souche B/Victoria/2/1987
, chez les enfants,
alors que dans les années 1990
-
2000 la
souche
B/Yamagata/16/ 1988

avait pris le
relai
, la souche
Victoria étant confinée à l'Asie. Le problème est que
l'on ne peut inclure qu'un s
eul virus B dans les vaccins
actuels et on se demande lequel des deux il faut
utiliser.

La revue est plus spécialement consacrée au

type A
,
car c'est chez lui que l'on constate très fréquemment
un saut des animaux d'élevage (dont les oiseaux et le
porc) à

l'homme.

Les virus de types

A et B codent leurs
hémagglutinines

(
HA
) et leurs
neuraminidases

(
NA
)
sur des

segments différents
du génome, ce qui
facilite

les
réarrangements

de segments entiers entre
souches.

La
HA

est connue sous
15 formes différentes

(H
1
à H15) et la
NA sous 9 formes différentes

(N1 à N9).
Les hôtes naturels comme beaucoup d'oiseaux
aquatiques (poules d'eau, mouettes et
goélands
)
entretiennent toute la panoplie que l'on retrouve
épisodiquement chez l'homme et les mammifères dans
un certa
in nombre de combinaisons;

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

22

Les combinaisons qui arrivent à s'établir chez les
mammifères

sont un tirage dans cette banque
naturelle. Jusqu'à présent, seules les HAs
H1
,
H2
,
H3
,
et les NA
N1

et
N2

avaient été détectées et seules trois
combinaisons ont été
repérées, jusqu'à présent, chez
l'
homme

(H1N1, H2N2 et H3N2). L'épidémie de
Hong Kong de 1997 a semé la panique du fait que
c'était une nouvelle combinaison,
H5N1

(où
l'
hémagglutinine

était typiquement aviaire) qui en était
responsable. La propagation chez

les oiseaux a été très
importante, mais si quelques cas humains ont été
effectivement détectés (ce qui explique la panique) les
transmissions interhumaines n'ont pu être décelées. Le
virus aviaire
H5N1

est, depuis,
réapparu

sur les
marchés de volailles

de

la ville en
Mai 2001
, mais
aucune infection humaine n'a alors été recensée.
L'
hémagglutinine
de la souche H5N1 de 1997
provient manifestement d'élevage d'
oies

de la province
de
Guangdong

(A/goose/Guangdong/1/96) et la
neuraminidase

de
cailles

sur le march
é de Hong
Kong (A/quail/Hong Kong/G1/97). On a, par ailleurs
montré la contribution d'une souche de canard H6N1
dans la souche de 1997.
(Voir le
Bulletin d'Octobre
-
Novembre 2002 §72)
.

On a noté, également, des
transmissions directes

de souches aviaires
H7N
7

et
H9N2
à l'
homme
, mais
sans décès, mais si ces épidémies sont restées
localisées, elles vont probablement se répéter. La
question est donc de savoir quand, comment et
pourquoi. Les virus
aviaires

peuvent se
transmettre

aux

mammifères
,
sans mutation nota
ble
, ni
recombinaisons
.

Ils ne s'y répliquent, usuellement pas
très bien. Mais certains sont capable de déclencher des
épidémies ce qui signifie une réplication sensible.
C'est le cas de passage d'oiseaux aux chevaux (H3N8),
phoques (H7N7) et porcs (H1N1)
causant des
épidémies chez ces espèces.

La revue examine la
coopération

de
HA
,
reconnaissant

des
récepteurs

à la surface cellulaire,
et
NA

(clivant les acides sialiques) dans la
détermination

de la
spécificité d'hôte

et l'
efficacité
de l'infection
.

HA pos
sède un
site

reconnaissant

deux acides
sialiques

différents fixés chacun par deux liaisons
différentes sur un
galactose
. L'interaction avec les
récepteurs sialique de la cellule dépend de l'acide
sialique, de la liaison avec le galactose et de
deux
acides
aminés

sur la
HA
, dont la bonne combinaison
permet la fixation du virus sur sa cellule hôte et
conditionne

le spectre d'hôte du virus.


Chez les
oiseaux

le
virus

est
entérotrope
, alors que
chez les
mammifères

il se réplique dans les
voies
respiratoires
, bi
en que de l'acide sialique soit présent
dans le tube digestif. Le virus

Hong Kong 1997
H5N1

se réplique dans le
tube digestif humain
, ce
qui le distingue nettement des virus adaptés aux
mammifères. Une autre constatation intéressante est
que les virus
avia
ires

ont un
optimum

de
température plus élevé

(ce qui se conçoit), et leur
NA

exige un
pH plus acid
e, ce qui leur permet de se
multiplier dans le tube digestif supérieur,
contrairement à ce qui se passe pour les souches
humaines ou porcines. La longueur du

pied de la
molécule hors de la membrane de l'enveloppe joue un
rôle de ce point de vue.

La
HA

est responsable de la
fusion

de l'
enveloppe
virale

avec la
membrane plasmique
. Le
précurseur

de chaque monomère de HA est un polypeptide qui est
clivé

en
HA1

et

HA2

par des protéases cellulaires en
un site précis du précurseur. Cela est encore une
cause

de
spécificité

d'hôte. Le ciblage tissulaire et même la
spécificité d'hôte dépend donc de la présence d'un
site
de clivage adapté
aux
protéases

de l'
hôte
. C'est c
e
qui induit le ciblage du virus vers le tractus digestif
chez la volaille, par exemple. Le
doublet

HA1
-
HA2

est
métastable
, et
change

de
conformation

en
pH
acide
, et peut alors provoquer la fusion. La encore les
conditions de milieu dans les tissus des dif
férentes
espèces cibles
entraînent

une spécificité, oiseaux et
mammifères diffèrent sur ce point.

Les formes
faiblement pathogènes

des souches
aviaires

possèdent une
unique

arginine

au site de
clivage

entre
HA1

et
HA2.
Ces HAs sont transportées
à la surfa
ce des cellules épithéliales des voies
respiratoires et de l'intestin, mais sous une forme non
clivées, car le clivage n'est pas dû à des protéases de la
cellule infectée, mais à des
protéases
extracellulaires

de type trypsine. Ces protéases n'étant sécrét
ées que
dans ces tissus, l'
infection ne peut se généraliser
à
tout l'organisme.
Ceci explique le
phénotype bénin
de
ces souches.

Les souches
très virulentes
(une partie des souches
H5 et H7) ont un
site de clivage
comportant

plusieurs
acides aminés basiqu
es augmentant

la
probabilité

de clivage par rapport à l'unique arginine des souches
bénignes. Le précurseur des HA peut alors être clivé
par de nombreuses protéases
intracellulaires

ubiquistes. Cela permet alors au virus de se répliquer
dans de nombreux ty
pes cellulaires (pantropisme), ce
qui
explique

la
virulence

de ces
souches
. La souche
H5N1

de
Hong Kong

de
1997

possédait
, en
particulier, ce
site multibasique
.

Ces souches hypervirulentes sont issues des
précédentes par des
duplications

dans le génome au

niveau de la séquence codant le
site de clivage
, ce qui
a été observé chez des souches H5N2 et H7N1. Un
degré supplémentaire de finesse dans la spécificité est
introduit par la
glycosylation

au
voisinage

du
site de
clivage

qui peut
gêner le clivage
.

La
N
A

peut également
séquestrer

le
plasminogène

et
faciliter

le
clivage

protéique. Il faut, pour cela, une
lysine à son extrémité C
-
terminale (cas de toute les
souches N1) et que le site de
glycosylation

de l'
acide
aminé 146

soit absent.

La
majorité

des
souch
es humaines

ont une

simple
arginine

comme chez les souches peu virulentes
aviaires, ce qui explique l'
absence de pantropisme
.
Mais la
sévérité

de l'
infection

peut être augmentée par
la
présence de bactéries sécrétant

des
protéases

ou
provoquant une
concent
ration

locale de plasmine

(protéase peu regardante sur son site de clivage) ou de
thrombine

de l'hôte. C'était le cas pour une

souche
neurotrope
dérivée de la
grippe espagnole
(qui elle
-
même ne possédait pas cette caractéristique). Les
grippes équines H7

n
e sont

pas spécialement
virulentes
, mais
placées

dans un
contexte

aviaire

deviennent
létales

pour la
volaille
.

La revue analyse ensuite le rôle des
protéines

dites
"
internes
" dans la virulence (PB2, PB1, PA, NP, M et
NS). Ainsi la protéine
PB2

qui fait pa
rtie du complexe
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

23

de la
polymérase virale
avec PB1 et PA, intervient
dans le spectre d'hôte. PB2 contient un

site de fixation
N
-
terminal

sur
PB1
,
deux

signaux

de
ciblage
nucléaire

et une région reconnaissant les
régions
coiffées des messagers
, ce qui lui pe
rmet de
détruire

les
messagers

de
l'hôte
. L
'acide aminé 627

est un
déterminant important de la spécificité d'hôte. Mais
cette spécificité fait également intervenir les deux
autres composants de la polymérase. Il existe quatre
lignées de gènes de PB1 (humai
ne, porcine, équine et
aviaire), cinq de PA (humaine, porcine, équine, des
mouettes et enfin celle des autres oiseaux) et cinq de
NP (hum
a
ine
et porcine classique
, Equine/Prague/56
classique, équine récente, mouette, autres oiseaux).

Ces protéines internes

peuvent donc ainsi jouer un
rôle dans la virulence, si elles arrivent à s'y retrouver
dans la cellule.

Des mutations ponctuelles dans
PB1

et
PA

entrent
également en jeu. Une combinaison d'une PA humaine
avec des PB1 et PB2 aviaires, ou d'une PB1 aviaire
avec les PB2 et PA humaines restreignent
sérieusement la réplication dans des cellules
humaines. Une NP aviaire restreint la réplication d'une
souche aviaire H3N8 chez le porc. Mais inversement
une NP de porc peut très bien complémenter une NP
défectueuse
aviaire alors qu'une souche humaine ne
peut le faire. Il faut, ici, rappeler que le porc a souvent
été considéré comme un intermédiaire entre oiseaux et
homme. La protéine pB1 des virus aviaires semble très
efficace, ce qui expliquerait que les pandémies d
e
1957 (asiatique) et de 1968 (Hong Kong) utilisaient
une P1 d'oiseaux.

En ce qui concerne les protéines
M1

(de matrice ) et
M2

(un canal à protons) qui sont codées
simultanément par le segment 7 du génome, les
formes
aviaires

restreignent la
réplication
du virus

H3N8 aviaires

chez le
porc
.
Il existe quatre lignées
de
M1

(humaine, porcine, aviaire eurasienne et équine
plus aviaire nord
-
américaine et trois lignées de
M2

(humaine, porcine, aviaire plus équine).
On a pu
établir les sites spécifiques des ligné
es aviaires et
humaines. Les virus doivent veiller à ce que le p
H de
clivage
de la
HA

soit
compatible

avec celui
d'
ouverture du canal à proton
. C'est ce qui se passe
pour les souches
hypervirulentes

dont la HA est
clivée dans la cellule (voir plus haut) et

doit traverser
le Golgi sans dénaturation au cours du
bourgeonnement
. Ce qui est intéressant c'est que
depuis la souche dérivée de la grippe espagnole,
A/PortoRico8/34, H1N1, la
protéine M

des souches
humaines

a
perdu

progressivement

sa
capacité

à
interag
ir avec les
HA aviaires
, ce qui rendrait peu
probable une acquisition d'une HA aviaire par ces
virus humains dans le cadre de l'évolution continue
annuelle. Par contre d'autres combinaisons issues des
oiseaux peuvent fort bien resurgir sous forme de
pandém
ie par des réarrangements génomiques
adéquats.

La revue passe également en revue la capacité des
souches de virus à
détruire
la

cellule hôte

par
apoptose
. Enfin la stratégie du virus face aux défenses
immunitaires est l'objet d'un chapitre. L'ensemble de
ces divers facteurs influence la transmission du virus
H5N1, celui de 1997, des oiseaux à l'homme.

















83.
Les
calicivirus

sont des virus à ARNs
directement traductible, dont fait partie le virus
hémorragique

du lapin, considéré comme un
biopes
ticide en Australie. VP10 est une protéine
structurale mineure, codée par l'
ORF2

terminale,
située en aval de l'ORF1 qui est, elle, beaucoup plus
facilement traduite que cette ORF2. Cette traduction
est originale car elle implique nécessairement le
codon

d
e
terminaison

de l'
ORF1
.

La traduction de VP10 commence, classiquement,
au niveau d'un codon initiateur AUG mais en position
-
5 à
-
3 par rapport au codon de terminaison de l'ORF1.
Le codon AUG n'est pas
indispensable

à la production
de VP10. On peut modif
ier considérablement la
séquence au niveau de l'ORF1, à condition qu'on ne
touche pas à ce codon de terminaison. La traduction
de la protéine virale VP10 est donc dépendante d'un
système d'initiation couplée à
un

signal de terminaison
qui la rend indépenda
nte de l'AUG initiateur.
G

Meyer
; Journal of Biological Chemistry 278
(05SEP03) 34051
-
34060.

















84.
Le
coronavirus

du syndrome respiratoire aigu
(
SARS
) ressemble à celui de la grippe, en ce qu'il est
saisonnier
. La chasse aux réservoirs nature
ls est
ouverte, comme dans le cas de la

grippe ou d'autres
maladies contagieuses toujours en résurgence. L'OMS
vient en effet d'annoncer qu'il ne faut
pas

compter sur
un vaccin avant au moins deux ans. Il faut donc
prévenir les épidémies le mieux possible.

Pour l'instant on nage un peu, dans la mesure ou des
PCRs ou révélations immunologiques pas toujours
bien maîtrisées indiquent la présence du virus dans des
animaux allant des reptiles aux mammifères. Mais des
chercheurs de Hong Kong ont séquencé plusieur
s de
ces virus et la comparaison de celles
-
ci devrait donner
des informations intéressantes. Ces
détections

par
PCRs

peuvent donner des
fausses

alertes
. Ainsi un
virus respiratoire a été identifié en Colombie
britannique comme un virus SARS. Mais cela étai
t dû
aux amorces trop courtes de la PCR qui a détecté,
certes un cousin lointain du coronavirus, mais la
séquence effectuée aussitôt a montré que ce n'était pas
le même.
A

Abbott; Nature 424 (28AUG03) 983
.

















85.
Les
chimiokines
assurent un gu
idage chimique
des leucocytes à partir des vaisseaux périphériques
vers les tissus sonnant l'alerte à une invasion. C'est,
par exemple, ce qui se passe lors de l'
inflammation
.
Ce mécanisme, en principe bien adapté aux défenses,
est parfois détourné par les

virus ce qui leur permet de
semer le désordre dans la foule et d'échapper ainsi aux
gendarmes. Ces deux aspects du rôle des chimiokines
sont abordés dans la
revue

de
S

Mahalingam

et al.;
Trends in Microbiology 11 (AUG03) 383
-
391.

Ce sont des protéines sé
crétées de 70 à 400 acides
aminés classées en CXC, CC, C et CX3C suivant la
distance entre cystéines (C) dans la partie N
-
terminale
de la protéine. Ce sont des protéines très basiques, une
caractéristique qu'elles partagent avec d'autres
protéines interven
ant par des
gradients
, c
omme la
nétrine

guidant les axones.
Ces signaux sont perçus
par des récepteurs qui signalent à la cellule leur
activation via des protéines G hétérotrimériques.

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

24

Il existe, cependant, des cas où c'est l'
intervention

des
cytokines

qu
i provoque les
dégâts attribués

à
l'
infection virale
.

Les
chimiokines
, non seulement
attirent

des
cellules de
défense
, mais
déclenchent

la
production

de
cytokines

qui pilotent les réactions en aval. Ainsi,
dans le cas d'une infection
hépatique

par le
cyto
mégalovirus murin
, la
chimiokine CCL3
est
émise

par les

cellules hépatiques

ou les cellules de
Kupffer

en détresse. Cette chimiokine
attire

les
cellules

NK

(Natural Killers) qui émettent alors de
l'
interféron


(une cytokine), ce qui
déclenche

une
seconde
vague

de production de
chimiokine
, mais
cette fois de
CXCL9

qui attirent aussitôt les
lymphocytes T CD8
+

(cellules cytotoxiques) ou CD4
+

(helpers) qui participent à l'élimination des sources de
virus, c'est
-
à
-
dire les cellules infectées. Mais ce type
de mé
canisme peut très bien échapper au contrôle de
l'organisme et se révéler dangereux, comme souvent
dans le système immunitaire. Le
virus de l'hépatite B

cause, par le
déclenchement désordonné

du ballet
des
chimiokines
, une
partie des lésions
. Si on
empêche

la production des
CXCL9

et
CXCL10
, les
signes pathologiques sont nettement
atténués
.

Enfin certains virus
manipulent

les
signaux

activant le système immunitaire pour en tirer bénéfice.
C'est le cas du
virus respiratoire syncytial humain
.
Les protéines
G

et

SH

inhibent

l'expression des
messagers

des
chimiokines

CCL2
,
CCL3
,
CCL4

et
CXCL9

dans les

leucocytes pulmonaires
. La
protéine
G

imite
,
inversement

la chimiokine
CX3C

(fractalkine) et elle est
reconnue

par le
récepteur
CX3CR1

de cette dernière, ce qui décl
enche les
réponses à cette chimiokine. Mais le bénéfice pour le
virus n'a pas encore été démontré.

Enfin les virus,
plutôt d'emprunter les chimiokines de l'hôte, peuvent
en coder.

















86.
On ne sait pas, pour l'instant, pas répliquer
in
-
vitro

l
es flavivirus comme celui de l'
hépatite C
. On
vient de réussir cette réplication pour cet autre
flavivirus
très
voisin

qu'est le virus de la
diarrhée
bovine
.

JE

Tomassin et al.; Virology 313 (15AUG03)
274
-
285.

















87.
On trouvera dans la
revue

de
K

Saksela; Trends
in Microbiology 11 (AUG03) 445
-
447
, une analyse de
stratégies anti
-
virales
basées sur l'
interférence
ARN
.
Pour l'instant on se contente d'essayer ces
techniques en cultures. On est, comme toujours pour
les techniques avancées, très opt
imiste.
Il faudra voir à
l'usage si cela est aussi mirobolant.
Je rappelle que
c'est un mécanisme naturel des défenses contre les
acides nucléiques étrangers chez les plantes. Comme
on sait que l'interférence ARN existe chez les animaux
et présente des rôl
es physiologiques, l'interpolation est
donc tentante. On a alors bâti des constructions codant
des

ARNs simples brins

se conformant en
épingle
, ce
qui accroît leur stabilité, et qui sont clivés en RNA
interférants par la nucléase Dicer. On ne savait
cepend
ant toujours pas si, chez les animaux, ces
ARNs peuvent jouer un rôle anti
-
viral.

Mais au cours de la dernière année un flot de
publication tend à confirmer ce rôle, au moins en
cultures cellulaires. C'est le cas pour les virus de
l'
hépatite C

auquel pas
moins de quatre articles sont
consacrés.

















88.
Deux chercheurs de Montpellier et de l'Institut
Pasteur se penchent sur l'
évolution

des
virus

de la
dengue
. (Voir le
Bulletin de Juillet §71).

Ils insistent,
comme on le fait de plus en plus depu
is qu'on en a les
moyens d'étude, sur la
variabilité

au
sein des
populations

et sur la
sélection

que comporte le
passage

par le
vecteur moustique
.
C

Chevillon et al.;
Trends in Microbiology 11 (AUG03) 415
-
421
.

La dengue se présente sous trois formes : une
forme
silencieuse
, une forme
fébrile
, et une forme
hémorrag
ique grave
. Elles sont causées par
quatre
espèces virales très voisines
. La morbidité augmente
inexorablement et les épidémies de dengue sont de
plus en plus rapprochées. Les études phylogéniques
i
ndiquent que les quatre espèces, initialement
sylvatiques, sont passé indépendamment à l'homme il
y a 500 à 1000 ans. Elles se sont ensuite
progressivement écartées des types sylvatiques.
L'évolution récente dépend des relations établies entre
leurs trois
hôtes principaux, l'homme,
Aedes aegypti
et
Ae.albopictus
. Les concentrations urbaines avec un
habitat insalubre, les transports faciles augmentent les
occasions de transmission. Les autres aspects comme
les causes de la morbidité restent à établir.
L'hypo
thèse selon la quelle les défenses immunitaires
renforce les symptômes semble avoir du plomb dans
l'aile.

















Les clonages animaux

89.
Le groupe de
Wilmut

analyse les leçons des
tentatives de
clonage

de
moutons

qu'ils ont
entreprises. Il rap
pelle les problèmes de
placenta

mais
soulignent que l'on n'a pas tenu assez compte des

problèmes périnataux
.

Un tableau résume les anomalies constatées chez
des agneaux apparemment sains à la naissance et qui
ont développé des anomalies ultérieures. Les a
uteurs
ont détecté de très nombreuses anomalies mal
définies, au delà du syndrome des anomalies de taille
de l'embryon, qui est probablement lié à la
manipulation des embryons. Ce ne sont pas des
évènements rares.
SM

Rhind et al.; Nature
Biotechnology 21 (
JUL03) 744
-
745.

Le même groupe a vérifié que la

limite de
Hayflick
, c'est à dire le nombre maximal de divisions
supporté par un clone cellulaire en culture est
conservé

par un
noyau

après
transplantation
.
AJ

Clark et al.; Nature Cell Biology 5 (JUN03) 535
-
538.

Ceci signifie que la possibilité de maintien des
télomères est un mécanisme inné et génétiquement
déterminé. Les auteurs ont transféré des noyaux de
divers âges et de capacités différentes de prolifération
dans des ovocytes pour donner des fœtus qui o
nt
ensuite servi à donner des lignées cellulaires dont la
limite de Hayflick a été mesurée.

















Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

25

90/
L'
effet

de
l'état

des
ovocytes

et des
conditions

de
cultures

sur le
développement

de

souris clonées

a
été examiné.
S

Gao et al.; Molecular Repr
oduction &
Development 66 (OCT03) 126
-
133
.
Ces clonages ont
été réalisés selon la fameuse méthode dite de
Honolulu de Wakayama à partir de cellules
somatiques et ES (c'est
-
à
-
dire totipotentes). Il n'y a
pas d'influence
de l'
origine
des deux sortes de
noyau
x

sur le développement des clones jusqu'au
stade
blastocyste
. Contrairement à ce qu'affirment
certains auteurs, il n'y
pas d'effet favorable

de
faibles
tensions d'oxygène

sur le
développement

préimplantaire

des embryons clonés.

















91.
Un grou
pe de plusieurs laboratoires japonais
décrit l'obtention de
clones
, ainsi que d'
embryons
transgéniques chimériques

exprimant un transgène
marqueur (ici une GFP améliorée à partir de cellules
ES
-
like bovines.
S

Saito et al.; Biochemical and
Biophysical Rese
arch Communications 309
(12SEP03) 104

113
.
Ce sont des cellules issues
d'embryons préimplantaires qui peuvent être
maintenues indéfiniment en culture sous forme
indifférenciée, mais pouvant se différencier sous
certaines conditions. Chez les bovins les noy
aux de
telles cellules ne permettent, après transfert qu'un
développement d'une soixantaine de jours, car le
placenta ne se développe pas bien.

















Les Productions Microbiennes

92.
Les
introns

de
type II

sont des
ribozymes

possédant une stru
cture 3D où les domaines I et V (sur
six)
clivent

un

site consensus

5'GUGYG...AY 3'. Il y
a
autoépissage

in vitro

mais des
protéines

sont
nécessaires

in vivo
. L'intron code une
ARN
maturase
,
réverse transcriptase
,
endonucléase

qui
fonctionnent en associati
on avec une machinerie
cellulaire. Ils s'insèrent spécifiquement dans des
séquences cibles de l'ADN par un mécanisme appelé
"retrohoming" après une réverse transcription.

L'intron de type II Ll.LtrB de
Lactococcus lactis

utilise un mécanisme de retrohomin
g. Mais, dans ce
cas, c'est au cours de la réplication de l'ADN que les
deux brins naissant lors de la réplication sont utilisés
pour insérer l'intron mobile.

















93.
Des chercheurs de Lausanne ont mis au point
une technique de soustraction in
situ des produits
microbiens toxiques pour les cellules.
Ils utilisent des
micro
-
capsules avec un c
œur de
dibutyl sebacate avec
une paroi d'alginate, le tout pour soustraire du 2
-
phényléthanol produit à partir de L
-
phénylalanine par
Saccharomyces
cerevisia
e. D

Stark et al.;
Biotechnology & Bioengineering 83 (20AUG03) 376
-
385.

J'avais signalé au mois de Mai (voir le
Bulletin de
Mai §123)

une technique du même type publiée par le
même groupe qui utilisait une matrice de polyéthylène
piégeant du dibutylsébacat
e (
D

Serp et al.;
Biotechnology & Bioengineering 82 (05APR03) 103
-
110)
.

















Il existe
deux grands groupes
de

levures
, celles
qui savent
utiliser

les
intermédiaires

du

cycle de
Krebs

comme seule source de carbone et d'énergie, et
celles qui ne
savent pas le faire. Les premières
comportent
Candida sphaerica, C. utilis, Hansenula
anomala, Pichia anomala
et
Kluyveromyces
marxianus.

Les
Saccharomyces (S..cerevisiae,
S.paradoxus, S. pastorianus, S.uvarum, S.bayanus),
Schizosaccharomyces pombe
et
Zygo
saccharomyces
bailii

ne les utilisent qu'en présence de glucose (ou
d'autres sucres assimilables par elles). Mais il existe
entre elles des différences quant à l'
utilisation

de
l'
acide malique
. Ainsi les
Saccharomyces

sont de

mauvaises utilisatrices
de
mal
ate
extracellulaire
,
alors que
Sch.pombe

et
Z.bailii

savent très bien le
faire. Il faut , pour cela, qu'elles puissent le
transporter

et que l'enzyme malique soit efficace. On
sait que cette enzyme convertit le malate en pyruvate
qui est ensuite converti e
n éthanol par la voie dite
malo
-
éthanolique. Une
revue

sur cette voie est parue
dans
H

Volschenk et al.;
Current Genetics 43
(AUG03) 379
-
391.

















94.
L'
archée hyperthermophile

Sulfolobus
solfataricus

utilise le glucose par une
variante

de la
vo
ie d'
Entner
-
Doudoroff

où il n'y a pas de
phosphorylation du glucose (et pas de production
d'ATP qui est déjà bien maigre dans la voie classique
d'Entner
-
Doudoroff). Une glucose déshydrogénase
donnant le gluconate qui est ensuite converti en 2
-
céto
-
3
-
désoxy
gluconate par une gluconate
déshydratase. Le 2
-
céto
-
3
-
désoxygluconate (KDG) est
ensuite clivé en glycéraldéhyde et pyruvate par la 2
-
céto
-
3
-
désoxygluconate aldolase.

Le gène de la
glucose déshydrogénase

a été
exprimé chez
E.coli
. L'enzyme fonctionne aussi

bien
sur glucose ou galactose. La KDG aldolase fonctionne
aussi bien sur 2
-
céto
-
3
-
désoxygluconate et 2
-
céto
-
3
-
désoxygalactonate. Ces enzymes sont donc très
éclectiques
.
HJ

Lamble et al.;
The Journal of
Biological Chemistry 278 (05SEP03)

34066

34072.

















95.
La microalgue
Nannochloropsis

(une chlorelle
marine) est cultivée dans les
écloseries

de
poissons

comme nourriture pour les
rotifères

qui servent
ensuite de nourriture aux poissons. Elle est également
une bonne productrice d'
acide

eicosapent
aenoïque
,
mais la rentabilité de cette production reste à
démontrer. Elle perd sa paroi épaisse à chaque
division et libère des
substances auto
-
inhibitrices
.
Ceci est ennuyeux quand on veut les faire produire
quelque chose à un coût raisonnable. Des cherch
eurs
italiens ont essayé de recycler le milieu en compensant
les soustractions par l'algue, mais on a, alors,
formation d'agrégats
dus

aux restes de parois.
L

Rodolfi et al.; Biomolecular Engineering 20
(JUL03) 243
-
248
. Une partie du coût de production
rés
ide dans les pertes relativement élevées causées par
cette détérioration du milieu qui est difficilement
recyclable.

Des chercheurs portugais se sont préoccupés
d'
améliorer

la
productivité

de
Nannochloropsis
gaditana

en jouant sur les
conditions de culture
s

qui
sont
difficiles
, car il faudrait obtenir une
forte densité
cellulaire
(on en est à 0.1% w/w) et la
faible taille
des
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

26

cellules rend leur
manipulation difficile
, notamment
la séparation. Ils décrivent des conditions acceptables
de culture.

Une autre d
ifficulté est que les conditions de
cultures sont celles de
nombreux contaminants

contrairement à ce qui se passe pour les Spirulines ou
Dunaliella

protégées par des conditions de cultures
relativement extrêmes.

















96.
La vitamine E (

-
tocophé
rol
) est utilisée, pour
ses propriétés
antioxydantes
, dans la
conservation

des

aliments humains
, comme
supplément

dans les
aliments

pour
animaux

pour améliorer la qualité de la
viande, et enfin en
cosmétique

pour alimenter le rêve
de Faust. On la produit a
ctuellement par
synthèse
chimique

car l'
extraction

des huiles est
trop
coûteuse
, car ces dernières sont
surtout riches
en son
précurseur, le


-
tocophérol
. Par ailleurs l'

-
t
ocophérol
de
synthèse

n'est
-

pas identique à la molécule
naturelle et c'est un
mélange
de

huit stéréoisomères
.

Les microalgues en produisent, et
Euglena gracilis

(une microalgue d'eau douce) en est le meilleur
producteur act
uellement connu. Les euglènes ont, par
ailleurs, la propriété de pouvoir facilement se
comporter comme des flagellés
hétérotrophes

et
peuvent atteindre de
très fortes densités

en culture
dans ces conditions (elles ne dépendent alors plus de
l'accès à la lu
mière qui est limitant à fortes densités.
Malheureusement la
production

d'

-
tocophérol

est
nettement
plus faible
en conditions
hétérotrophes
.

Des chercheurs néerlandais ont étudié la production
de l'

-
tocophérol par
Dunaliella tertiolecta

et
Tetraselmis suecica
.
EC

Carballo
-
Cardenas et al.;
Biomolecular Engineering 20 (JUL03) 13
9
-
147
.
Les
auteurs ont étudié, en particulier l'influence de
l'illumination sur cette production.
Il semble qu'une
faible illumination ne nuise pas, e qui permet une plus
forte densité cellulaire.
Chez
D.tertiolecta
la teneur en

-
tocophérol s'
accroît

avec

la densité cellulaire malgré
la baisse de l'intensité lumineuse perçue par chaque
cellule. Chez
T.suecica

la teneur est maximale lors de
la phase exponentielle, décroît pendant la phase
linéaire et réaugmente vers la fin de la culture en
batch. La teneur
en chlorophylle a de
T.suecica

décroît
après la phase exponentielle au lieu d'augmenter
comme dans les plantes d'ombre. Ceci suggère des
carences nutritionnelles de l'algue. On devrait pouvoir
utiliser ces cellules à hautes densités moyennant une
adaptatio
n

de la composition du milieu.

















Les Protéines et les Enzymes

97.
On trouvera dans JR

Cherry et al.; Current
Opinion in Biotechnology 14 (AUG03) 438
-
443, une

, par des chercheurs de Novozymes Biotech, des
avancées récentes dans l'évolution
dirigée des
enzymes industrielles. Ces progrès sont basés sur une
collection de plus en plus fournie de données sur la
diversité des enzymes, sur l'exploitation des
microorganismes recombinants pour en produire de
nombreuses versions et sur la modification

de la
structure des enzymes.

C'est incontestablement un domaine ou les
biotechnologies ont eu le plus profond impact, même
si les protéines actives sur le plan pharmacologique
tentent de leur voler la vedette.

Il existe, en effet, plus de 100 enzymes
com
mercialisées et faisant appel à ces procédés. Ce
n'est pas un marché énorme, car les enzymes
industrielles sont des produits de masse (commodities)
par opposition aux enzymes de spécialité et les prix
baissent sans arrêt, ce qui met parfois les producteurs

en difficulté. Le marché était, en 2000 d'environ 1,5
millliard de dollars US. Les utilisations des enzymes
sont à 65% dans les enzymes techniques des industries
des amidons, des détergents, du textile, de la tannerie
et du papier. Les enzymes à usage ali
mentaire
représentent 25% du total, enfin celles utilisées dans
l'alimentation animale représentent environ 10%.

Les techniques d'amélioration utilisées sont la
mutagenèse au hasard avec un criblage adéquat,ou des
modifications intentionnelles dites "ratio
nnelles".

Les cas où les enzymes sont nettement plus
avantageuses que les manipulation chimiques
classiques sont ceux des détergents, la panification (où
les émulsifiants chimiques sont remplacés par des
lipases) ou l'industrie textile (où les traitements

à la
soude caustique sont remplacés par des cellulases,
amylases et pectinases). Ce succès des enzymes
recombinantes (90% des enzymes commercialisées)
est à mettre en parallèle avec leur utilité incontestée et
pour le producteur et pour l'utilisateur fina
l et la
collectivité (limitation des pollutions).

L'un des freins actuels réside dans l'amortissement
des très coûteuses installations chimiques qu'il faut
finir d'amortir.

On a amélioré, à la fois, la production en atteignant
plusieurs dizaines de gramme
s par litre et l'adaptation
de l'activité enzymatique aux divers types
d'utilisations.

Toutes les techniques de modification des protéines
ont été utilisées, la PCR approximative, la mutagenèse
par cassette, la mutagenèse à saturation, les
réarrangements
au
hasard

en chimères, etc… Elles ont
fonctionné de façon variable en engendrant des
mutations au hasard qu'il faut bien, ensuite, cribler et
c'est dans le crible que réside l'essentiel du succès. On
s'arrange pour que les variants souhaités confèrent un
a
vantage à la souche recombinante productrice ce qui
facilite grandement le criblage.

La méthode "rationnelle" dépend énormément des
informations que l'on peut détenir sur l'enzyme à
améliorer. L'évolution dirigée mime, d'une certaine
façon, l'évolution na
turelle et (d'ailleurs comme dans
les techniques de
mutagenèse

au hasard) mais, avec
encore plus d'insistance, on pratique des opérations
itératives de modification et de criblage.

La création de chimères mime les transferts naturels
de gènes suivis de re
combinaisons. En fait on utilise
souvent des combinaisons de technique rationnelle ou
au hasard.
La revue décrit plusieurs de ces approches.
Les techniques d'échanges au hasard peuvent utiliser
des séquences d'enzymes existantes ou des
bibliothèques de séq
uences synthétiques dérivant de
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

27

séquences naturelles. Ceci permet d'élargir le champ
des possibilités et a effectivement donné de meilleurs
résultats pour les protéases des détergents.

Les auteurs traitent d'abord le cas de ces protéases
avec les contrain
tes classiques d'utilisation (pH 9
-
10,
température de 50
-
60°, présence d'adjuvants de
nettoyage, notamment des surfactants, milieu très
oxydant, etc…. On a exploré de nombreuses protéases
mais, comme souvent, rien ne surpasse les subtilisines
qui sont cons
tamment améliorées.

Dans le cas des amylases, c'est la pointe de
température (110°) qui est requise pour une
gélatinisation des amidons de maïs qui est le critère de
criblage majeur, mais il faut comprendre un peu les
mécanismes de thermostabilité pour un
e approche
rationnelle, et il existe quelques controverses sur le
sujet, même si des succès notables sont justifiés a
posteriori. Le criblage de grandes séries de variants est
facile, en principe.
On a un bel exemple d'un pilotage
de la thermostabilité ave
c le cas de l'
-
amylase de
Bacillus licheniformis (N

Declerck et al.; Protein
Engineering 16 (APR03) 287
-
293).
Les chercheurs
(dont C

Gaillardin de l'INRA) ont pu faire varier la
thermostabilité sur 50°C en se basant sur la structure
de l'enzyme naturelle
déjà sérieusement thermostable
et en créant des mutations modifiant des acides aminés
en des sites critiques. On trouvera également un article
récent sur le même thème avec M

Machius et al.;
The
Journal of Biological Chemistry. 278 (28MAR03)
11546
-
11553. L
es auteurs ont introduit des acides
aminés hydrophobes de la surface.

















98.
L'utilisation d'oxydoréductases dans des
synthèses enzymatiques exige une régénération in situ
des co
-
facteurs NAD(P)+ et NAD(P)H. Il est, en effet,
impossible de le
s fournir en continu dans des
proportions
stœchiométriques

dans des conditions
économiques. On trouvera dans WA

van der Donk et
al.; Current Opinion in Biotechnology 14 (AUG03)
421
-
426, une revue sur ce problème et sur les acquis
récents

dans le domaine. O
n utilise de nouvelles
déshydrogénases stables en présence de solvants
organiques et d'autres enzymes capables de régénérer
les formes oxydées de ces co
-
facteurs. On a également
utilisé des méthodes électrochimiques pour les
monoxygénases. Enfin on utilise

des systèmes
cellulaires comme alternative aux techniques utilisant
des enzymes purifiées.

L'efficacité de cette régénération est mesurée par le
turnover (nombre de molécules de produit formées par
molécule de co
-
facteur en un temps donné) et le
turnover

total (TTN nombre de molécules de produit
formées par molécule de co
-
facteur pour une réaction
complète). Un TTN de 103 à 105 est suffisant pour
rendre le procédé économiquement viable suivant la
valeur économique du produit.

















99.
L'adaptat
ion des enzymes à une utilisation en
synthèses organiques et en milieux apolaires ou
biphasiques est le sujet d'une revue de K

Hult et al.;
Current Opinion in Biotechnology 14 (AUG03) 396
-
400.

Les lipases sont bien adaptées à une utilisation dans
des réac
tions non aqueuses. On peut améliorer leur
efficacité en jouant sur la composition du milieu
organique, et en utilisant des additifs (comme des sels
et des macrocyles). On peut, par ailleurs modifier les
enzymes. Ces modifications peuvent avoir pour but de

changer le mécanisme de réaction pour en catalyser de
nouvelles, en modifiant, notamment, la spécificité de
substrat ou l'énantiosélectivité.

La revue concerne surtout les modifications des
enzymes. On y retrouve, discutées, les techniques
d'évolution di
rigée.

Ainsi M

Wada et al.;
Bioorganic & Medicinal
Chemistry.
11, n°9 (MAY03) 2091
-
2098 ont décrit la
transformation d'une N
-
acétylneuraminiq
ue aldolase
en une enzyme capable de réaliser des réactions aldol
énantiomériques. La nouvelle aldolase a subi une
substitution de trois acides aminés hors du site actif, et
permet la condensation du pyruvate avec la N
-
acétyl
-
L
-
mannoamine pour donner de l'
acide L
-
sialique, tout
en conservant l'activité de synthèse de l'acide D
-
sialique.

AD

Griffiths et al.; EMBO Journal 22 (02JAN03)
24
-
35, ont décrit la sélection par évolution dirigée d'un
phosphotriestérase
extrêmement

rapide (avec une
accélération de 63
fois du Kcat par rapport à l'enzyme
d'origine, déjà fort active). L'enzyme a été
sélectionnée à partir d'une bibliothèque de 3,4 107
gènes mutés de phosphotriestérase en utilisant une
stratégie de couplage génotype/phénotype par
compartimentation in vitro,

grâce à une émulsion eau
dans huile. Des microbilles permettent une traduction
confinée et contenant un unique gène. Elles
contiennent de multiples copies de la seule protéine
qu'il code. On utilise directement les billes pour
évaluer la catalyse avec un
substrat soluble. Le produit
et tout substrat non transformé sont couplés à la bille.
Le produit est détecté à la surface des billes et les
billes les plus actives sont
criblées

dans un trieur en
flux. On peut ainsi cribler toutes les caractéristiques de
l
'enzyme à la fois.
On peut ainsi trier 10
10

variants
dans seulement 50 ml.
De nombreux autres exemples
sont analysés.

















100.
L'immobilisation de la glucose oxydase n'est
certainement pas une nouveauté, mais on cherche
toujours à l'améliorer.
Des chercheurs japonais
décrivent une immobilisation covalente de liposomes
contenant l'enzyme.

Les liposomes sont composés de
phosphatidylcholine, dimyristoyl L
-
-
phosphatidyléthanolamine et cholestérol. Ils sont
immobilisés de façon co
-
valente par du gl
utaraldéhyde
sur des billes de chitosane. S

Wang et al.;
Biotechnology & Bioengineering 83 (20AUG03) 444
-
453. Les auteurs décrivent les conditions
d'optimisation des liposomes et de leur
immobilisation. D'après les auteurs, la stabilité est
supérieure à ce
lle des autres procédés
d'immobilisation.

















101.
BJ

Davis; Current Opinion in Biotechnology
14 (AUG03) 379

386 passe en revue les techniques
de modifications chimiques des enzymes. Cela permet
de s'affranchir de la contrainte des 20 acides a
minés
disponibles.

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

28

Ces modifications ont récemment porté sur des
protéases, des aminotransférases et des enzymes
redox.

















102.
Des chercheurs polonais ont caractérisé une
-
galactosidase d'un Pseudoalteromonas antarctique
isolé du tube digest
if d'un constituant du krill,
Thyssanoessa macrura.
L'enzyme fonctionne entre 0 et
20°.

L'induction maximale de la synthèse par le lactose a
lieu à 6°, c'est
-
à
-
dire au dessous de la température
optimale de croissance de la bactérie qui est de 15°.
M

Turki
ewicz et al.; Biomolecular Engineering 20
(JUL03) 317
-
324.

















103.
L'inulinase d'
Aspergillus awamori

a été étudiée
par résonance magnétique nucléaire du proton par des
chercheurs russes. L'enzyme hydrolyse aussi bien les
liaisons fructosyle
2,1 que
2,6 des
fructooligosaccharides. Le site catalytique contient au
moins cinq sites fixant les fructoses et c'est une exo
-
inulinase grignotant à partir des extrémités.
AA

Kulminskaya et al.; Biochimica et Biophysica
Acta 1650 (21AUG03) 22
-
29.

















L'Agroalimentaire

Les Probiotiques

104.
Une
stratégie

pour le
confinement

des
bactéries lactiques transgéniques

de façon à
réassurer les clients (plus particulièrement dans les
thérapies géniques) est décrite dans
L

Steidler et al.;
Nat
ure

B
iotechnol
ogy 21 (JUL03)

785
-
789
avec un
commentaire de
M

Syvanen; Nature BioTechnology
21 (JUL03) 758
-
759
.

Il s'agit d'une
souche recombinante

de
Lactococcus lactis

produisant de l'
interleukine 10
humaine

où la technique employée
empêche

la
prolifération

d
e la
bactérie,

et ceci
sans séquences
de vecteurs

ou de
résistances aux antibiotiques
. Elle
a été utilisée par voie orale chez le porc où elle a
prouvé qu'elle survit bien au transit gastrique et où elle
persiste sans coloniser l'intestin. C'est donc un
bo
n
support probiotique
. L'interleukine 10 inhibe les
inflammations, notamment les inflammations
intestinales

L'auteur a décrit, par ailleurs, cette utilisation au
sens large dans
L

Steidler; Best practice & research;
Clinical gastroenterology 17 ( OCT03) 8
61
-
876
.

L'ADN de l'hIL
-
10 a été inséré dans le gène
thyA
ce
qui entraîne un
délétion

d'une
partie
de ce
gène
. En
l'
absence

de
thymine
, la bactérie meurt par le
processus connu de "thymineless death". La thymine
ne se trouve pas facilement dans l'environnem
ent, ce
qui limite la prolifération incontrôlée de la bactérie
à
l'extérieur
du consommateur. La
délétion

empêche

une
réversion

vers

le
phénotype thyA
+
. L'acquisition
de thyA à partir d'une autre bactérie éliminant le
transgène, car si une telle recombinai
son pourrait
avoir lieu, elle
éliminerait

ipso facto

le tran
s
gène.
Une recombinaison illégitime est encore possible,
mais avec une fréquence de 10
6

à 10
8

fois inférieure.
Une autre source d'inquiétude est le transfert du gène à
une souche plus robuste.

















La sécurité alimentaire

105.
La
présence

des
mycotoxines

dans les
céréales

reste préoccupante. Une
revue

de
GP

Munkvold;
Annual Review of Phytopathology 41
(SEP03) 99
-
116
, de
Pioneer Hi
-
Bred International

est
consacrée à la limitation de leu
r production sur le maïs
par des approches
génétiques

et
agronomiques
.

La mise en place des résistances génétiques à
Aspergillus flavus
,
Gibberella zeae

et
Fusarium
spp.
(spécialement à
F.verticillioides)

est activement
poussée. On
connaît

des sources de
telles résistances
et sont actuellement en voie d'introgression.
Malheureusement ces résistances sont relatives. Il faut
donc les compléter. Les efforts dans ce sens sont
développés dans la revue.

Les
aflatoxines

sont produites par
Aspergillus
flavus
et
A
. parasiticus.
Le

désoxynivalénol

(
DON
)
est essentiellement produit par
Fusarium
graminearum

et les
fumonisines

par
Fusarium
verticillioides
et
F.proliferatum
. La
zéaralénone
(un
œstrogène produit par
F.graminearum)
est également
suivie
.

La production de c
es toxines dépend, évidemment
de la prolifération des champignons toxinogènes et
donc des conditions de milieu. Mais la
présence

de la
DON

s'est
considérablement étendue

au cours de la

dernière décade
.

A plupart des champignons
toxinogénes

survivent

avec
les
débris végétaux
durant l'intervalle entre deux
cultures. Les successions
blé

(ou
orge
)
après

maïs

favorisent l'
entretien

des
contaminations
. Elles sont
réduites si on procède à un labour entre les deux. Mais
ces rotations avec labour ne sont pas effica
ces sur
F.
verticillioides
ou
F.graminearum
,
F.subglutinans

et
F.proliferatum
. Ceci est probablement lié à une
survie

très
prolongée

dans les
raffles de maïs

(on annonce
630 jours

sur le sol ou enterrés à 30 cm de
profondeur).

On peut essayer de sortir des

conditions optimales
de développement du champignon et de production
des toxines, notamment en semant plus tôt le maïs.
Mais cette stratégie
dépend

terriblement des
conditions météorologiques. Des
pluies

en
Août

sont
fortement corrélées avec une
abondance

de
zéaralénone
, la température important peu.

La production d'
aflatoxine
sur
maïs

dépend du
stress hydrique

qui
stimule

la
production

de la
toxine

par
A.flavus
. Un maïs semé tardivement et non
irrigué (étude au Mexique) peut contenir de 63 à 167
ng/g d'af
latoxine, alors que le même cultivar semé tôt
et irrigué convenablement n'en contient que de 0 à 6
ng/g. Ce n'est certainement pas le seul facteur
intervenant, mais les autres facteurs sont difficiles à
manipuler simultanément.

Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

29

Une
bonne nutrition azotée

limite

la
contamination

et la
production

de
toxines

(la
réduction de la fumure azotée à 11,2 kg/ha peut
permettre une accumulation allant jusqu'à 4875 ng/g
d'aflatoxine.

On essaye d'étendre des analyses de ce type
réalisées en Ontario et en Ohio aux cultu
res de blés et
au désoxynivalénol dans le cadre d'un programme
européen où on cherche à construite des modèles
prédictifs. Mais les avertissements dépendront des
conditions météorologiques qui ne ont pas assez loin
dans le temps. Une fois le blé semé on ne

peut plus
jouer que sur d'autres facteurs. Il faut donc utiliser des
modèles météorologiques stochastiques avec leurs
faiblesses. On n' pas encore de tels modèles dans le
cas du maïs.

Les
conditions

de
récolte

ont une importance
considérable sur les risqu
es au cours du stockage. En
général des
récoltes précoces limitent
la
contamination
. Les
grains

au champ
ne sèchent
, en
effet,
pas assez vite
, et sont propices à une
contamination et les insectes transmettent les spores.
Mais si les conditions sont favorab
les, temps sec, peu
d'insectes, une contamination pré
-
récolte minime, il
vaut mieux attendre et laisser sécher les grains.

Les

dommages physiques
aux
grains

sont
nuisibles
, car c'est une condition favorable à une
contamination. Un bon
réglage

de la
moisso
nneuse

est utile. On peut, également utiliser la turbine de la
moissonneuse pour éliminer une partie des grains
moisis (plus légers) en augmentant sa vitesse de
rotation.

Mais, évidemment, on y perd une partie de la
récolte, et c'est un choix. C'est pourq
uoi le séchage
après récolte est largement pratiqué, soit par séchage
naturel, soit par séchage artificiel par des
brûleurs

délivrant un air à 50°
-
82° (mais il faut alors faire
attention à ne pas "griller" les grains ce qui
handicaperait leur utilisation u
ltérieure en
amidonnerie). Le
stockage

ultérieur est probablement
le point
le plus critique
, et le
nettoyage

des
silos

pour
évacuer les spores et débris. La température est un des
facteurs essentiels. Il faudrait tenir 1 à 4°, car à ces
températures, le ch
ampignon, même présent, n'est
guère actif.
Mais ce n'est guère possible dans des
conditions économiques.
En été, on se contente de 10
à 15° par une aération qui élimine l'humidité résiduelle
due à la condensation (et refroidit l'air au passage).
Mais tout
ce ci n'est pas imparable et un examen
périodique est indispensable.

Les choses sont plus scabreuses pour les
ensilages
,
car on doit laisser se développer une fermentation
lactique, et donc une humidité suffisante.

Une

résistance génétique

de haut niveau

est
difficile à obtenir, ne serait ce que par l'énorme charge
de travail (inoculation, suivi, etc…) de la recherche
sur ce sujet, l'
absence

de
résistances

monogéniques

amplifie le problème et le
coût

de la
mesure

des
contaminations à grande échelle. On co
mmence à
obtenir des résultats contre les pourritures de l'épi par
Gibberella
,
Fusarium
. Mais on se contente, pour
l'instant, d'éliminer les génotypes trop sensibles.

Beaucoup de ces résultats sont captifs dans les
firmes de sélection (notamment pour celle

aux
Fusarium
), ce qui se comprend, mais ne facilite pas
les recherches publiques sur le sujet. Il faut noter, au
passage, la contribution du CIMMYT de Mexico à la
connaissance sur ces problèmes. Le danger des
fumonisines

a relancé les recherches publiques

aux
Etats
-
Unis.

Les résistances actuellement constatées sont
indirectes, et concernent l'
épaisseur
du
péricarpe

du
grain

(qui accroît la résistance), alors que des
enveloppes serrées
du grain
empêchent

un

séchage
rapide

et rendent la
contamination

par
Gi
bberella

plus facil
e, alors que cela
protège

les
grains

contre
les
thrips
, l'
inclinaison

de l'
épi

diminue la sensibilité
dans la mesure où ils retiennent moins l'eau
d'irrigation ou de pluie, etc… De toute façon ces
résistances sont
multifactorielles

et au
cun QTLs ne
correspond à plus de 40% de la résistance. Ceci
complique la caractérisation des gènes de résistance
éventuels (on n'en connaît pas réellement) et la
sélection assistée par marqueurs moléculaires. Mais,
bon an mal an, la résistance aux
Fusarium

augmente
chez les hybrides commercialisés mais, au niveau
actuel, on a encore production de
niveaux
inacceptables

de
fumonisine

dans certains champs.

Les résistances par transgenèse contre
F.verticillioides

et la
production

de
fumonisine

sont
envisagées
de différentes façons. La plus logique est
de réduire l'infection par le pathogène. Ce n'est pas la
plus facile.
On peut favoriser la dégradation de la
toxine, mais cela encourage au laxisme au niveau de la
culture.
On peut, enfin, inhiber la voie de synth
èse de
la toxine.

On a décrit et proposé la
surproduction

de
plusieurs
molécules

antagonistes

du champignon
comme de
glucanases
,
chitinases
, etc….Il reste à
vérifier l'efficacité. En ce qui concerne la deuxième
option, la
dégradation

de la
fumonisine

a été

mise au
point avec une
fumonisine estérase

et une
amine
oxydase

de la levure
Exophiala spinifera
. Les gènes
correspondants ont été exprimés chez le maïs. Cela ne
change rien

à la
pathologie
, la mycotoxine étant
manifestement
secondaire

pour la pathologie.

Ce n'est
pas le cas des
trichothécènes

de champignons comme
Fusarium graminearum
. On a commencé à exploiter
ce filon en sélectionnant
une protéine ribosomale
modifiée

non sensible aux
trichothécènes
. (Les
trichotécènes interviennent dans la traduction en
bloquant la fonction
peptidyl transférase voir le
chapitre 34 au

www.nbc
-
med.org/SiteContent/HomePage/WhatsNew/
MedAspects/Ch
-
34electrv699.pdf).

On protège alors la plante de la contamination. Un
gène de riz correspondant est en cours de transfert
chez le
maïs.

La troisième stratégie peut consister en un
blocage

de la
synthèse

ou des
signaux

qui
la

déclenchent
. Les
choses avancent de ce point de vue pour les
aflatoxines

et les
trichothécènes
, et plusieurs
protéines interférant avec cette synthèse ont été
ca
ractérisées.

On essaye actuellement des
blés résistants

aux
Fusarium

toxinogènes
. Un gène de
trichothécène 3
-
O acétyltransférase
du champignon exprimé chez le
blé
atténue

la
colonisation

de la
plante
. Il faut
rappeler que la diminution des attaques par les

insectes majeurs du maïs chez des hybrides Bt,
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

30

diminue beaucoup l'infestation par les
Fusarium
,
toxinogènes ou pas. Sous une pression modérée de
l'
european corn borer

(Ostrinia nubilalis)

la teneur
en
fumonisine

est de
dix fois supérieure

chez les
hybride
s

non Bt
. Mais l'effet dépend de la région de
culture, pour des raisons encore floues. La corrélation
a été vérifiée dans des essais en France et en Espagne
(<0.5

g/g chez les hybrides Bt, contre 10

g/g chez
les non
-
Bt). Ces constatations s'appliquent au

désoxynivalénol
, au
nivalénol

et à la
zéaralénone
.
Mais ces
constatations

sont moins valables dans les
régions aux latitudes plus élevées car la fumonisine est
moins fréquente, et ce sont plus les infections par
Gibberella

qui prédominent. Elles ne sont p
as, par
ailleurs, associées à des attaques par les insectes. Dans
le cas des
aflatoxines
, la limitation de ces attaques n'a
pas d'effet notable, et, comme noté plus haut, la
sécheresse

est
beaucoup plus importante
.

Les techniques de détoxication post
-
réco
lte ne sont
pas abordées dans cette revue.

















L'Environnement

106.
Le
plasmide

TOL pWW0

bien connu de
Pseudomonas putida
mt
-
2

code des enzymes de
dégradation

des
dérivés

du
benzène
, grâce aux
deux
opérons
de la voie dite "
supérieure
"
xylUWCA
MBN

(qui permet la conversion du toluène et du xylène en
benzoate et alkylbenzoates) et du
méta
-
clivage

xylXYZLTEGFJQKIH

qui convertit ces intermédiaires
en entrants du cycle de Krebs. L'
expression

de ces
gènes est
régulée

par
XylR
, dont le promoteur est
a
ctivé par ces dérivés. En présence de dérivés
benzéniques
, le gène de XylR peut être transcrit à
partir de
deux promoteurs
,
Pu

en amont du premier
opéron, ou
Ps

en amont du gène
xylS
. La protéine
XylS (un membre de la famille des régulateurs de type
AraC)
est le
capteur

de ces
polluants
, et elle est
activée

par eux et
lance

la
transcription

de l'
opéron

méta
à partir du promoteur
Pm
.

On peut utiliser ce plasmide comme
capteur

de ces
dérivés

en
couplant

ce
promoteur

avec la séquence
d'une
protéine marqueur

c
omme la
GFP
. Des
chercheurs japonais ont exprimé cette construction
dans une
Escherichia coli

qui
détecte

ces
composés

dans
l'eau

avec un
seuil

de

0,1mM
. Mais la
température optimale

annoncée est de
27
°, ce qui
n'est pas anormale pour
Escherichia coli
,. Le
s dérivés
méthylés

ou
chlorés

sont particulièrement
efficaces

dans l'induction.
S

Ikeno et al.; Biochemical
Engineering Journal 15 (SEP03) 193

197.

















107.
Le groupe japonais qui s'intéresse à la
biodésulfuration

H

Okada et al.; Biotechnology
&
Bioengineering 83 (20AUG03) 489
-
497
, décrit un
système à partition eau/huile

dégradant les
dibenzothiophènes

(DBT)
alkylés

(voir le
Bulletin de
Juillet §116)
. Ils utilisent la souche
Mycobacterium

G3. Ils décrivent les activités contre divers espèces de
ces DBTs. Les activités sont fortes surtout sur DBT,
4,6
-
diméthyl DBT et 4,6
-
diethyl DBT, moins sur 4,6
-
dipropyl DBT et 4,6
-
dibutyl DBT. V
max

décroît et le
K
M

augmente quand la chaîne
acylée

est
plus longue
.
Il faut changer de solvant pour s'adapter à
l'hydrophobicité du substrat.

















La sécurité génétique

108.
L'
interaction
entre la
microflore

du
sol

et les
plantes génétiquement modifiées

est étudiée dans
une
revue

de chercheurs néerlandais.
G
A

Kowalchuk
et al.; Trends in Ecology & Evolution 18 (AUG03)
403
-
410
.

On a, en effet, décrit de tels effets, mais ils sont
minimes

par rapport aux
variations naturelles
. Les
auteurs face à l'énormité de la tâche qu'ils décrivent
bien, essayent d'arriver à
une évaluation objective en
prenant des indicateurs

de ces variations. Il s'agit de
voir ce qui se passe sous la surface du sol, alors que
l'essentiel des études de risques ont lieu au dessus du
sol. Le problème est d'aboutir à des résultats
concernant la
microflore
, alors qu'elle est en
interaction

avec
beaucoup d'autres composantes
vivantes
, comme les nématodes, le collemboles, les
vers de terre, etc…, par exemple. C'est une difficulté
générale de l'étude de la biosphère du sol.

Il existe incontestablemen
t une
possibilité

de
transfert

horizontal

de
débris d'ADN
de
plantes

dans les microbes de la rhizosphère. Le problème est
d'évaluer
quantitativement

cette possibilité, au moins
en ordres de grandeurs. Les transferts à partir des
plantes "normales" est exce
ssivement difficile à
mesurer (à cause d'une part de la très faible occurrence
du phénomène mais, d'autre part, des énormes
possibilités de
contaminations

au cours de la
manipulation

des
échantillons
.

La probabilité de transfert est fortement augmentée
pa
r la présence d'homologies de séquences. C'est
pourquoi tout le monde convient d'éliminer les
séquences des vecteurs des plantes transgéniques.

Par ailleurs, il faut pouvoir distinguer les
évènements
naturels

de ceux que l'on pense pourvoir
être induits p
ar une plante transgénique. Des
transgènes comme ceux des

-
endotoxines
de
Bacillus thuringiensis

existent déjà (et
naturellement
) dans le sol avec leur bactérie d'origine
qui crache son ADN chaque fois qu'une cellule meurt.
On a donc du mal à distinguer ce phénomène naturel
d'un transfert du soja ou du maïs à la

flore de leur
rhizosphère.

Il faut enfin
mesurer

les
conséquences

potentielles

de ce
transfert
. Or on n'a guère d'idée précise sur
l'effet des plantes "normales" sur leur rhizosphère,
alors quoi mesurer? D'où l'
utilité

d'
indicateurs

comme les
champignons
mycorhiziens

pour les
systèmes à
faibles intrants
, où les systèmes
microbiens
ligninolytiques

pour les espèces
forestières
, par exemple.

On doit donc se baser sur la dynamique de ces
populations pour détecter des modifications sensibles.
La revue indique
plusieurs sites web décrivant les
conclusions de colloques sur le sujet. L'ennui est que
ces données sont
disparates
, et ne concluent pas quant
à des modifications éventuelles. Ces modifications se
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

31

traduisent au niveau de la
sensibilité

aux
opines

qui
sont

effectivement portées par le vecteur
Agrobacterium
. Malheureusement, cette bactérie est
omniprésente dans les sols, et assure déjà des
transformations naturelles, ne serait
-
ce que la galle du
collet.

Une autre source de perturbation réside dans les
pratiq
ues agricoles qui
bouleversent

le
sol

à
chaque
saison

et ceci dépend de la culture pratiquée soja,
maïs ou tomate, et même de la variété (besoin ou non
d'engrais azotés, par exemple) des conditions du sol et
du milieu. Il est évident que si une modificatio
n est
observée dans un cas, il faudra faire attention aux
autres conditions, l'ennui est que le nombre d'essais
requis va croître exponentiellement et va rapidement
devenir irréaliste.

Les organismes à suivre vont conditionner la
nature

des
sondes molécul
aires
que l'on devra utiliser. Mais
on va se limiter, pour des raisons pratiques, à l'une des
flores du sol et pas la totalité, et le voudrait
-
on, il
restera gérer la montagne de données qui va en sortir.
Tout ceci appelle la mise au point de nouvelles
tec
hniques.

















La Vie des Sociétés

109.
Archer Daniels Midland
a annoncé
l'accroissement de 60% de sa production de
sorbitol
.
Dans ses installations centrales de Decatur.

ADM
Press Release (11AUG03)
.

















110.
Bayer CropScience

va in
vestir EUR 650
millions d'Euros en recherche et développement sur le
long terme.
En 2004, la compagnie va investir €200
millions dans l'
amélioration

des infrastructures.
Un
nouveau centre de recherches va ainsi être construit à
Ghent, patrie de PGS qui a é
té rachetée dans le temps,
par Hoechst et donc est dans le portefeuille de Bayer
CropSciences.
Bayer CropScience Press Release
(03SEP03).

















111.
Genencor International

s'associe à
Cargill
Dow

dans le développement des projets de l'U.S.
Depart
ment of Energy.(DOE) d'
utilisation

de la
biomasse
. Le projet de Cargill
-
Dow concerne la
conversion des rafles de maïs.
Genencor International
Presse Release (08SEP03).
Genencor va valoriser,
ainsi, un programme de sélection d'enzymes mené
depuis trois ans
avec 17 millions de dollars du DOE.

















112.
genOway

de Lyon clone, avec le soutien de
l'INRA, le premier rat. D'ici 2006, la société compte
construire une collection de rats modèles en
commençant par les maladies cardio
-
vasculaires,
métaboliq
ues et neurodégénératives. La société
maintiendra

également un intérêt pour la souris plus
éloignée de l'homme sur le plan métabolique. Pfizer et
Novartis seraient intéressées par ces modèles pour
essayer leurs médicaments.

Les Echos (01OCT03) 37.

















113.
Monsanto

va fournir des
maïs adaptés

au la
production de
bioéthanol

en s'associant à
General
Motors
et la
National Ethanol Vehicle Coalition

(NEVC) dans le cadre du programme "Fuel Your
Profits".
Monsanto Press Release (25SEP03)
. Il s'agit
des

hybrides Processor Preferred® High Fermentable
Corn destinés au "dry milling" (technique de broyage
à sec de tout le grain, mais ne permettant pas de
récupérer facilement l'huile de l'embryon qui est un
sous
-
produit rémunérateur).

Mais Monsanto s'engage é
galement à
intervenir

dans le
soutien

aux
véhicules
(de General Motors)
utilisant
le
bioéthanol E85
, et dans les réseaux de

stations service
correspondantes. Monsanto fournira
également un
outil de mesure
permettant de
savoir

si
le
maïs

convient à cette
pr
oduction
.

Il y a actuellement 17 installations de "dry milling
aux Etats
-
Unis inscrites au programme, qui utilisent
les maïs produits sur 750 000 hectares, ce qui n'est pas
extraordinaire. Cela ne permet pas encore une
rentabilité des moulins
engagés
.

















114.
Prairie Plant Systems

de Saskatoon créée en
1988 exploite des
marchés maraîchers
de niche

et la
dépollution; notamment de deux mines d'uranium de
la COGEMA dans le Saskatchewan. Elle utilise cette
expérience dans les mines pour les utilis
er après de
leur désaffection, comme serres. La constance du
milieu permet d'éviter les stress et favorise la
croissance. C'est le cas dans deux mines, l'une à Flin
Flon dans le Manitoba et de White Pine dans le
Michigan. Reste à prouver que ceci est renta
ble, car
l'électricité remplace le soleil, gratuit, mais elle est
exploitable toute l'année. Un créneau visé est celui des
plantes transgéniques produisant des médicaments, la
rentabilité, la sécurité (pollens baladeurs faciles à
contrôler), les manipulati
ons du milieu sont facilitées
dans ces conditions.
Les Echos (01OCT03) 37.

















La Politique

115.
L'U.S. National Research Council (NRC) avait
conclu, dans son rapport "Countering Agricultural
Bioterrorism" que l'
agriculture américaine

est
vul
nérable à des
attaques biologiques
. Les points
critiques sont analysés, à partir de ce rapport, dans
LV

Madden et al.;
Annual Review of Phytopathology
41 (SEP03) 155
-
176.

La revue souligne que, comme
dans les autres cas de bioterrorisme, la détection la
pl
us rapide possible est essentielle.

















116.
L'US Food and Drug Administration (FDA)
constate que les compagnies de biotechnologies
traînent

les pieds

pour
assurer le suivi

(phase 4) de
leurs
produits

après commercialisation comme
cela

avait é
té prévu en 1993. Le produit est approuvé
quand on a obtenu une assurance raisonnable de
l'efficacité, mais avant la confirmation définitive de
toutes données comme dans le processus classique. Or
20% des engagements, seulement, ont été tenus. La
révocatio
n de l'autorisation de commercialiser le
produit sous cette autorisation provisoire est une
Le Bulletin des BioTechnologies


Octobre 2003


n°211

32

mesure extrême que la FDA n'utilise pas. Elle
envisage de ne procéder à un examen accéléré des
produits que pour les compagnies qui ont
effectivement assur
é ce suivi, comme c'est le cas pour
Millennium Pharmaceuticals dans le cas d'un
inhibiteur de protéasome qui a été approuvé en
urgence le 13 Mai.

Il faudrait une loi pour autoriser des pénalités
financières, moins abruptes, mais on ne voit pas bien
commen
t le présent Congrès voterait une loi
contraignante pour l'industrie. La FDA prend donc une
initiative autorisée par la législation actuelle.
A

Bouchié;
Nature Biotechnology 21 (JUL03) 718.