Décembre n°178 - Inra

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Décembre 2000

n°178


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

###

L'analyse à haut débit du métabolisme global d'un
organisme par identification de tous les composés présents
à un instant donné est à portée de la main, moyennant quelques améliorations techniques, des compromis pour
améliorer le débit, et une démarche permettant de rendre intelligibles les monceaux de do
nnées ainsi acquises.

Un pas significatif vient d'être accompli par le groupe de Willmitzer de la Max Planck et la société
Metanomics

de Berlin qui leur est liée.
O Fiehn et al.; Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1157
-
1161.###

Ces auteurs ont établi un prof
il métabolique pour quatre génotypes d'Arabidopsis (deux écotypes, Col
-
2 et
C24, et un mutant de chacun dont présente un phénotype très distinct dgd1 avec une hypersensibilité à la
lumière et l'autre quasi
-
normal, avec un plus grand nombre de stomates). I
ls ont identifié
326 métabolites

dont
la structure chimique d'à peu près la moitié a pu être établie. L'analyse utilise la
chromatographie en phase
gazeuse

couplée à la

spectrométrie de masse

(GC/MS). La méthode décrite permet une analyse de 60
échantillon
s par jour ouvrable et par personne et disposant de trois appareils GC/MS.

L'hommage rendu à ce travail par les dirigeants de
Paradigm Genetics

(qui, eux, travaillent avec Perkin
-
Elmer dans l'analyse fonctionnelle),
N Glassbrook et al.; p.1142
-
1143

est pr
obablement mérité.

**********************

L'analyse systématique de l'expression des gènes du nématode modèle
Caenorhabditis elegans

a été réalisée
par des chercheurs de Genetics Institute et de Harvard.
AA Hill et al.; Science 290 (27OCT00) 809
-
812.

On a
prédit l'existence de 19 099 gènes à partir de la séquence totale établie en 1998. Trois réseaux
oligonucléotidiques ont servi à suivre les patrons d'expression de 18 791 de ces gènes. L'opération a été réalisée
à six stades du développement.

Les auteurs
ont évalué la sensibilité de la méthode avec des oligonucléotides synthétisés in vitro introduits
dans chaque essai pour permettre le calibrage. Il y a manifestement des problèmes de dilutions des messagers
rares par rapport aux plus abondants. Et ceci exp
lique qu'environ 8400 ORFs n'ont jamais été détectées pour
cette raison.

Les chercheurs du Sanger Centre à Hinxton ont
réprimé

par
interférence

ARN

(RNAi) l'expression de près
de 90% des gènes identifiés dans le génome de
Caenorhabditis elegans
. Ils ont ai
nsi exploré les fonctions des
gènes du chromosome I. Ils l'ont fait en faisant
ingérer au nématode

des
bactéries produisant de tels
dsARNs

et cela marche pratiquement mieux qu'une injection de ces ARNs Tous les gènes ne sont, cependant,
pas inactivés. C'es
t une technique peu coûteuse et efficace pour des analyses à haut débit.
AG Fraser et al.;
Nature 408 (16NOV00) 325
-
330. .###

**********************

Des chercheurs du
TIGR

(The Institute for Genomic Research) publie un protocole optimisant l'analyse des
ES
Ts (Expressed Sequence Tags) et qui reconstruit les gènes à partir des ESTs ou de séquences partielles de
gènes. Ces techniques sont disponibles gratuitement.
F

Liang et al.; Nucleic Acids Research 28 (15SEP00)
3657
-
3665.

Les chercheurs de
Molecular Dynami
cs
et
Illumina

ont montré, avec des réseaux de sondes basées sur des
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



2

ORFs (séquences potentiellement codantes) extraites du séquençage humain que les
ESTs ne permettent pas
de
détecter tous les gènes
. Trois techniques ont été utilisées pour caractériser le
s ORFs: Grail (utilisant un
réseau neuronal, Genefinder (utilisant le modèle hidden Markoff) et DiCTion (utilisant les transformées de
Fourier).
SG Penn et al.; Nature Genetics 26 (NOV00) 315
-
318.

**********************

Utilisant des réseaux constitués de
puits dans un élastomère placé sur du verre et examiné au microscope,
des chercheurs de Yale ont caractérisé la quasi totalité (119 sur 122) des
protéines kinases

de la levure
Saccharomyces cerevisiae
. en utilisant 17 substrats différents.

H Zhu et al.; Na
ture Genetics 26 (NOV00) 283
-
289
.

**********************

Des chercheurs du Scripps Clinic & Research Institute proposent d'utiliser un phénomène photochimique
pour le
marquage fluorescent
.
(A Simeononov et al.; Science 290 (13OCT00) 307

313).

Les complexes

entre
des anticorps monoclonaux et du trans
-
stilbène engendrent une fluorescence bleue intense quand ils sont
irradiés. Cette fluorescence est "anormale" car supprimée à basse température. Elle résulte d'une interaction
dynamique entre le
stilbène

et le
n
oyau aromatique
d'un
tryptophane

dans le site de fixation de l'anticorps.
Le système n'est pas cher et n'est pas soumis au blanchiment des autres marqueurs fluorescents et le spectre
dépend de l'interaction, ce qui le rend polyvalent. Il peut être adapté a
u séquençage avec des nucléosides à base
artificielle dérivatisée avec le stilbène. En fait il peut être utilisé pour beaucoup d'interactions avec des ligands.
Voir le commentaire de
A Marshall; Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1129.

**********************

On vient de décrire un
nouveau type

de
sondes nucléotidiques fluorescentes
, qui illuminée par une source
monochromatique, répond par une

fluorescence modulable
. Ce type de sondes est un acide nucléique en
épingle à cheveu, celle
-
ci se déroulant en présence

d'une séquence complémentaire. Les sondes classiques de ce
type ont un fluorophore à une extrémité et un "quencher " à l'autre, ce qui fait que la fluorescence ne peut avoir
lieu que quand la molécule est déroulée. Dans la nouvelle technique, un fluoroph
ore
capteur distinct

du
fluorophore émetteur
a été incorporé sur la même sonde, l'énergie étant transférée par résonance de
fluorescence entre les deux. Un "quencher" sépare les deux et empêche le transfert en l'absence de cible. Dans
le cas contraire, ell
e réemet plus fortement que les sondes fluorescentes classiques.
S Tyagi et al.; Nature
Biotechnology 18 (NOV00) 1191
-
1196.

**********************

Un système de
régulation de l'expression génique

commandé par la
streptogramine

est décrit dans
M
Fussenegger

et al.; Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1203
-
1208
. Une des limitations du système basé sur la
tétracycline est qu'il n'est pas possible de commander indépendamment deux gènes. Le système présenté utilise
le répresseur Pip (
P
ristinamycin
-
i
nduced
p
rotein) q
ui est codé par l'opéron de résistance à la streptogramine.
C'est donc un système PipOFF. Le système donne un bruit de fond inférieur, et une induction relative plus forte
que le système TetOFF. Il est compatible avec ce dernier. On peut donc contrôler deu
x gènes à la fois. Pip a été
cractérisé et son gène cloné à partir de
Streptomyces coelicolor
.

.###

**********************

La
destruction

d'une
protéine active

permet certaines
régulations
. On sait que cette dégradation intervient
dans les régulations phys
iologiques comme, par exemple, la
destruction

de la
maltose perméase

de
Saccharomyces cerevisiae

quand le glucose est présent (voir le bulletin de Juin). On vient de montrer qu'il en
est de même pour la transcription, mais cette fois pour
activer un facteu
r de transcription

(T Hoppe. et al.;
Cell
102

(01SEP00) 577

586)
.
.###

**********************

La
recombinaison

a lieu
après

la
réplication meïotique

de l'ADN, et
avant

la
première division

meïotique. On sait que quand on bloque ou ralentit la réplication,
chez

Saccharomyces cerevisiae,

on bloque ou
ralentit également la recombinaison qui, normalement, commence par une coupure double
-
brin. Le lien entre
les deux est inconnu. Cela est indépendant de tout système de vérification de la réplication, comme celui
dépendant de MEC1. Il semble bien que c'est la
réplication

qui
initie

le processus de
recombinaison
.
V Borde
et al.; Science 290 (27OCT00) 806
-
809.

**********************

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



3

La
glycogène synthase kinase 3

(GSK
-
3) a un nom traître car, si elle exerce bien cett
e fonction, elle
intervient par ailleurs dans bien d'autres mécanismes du métabolisme et du développement ainsi que dans la
régulation de l'expression génique. Son activité peut être
inhibée

par
phosphorylation

de la
sérine 21

de la
sous
-
unité GSK
-
3


e琠摥



sérine 9

de la sous
-
unité GSK
-
3
ß

par la
protéine kinase B

(PKB/Akt), qui est une
kinase placée en aval de la phosphatidylinositol 3
-
kinase. On vient de montrer que, dans certaines voies de
signalisation, c'est la protéine kinase
A
(cAMP dépendante) qui

intervient à sa place. L'activité de GSK
-
3 peut
donc être modulée par des facteurs de croissance via la voie phosphatidylinositol 3
-
kinase
-
protéine kinase B
soit par des hormones via des récepteurs couplés aux protéines G associés aux changements de nivea
u du
cAMP.
X Fang et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97
(24OCT00) 11960
-
11965.

**********************

On vient de décrire une technique pour le
génotypage de polymorphisme de nucléotides uniques

(SNPs).

La caractérisation de ces marqueurs du polymorphisme n'est plus un frein, et c'est maintenant les
corrélations

avec des fonctions ou des déficiences qui sont à l'ordre du jour. Le problème est de les génotyper et les
techniques actuelles sont tout au plus

utilisables pour les polymorphismes

dans un gène donné
à la fois. Les
auteurs ont inventé une
méthode en parallèle

(single base extension
-
tag array on Glass Slides ou SBE
-
TAGS).
Les auteurs ont typé 100 SNPs et obtenu 5 000 génotypes avec une exactitude d
e 99%.
JN Hirschhorn et al.;
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97 (24OCT00) 12164
-
12169.

On vient de souligner, par ailleurs, qu'il est encore difficile d'exploiter les SNPs dans l'étude d'un phénotype
précis
(sensibilité à une médication par exemple); Ce sont plutôt des combinaisons dans un haplotype qui sont
importantes. Voir le commentaire de
S Davidson; Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1134
-
1135.

**********************

Il est maintenant possible de
visualis
er l'expression de gènes

dans un
organisme entier

(la souris en
l'occurence) comme le montrent des chercheurs associés à la firme AntiCancer de San Diego.

On détecte la fluorescence de la GFP (Green Fluorescent Protein) avec des caméras électroniques à ccd

(charge
-
coupled device) refroidis pour les images à grande échelle, et à travers un microscope à dissection pour
celles à plus faible échelle. Le système a été utilisé pour suivre l'expression de vecteurs adénoviraux exprimant
la GFP.
M Yang et al.; Proc
eedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97
(24OCT00) 12278
-
12282.

**********************

Beaucoup de mutants de recombinaison meïotiques ou de synapsis chez la levure de bière sont
bloqués

au
pachytène

par un
système de
vérification

du bon déroulement de la meïose. La surexpression du gène

NDT80

permet de franchir ce barrage. Il code un
facteur

de
transcription

spécifique de la meïose
. Il permet de sortir
du pachytène et d'entamer la première division. La protéine Ndt80p
s'accumule et elle est abondamment
phosphorylée

durant la meïose normale, mais pas dans les cellules bloquées en pachytène. L'inhibition de son
activité est un des mécanismes aboutissant au blocage en pachytène.
KS Tung et al.; Proceedings of the
National
Academy of Sciences of the United States of America 97 (24OCT00) 12187
-
12192.

**********************

Les Productions Végétales
###

Les gènes et les génomes

Dans le but de caractériser des gènes par leur fonction, des chercheurs de Berkeley ont
stimulé
et
utilisé

la

dispersion

des éléments
Ds

du maïs chez
l'orge

grâce à un plasmide porteur de la
transposase

de l'élément
complet
Ac

et d'un gène de
sélection négative
,
codA

de choline oxydase, ainsi qu'un plasmide porteur des
répétitions inversées de
Ds

encad
rant le gène
bar

de résistance à la phosphinothricine.

La démonstration d'une excision fréquente de Ds, a été faite avec un gène marqueur uidA (codant la ß
-
glucuronidase) interrompu par Ds, exprimé de façon transitoire, chez des plantes exprimant de faço
n stable la
transposase. Des croisements ont ensuite été effectués pour rassembler les éléments du système. On n'observe
que peu de transpositions à la première génération mais parmi les F2, 47% montraient une mobilisation de
Ds
,
et à la F3 75% des
Ds

avai
ent été insérés au voisinage du point d'excision et 25% à distance.

T Koprek et al.;
Plant Journal 24 (OCT00) 253
-
263.

**********************

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



4

Le gène
Constans

est en
rapide évolution

au sein des Brassicacées, alors que l'ancêtre est daté d'avant la
séparat
ion des Gymno
-

et Angiospermes. Les mutations non synonymes y sont, en effet, très nombreuses. Elles
sont, par ailleurs, inégalement réparties selon les domaines de la protéine.
U Lagercrantz et al.; Molecular
Biology and Evolution 17 (OCT00) 1499
-
1507.

**
********************

La Transformation

Des chercheurs de Pennsylvania State University ont réalisé la
transformation

du
champignon de couche
Agaricus bisporus
. par
Agrobacterium
. Ils transforment des cellules des lamelles du chapeau.
X Chen et al.;
Applied

and Environmental Microbiology 66 (OCT00) 4510
-
4513.

**********************

L'expression génique

Les défenses généralisées à toute la plante (
défense systémique
) contre le virus X de la pomme de terre
sontl'
homologue

de l'
extinction post transcriptionnell
e
des transgènes par les ARNs (posttranscriptional gene
silencing ou PTGS). Le groupe de Baulcombe a montré que ces deux systèmes sont deux branches d'un même
mécanisme. Ils aboutissent, tous deux à la production de petits ARNs de 25 nucléotides correspond
ant à la
séquence qui va être inactivée. De ces deux branches, l'une est
spécifique du PTGS

causé par la présence du
virus, et n'est pas affectée par p25, tandis que la seconde est
commune

au PTGS causé par le virus et par les
transgènes et responsable des

effets systémiques
. La

protéine de mobilisation

du
virus X
de la pomme de
terre empêche la diffusion dans la plante de ce dernier signal

O Voinnet et al.; Cell 103 (29SEP00) 157
-
167
.

**********************

Un
activateur

de transcription
chimérique
, XVE, e
st constitué par une fusion du domaine liant l'ADN du
répresseur

bactérien
LexA

(le X), du domaine de
transactivation

classique
VP16
de l'herpes simplex virus (le
V) et de la région régulatrice du récepteur humain des œstrogènes, le tout placé sous la co
mmande d'un
promoteur fort. Il agit sur des répétitions en tandem de l'opérateur LexA placé en amont d'un promoteur
minimal. C'est un dérivé, pour la partie XV, d'un système animal mis au point par des chercheurs allemands
(
DM Nettelbeck et al.; Gene Thera
py 5 (DEC98) 1656
-
1664

analysé dans le
bulletin de Mai 1999)
.

**********************

Le Développement

On trouvera dans
D Jackson; Current Opinion in Plant Biology 3 (OCT00) 394
-
399,

une
revue

sur le
progrès récents dans nos connaissances sur le
fonctionnem
ent

des
plasmodesmes
.

Au delà du transfert, grâce aux protéines de mobilisation des complexes viraux, de nombreuses protéines,
(notamment du phloème, mais aussi le facteur de transcription KNOTTED1 KN1), transitent par les
plasmodesmes. La revue discute d
es
mesures

du
seuil d'exclusion
, notamment à partir de protéines comme la
GFP (Green Fluorescent Protein). Ce seuil , dans le cas du phloème, varie d'ailleurs selon que le tissu est source
ou puit dans un transfert. On ne sait que très peu sur ce sujet dan
s les méristèmes (source de KN1 par exemple).
Il est cependant clair que les flux ne sont pas passifs, mais dirigés. La revue porte surtout sur les
protéines

des
plasmodesmes qui
interagissen
t avec les
macromolécules

qui transitent. La question est de savo
ir si toutes
font intervenir un même appareil. Pour l'instant, il semble que les protéines virales de mobilisation
et

KN1
interagissent avec un composant commun, soit une chaperone, soit un récepteur. On se préoccupe également
des mécanismes activant le tr
ansfert. C'est le cas de
myosines non conventionnelles

et de la
centrine
, protéine
fixant le
Ca
2+

comme la
calréticuline
. Cette liaison avec le
calcium

doit être associée au fait que des
modifications de sa concentration changent la perméabilité des plasmo
desmes en quelques secondes. Ces
échanges ont des conséquences, notamment des actions à distance, comme la synchronisation des mitoses entre
cellules communicantes. Les ARNs viraux ne sont pas les seuls véhiculés à travers les plasmodesmes. Certains
ARNs c
onstituants des signaux développementaux utilisent également cette voie, probablement associés à des
protéines. L'extinction post transcriptionnelle systémique de gènes (PTGS) utilise probablement la même voie,
avec de petits ARNs véhiculés par le phloème.

**********************

Le mutant
frl1

d'
Arabidopsis
, à pétales et sépales
dentelés
, vient d'être caractérisé par des chercheurs
japonais. Les autres organes sont normaux. La mutation entraîne non seulement ce phénotype macroscopique,
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



5

mais également une
en
doréplication

anormale dans les noyaux. La mutation influe sur le nombre de divisions.
Des double
-
mutants avec les mutants homéotiques
apetala3
-
1

ou
agamous

induisent des phénotypes additifs.
Y

Hase et al.; Plant Journal 24 (OCT00) 21
-
32.

*****************
*****

L'
éthylène

entraîne la mort par
apoptose

des
couches épidermique

de la racine en face des points
d'émergence des
racines adventices

du
riz
, au niveau des nœuds. Cette émergence a lieu quand la plante est
immergée, mais aussi lorsqu'on applique le pr
écurseur de la production d'éthylène ACC (1
-
aminocyclopropane
-
1
-
carboxylate) et cesse si on applique un antagoniste de l'éthylène.
H Mergemann et al.; Plant Physiology 124
(OCT00) 609
-
614.

**********************

La Reproduction

L'
hydratation

des
grains de
pollen

à la surface et à partir des
stigmates

est un élément essentiel de la
germination du grain. Ces transferts d'eau font usuellement intervenir des
aquaporines
. Il n'en est,
apparemment, rien dans le cas des cellules des papilles stigmatiques et du gr
ain de pollen du
colza
, bien que
deux gènes d'aquaporines aient été identifiés, Bo
-
PIP1b1 et Bo
-
PIP1b2 (Bo pour Brassica oleracea). Ce sont les
cellules situées
sous la couche épidermique
, qui ne sont pas au contact du grain de pollen, qui expriment Bo
-
PIP
1b2.
M

Marin
-
Olivier et al.; Plant Journal 24 (OCT00) 231
-
240.

Cela n'indique, cependant, pas ce qui peut
se passer côté pollen.

**********************

Les
lipides

à

très longues chaînes

acylées (>28 C) sont des constituants des
cires épidermiques

des
Bras
sicacées, ainsi que de la paroi de leurs grains de pollen.
Leur production
dépend de gènes
CER
, mais on
vient de montrer que la formation des cires du grain de
pollen

répondent un peu
différemment

des autres. Le
gène
CER6

présente un suppresseur intragéniq
ue qui supprime au moins partiellement les mutations à effet
pollinique
, mais
pas
ceux des
autres cires
. La protéine codée par CER6 ressemble aux enzymes de
condensation des acides gras.
CER6

est homologue de
CUT1
, un cDNA qu'on cartographiait sur un autr
e
chromosome. En fait c'est un autre gène homologue, maintenant dénommé
CER60
, qui code le cDNA
CUT1
.
A

Fiebig et al.; Plant Cell 12 (OCT00) 2001
-
2008.

**********************

La Physiologie des Plantes

On trouvera dans
T Sun; Current Opinion in Plant Biol
ogy 3 (OCT00) 374
-
380
, une
revue

sur les progrès
récents dans le domaine des voies de
signalisation

dépendant des
gibberellines (GA)
. Voir également le
compte rendu de
R Jones et al.; Trends in Plant Sciences 5 (AUG00) 320,

mentionné dans le
bulletin d'Oct
obre

que cet article complète bien.

C'est surtout sur les signaux dans l'aleurone des céréales que les recherches ont porté sur les récepteurs d'une
part et sur les gènes induits de l'autre, tout particulièrement sur la
production

des

-
amylase
s utilisées
comme
marqueurs. Deux protéines liant les GA ont été caractérisées à la surface des cellules caulinaires et de
l'aleurone. On trouve par ailleurs d'autres protéines solubles dans le cytoplasme. Il reste à établir leurs
fonctions.

On recherche les second m
essagers impliqués dans la transmission du signal. Un agoniste des
G
-
protéines
trimériques

mime l'effet du GA sur la
production

et la
sécrétion

des


amylases et ces dernières sont donc
impliquées. D'autres acteurs, notamment le Ca
2+

et les protéines à domaine calmoduline interviennent
seulement sur la
sécrétion
.

Les mutants de réponse au GA ont soit une réponse
excessive

(GA overdose) comme chez les

mutants
slender

(allongés) soit une réponse
atténuée

ou absente avec
nanisme

(GA unresponsive dwarfs) et
germination altérée. Mais comme le GA n'est pas le seul responsable de la croissance ces mutants doivent être
analysés avec soin. C'est pourquoi on s'
adresse à la production des

-
amylases dans l'aleurone des cérales.

On a isolé des
mutants nains

chez le riz
(
d1

voir plus bas
)
, l'orge
(
gse

pour GA
-
sensitivity) et chez
Arabidopsis

(
sly1

pour
sleepy1
) qui ressemblent aux mutants "leaky" (cad à expression résiduelle) de
biosynthèse d
e GA. Ces mutants sont récessifs et doivent être des
régulateurs

positifs

de la transmission du
signal. Le gène
D1

a été cloné et code une des sous
-
unités


d'une G
-
protéine.
SLN

agit probablement en aval
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



6

de
GSE

dans cette voie (voir également l'article su
ivant). On ne devrait pas tarder à cloner ces deux gènes.

Un autre gène impliqué dans l'affaire est
PKL

(
P
ic
kl
e) d'
Arabidopsis.

Il intervient vraisemblablement dans
l'effet du GA sur la différenciation de la racine lors de la germination. Il a été cloné e
t code une protéine
complexe avec un chromodomaine (
chro
matin
-
organization
mo
difier) un domaine de fixation sur l'ADN et un
domaine hélicase/ATPase caractéristique des protéines réprimant la transcription.

Les mutants
slender

ont une croissance indépendant
e du GA. On en connaît chez le pois
(
la

et
crys
)

et l'orge
(avec le prototype
sln
),

ou partiellement dépendante chez
Arabidopsis

avec
spy

(pour

spindly)

et
rga

(pour
r
epressor of
ga
1
-
3) ou la tomate avec
procera
.

Toutes ces mutations sont récessives et doi
vent affecter des
régulateurs négatifs cette fois.

Les gènes
SPY

et
RGA

d'
Arabidopsis

ainsi que
HvSPY

de l'orge ont été clonés et caractérisés. SPY est une
protéine ressemblant beaucoup à des O
-
linked N
-
acétylglucosamine (O
-
GlcNAc) transférases (OGT)
mamma
liennes, c'est à dire une enzyme de glycosylation. Sa fonction a été confirmée par expression dans des
cellules d'insectes. RGA réprime apparemment la transmission des signaux GA.

On a caractérisé une famille d'au moins 33 protéines régulatrices de ces vo
ies que l'on appelle GRAS (pour
GAI, RGA, SCARECROW, rien à voir avec les organismes et molécules dites GRAS en alimentation). Ce sont
apparemment des régulateurs de
transcription
. Les mutants
gai
-
1

d'
Arabidopsis

(pour
GA
-
i
nsensitive
-
1),
Rht1

3

du blé (pou
r
R
educed
h
eigh
t
1

3) ,
D8

et
D9

du maïs accumulent le GA1. Les
mutations

Rht
,

qui ont
permis la
révolution verte
, sont maintenant
présentes

dans la
quasi
-
totalité des cultivars de blé
commercialisés.

Ces mutations sont semi
-
dominantes (gain de fonction),

et leur fonction exacte a pu être établie grâce aux
suppresseurs intragéniques et au clonage des gènes.

Les suppresseurs intragéniques sont des allèles à perte de fonction qui restaurent le phénotype normal. On a
ainsi pu montrer que GAI est probablement

un régulateur
négatif

de la réponse au GA.

Les protéines GRAS possèdent un domaine central (VHIID, d'après le code des amino
-
acides du motif) et C
-
terminal (RVER) très conservés. Le domaine N
-
terminal diffère et confère probablement la spécificité de ces
diverses protéines. RGA et GAI, qui sont les plus étudiées, sont plutôt des co
-
régulateurs car elles ne possèdent
pas

de
domaine liant l'ADN
. L'un des facteurs de transcription intervenant est
GAMYB
. Elles possèdent
toutes deux un motif DELLA (d'après le c
ode des amino
-
acides) dans la partie N
-
terminale. Les mutants

gai
-
1

présentent une
délétion

en phase (ne perturbant pas la lecture en aval) dans cette région, or il y a gain de
fonction qui indique que c'est un répresseur dans sa version normale. Les gènes

Rht
-
B1

et
Rht
-
D1

du
blé

et le
gène
d8

du
maïs
, ainsi que
Slender

du riz et de l'orge sont des orthologues (copies dans des espèces différentes)
de
RGA

et
GAI.
Ils présentent chez les mutants étudiés des délétions internes ou N
-
terminales du motif DELLA.

Les séquences de nouveaux gènes de ce type sont identifiées au fur et à mesure que le génome d'
Arabidopsis
est décrypté
.


Un motif correspondant à la fixation d'une phosphotyrosine (domaine SH2) est présent chez ces protéines, et
fait penser aux domaines l
iant les protéines régulatrices STAT (
s
ignal
t
ransducers and
a
ctivators of
t
ranscription) des animaux. On étudie, évidemment, les gènes commandés par ces facteurs, mais on est encore
loin de les connaître tous. Seuls les gènes d'


amylases ont été étudiés avec quelque détail.

**********************

Le mutant nain,
d1
, du riz présente un défaut dans la
sous
-
unité


de la
protéine G
hétérotrimérique.
L'induction par le GA de l'activité

-
amylasique dans l'aleurone et de l'élongation

des nœuds est très réduite
chez ces mutants. Le gène d'
amylase

Ramy1A
, et du facteur de transcription induit par GA3,
OsGAMYB

(voir
plus haut) ont une expression réduite chez ces mutants. Il est, cependant, possible de forcer la production de
l'amylase pa
r de fortes doses de GA.

M Ueguchi
-
Tanaka et al.; Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America 97 (10OCT00) 11638
-
11643.

Les résultats suggèrent, cependant, qu'il
doit exister une autre voie de signalisation sensible au G
A qui ne passe pas par la G
-
protéine, voie qui serait
moins sensible que celle utilisant cette protéine.

**********************

La
synthèse

de l'
acide jasmonique

(JA) dépend de l'
allène oxyde cyclase

(
AOC
) qui catalyse la formation
du bon stéréoisomère pré
curseur OPDA (cis(+)12
-
oxophytodienoic acid). Son gène vient d'être cloné et son
expression analysée chez la
tomate
. Le messager s'accumule surtout dans les racines, les hampes et bourgeons
floraux. JA, OPDA et le conjugué isoleucine
-
JA s'accumulent en par
allèle. Dans la hampe florale, c'est surtout
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



7

le JA qui s'accumule, tandis que dans le pistil c'est l'OPDA. Dans les différents organes de la fleur les niveaux
respectifs sont donc variés. On peut observer la même chose au sein d'un organe. Ainsi l'AOC est

présente dans
les ovules, le tissu conducteur du style et les faisceaux vasculaires. La production périvasculaire joue peut
-
être
un rôle dans la
gestion de la systémine

et des défenses liées.
B Hause et al.; Plant Journal 24 (OCT00) 113
-
126.

*************
*********

Les étapes finales de la production de l'
acide abscissique

et de l'
auxine

font intervenir des aldéhydes
oxydases. On vient de caractériser les gènes de trois de ces enzymes chez la tomate (TAO1, TAO2 et TAO3),
ainsi que deux pseudogènes.
X Min et

al.; Biochimica et Biophysica Acta 1493 (02OCT00) 337
-
341.

TAO1 est surtout exprimé dans les tissus végétatifs, tandis que TAO2 l'est dans les tissus végétatifs et
reproducteurs. Les auteurs n'ont pa pu caractériser l'expression de TAO3 par hybridation No
rthern.

**********************

La caractérisation de nouveaux mutants du gène du
phytochrome B2

(phyB2) a permis de clarifier le rôle de
ce capteur dans la photomorphogenèse de la
tomate
, et notamment les interactions physiologiques entre
phytochrome

A

(ph
yA), phytochrome

B1

(phyB1) et phy
B2
. La suppression des trois laisse encore une réponse
résiduelle assez forte au rouge lointain. L'un des deux autres phytochromes, au moins, a donc un rôle.

La perte de phyB2 n'a guère d'effet sur le développement de pla
ntes sans phyA fonctionnel. Chez des plantes
sans phyB1, elle renforce le phénotype pâle et allongé. En lumière
rouge continue

la dé
-
étiolation démontre
une redondance entre phyB2 et phyB1. Dans ces conditions,
phyA

agit
indépendamment

de phyB1 et phyB2
en

ce qui concerne
l'élongation

de l'hypocotyle, mais
s'oppose

à
phyB1

pour la production des
anthocyanes
.
Sous forte irradiation rouge
phyB1

et
phyB2

gouvernent la t
otalité

des réponses
anthocyane
. Curieusement la
réponse sous faible irradiation dépendant d
e phyA est également réduite chez les double
-
mutants
phyB1/phyB2. phyB1 et phyB2 semblent donc intervenir sur l'activité phyA dans ces conditions.
JL Weller et
al.; Plant Journal 24 (NOV00) 345
-
356.

**********************

A
basse température
,
Arabidopsis

e
st confrontée à une
pénurie de phosphate

pour la
photosynthèse
, la
production de saccharose étant freinée et les intermédiaires phosphorylés s'accumulant. Utilisant des mutants
pho1
-
2

et
pho2
-
1

qui présentent, respectivement une dépression et un accroissem
ent du phosphate dans les
tiges, on a pu montrer, que la plante
accroît
,
au froid
, sa production
foliaire

de
Rubisco

et modifie
l'expression des autres enzymes du cycle de Calvin pour
minimiser

la
séquestration

du phosphate dans les
intermédiaires du métab
olisme, et accroît la production des enzymes de
production

du
saccharose
.
V Hurry et
al.; Plant Journal 24 (NOV00) 383
-
396.

**********************

Une
mutation

dans un nouveau gène de

dihydrodipicolinate synthase

d'
Arabidopsis
vient d'être
caractérisée par

des chercheurs de l'INRA à Versailles et Cadarache. La mutation de ce gène qui a permis son
identification, entraîne une
baisse de production de lysine

et une accumulation toxique de thréonine et de ses
dérivés. Un défaut dans les voies du pyruvate et de
l'aspartate dans l'
apex racinaire

est en cause.

C Sarrobert
et al.; Plant Journal 24 (NOV00) 357
-
368.

**********************

Des chercheurs romains et strasbourgeois ont
amélioré

la
production de lycopène

et de son dérivé cyclisé,
le
ß
-
carotène
, au cours d
e la
maturation

de la
tomate
. On trouve, normalement, surtout du lycopène et un
peu de ß
-
carotène. Ils ont donc construit des montages permettant de surexprimer ou sous exprimer la
lycopène ß
-
cyclase dans le seul fruit.

C Rosati et al.; Plant Journal 24 (N
OV00) 413
-
420.

**********************

Les Réserves des Plantes

La
condensation

des
acides gras
est réalisée par
addition séquentielle

de
C
2

apportés par la malonyl
-
ACP

(malonyl
-
acyl carrier protein) sur la chaîne en cours d'élongation, elle
-
même estérifiée

(greffée) sur l'ACP. La
réaction a lieu dans les chloroplastes.

La
3
-
cétoacyl
-
acyl carrier protein synthase

(KAS) III intervient dans la
première réaction

réalisée par la
fatty acid synthase (FAS) de type II, utilisant acétyl CoA et malonyl
-
ACP comme subs
trats. La KAS III des
embryons de
Cuphea wrightii
qui, comme tous les
Cuphea

produit des acides gras à chaînes courtes, est
fortement inhibée par les acyl
-
ACP à chaînes moyennes. Mais le site de fixation de ces inhibiteurs (lauroyl
-
ACP, par exemple) est di
stinct de ceux des substrats de l'enzyme. Il a été identifié par délétion et substitution et
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



8

c'est l'heptapeptide G
290
NTSAAS
296
.

Cette opération de désensibilisation a été réalisée pour améliorer la production d'huiles à courtes chaînes par
Cuphea lanceola
ta

(acides gras normalement en 8:0 à 10:0) ou à chaînes moyennes par le
colza

(essentiellement en C18). Cela marche.

A Abbadi et al.; Plant Journal 24 (OCT00) 1
-
9.

**********************

Les
ACP désaturases

sont une famille d'enzymes solubles intervenant d
ans la production d'acides gras
monoinsaturés
. Les ACP désaturases spécifiques des acides gras en C
14

et C
16

de plantes peuvent
complémenter des mutants fabA/fadR d'
E.coli

déficients dans la synthèse des acides gras insaturés. Les ∆9
-
stéaroyl (18:0)
-
ACP dé
saturases ne complémentent, par contre, pas ces mutants

Cette spécificité de longueur résulte de déséquilibres dans les pools de substrats: assez de C14 et C16 acyl
-
ACPs et pas assez de C18 acyl
-
ACP chez
E.coli.
Ce déséquilibre permet d'isoler des mutants d
e

∆9
-
18:0
-
ACP
désaturase

de ricin avec une spécificité accrue pour les
C
14

et
C
16

acyl
-
ACPs
. On trouve souvent, parmi eux,
la substitution G188L. L'expression de ces gènes mutants chez
Arabidopsis

permet une
accumulation

(jusqu'à
plus de 25%) d'
acides gras

monoinsaturés inusuels
.

On sait que chez le
ricin

le remplacement de la leucine118 et de la proline 179 par deux acides aminés plus
volumineux, phenylalanine et isoleucine, respectivement, rend l'enzyme plus active sur les ACP 16:0 au lieu
de l'ACP 18:0.
EB Cahoon et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of
America 97 (24OCT00) 12350
-
12355.

**********************

Des chercheurs du Plantech Research Institute ont supprimé, chez le riz, l'expression des gènes
Waxy

par
des
antisens

sous la commande d'un promoteur fort, celui du gène de l'alcool déshydrogénase 1 du maïs. Ils
ont observé dans certains lignées la suppression attendue de l'amylose et la production d'un riz ressemblant au
riz glutineux, avec son albumen blanc opa
que.
R Terada et al.; Plant Cell Physiology 41 (JUL00) 881
-
888.
###

**********************

Des chercheurs d'Amiens ont exprimé, chez la
pomme de terre
, une enzyme
bifonctionnelle

-
慭祬慳支杬uc潳o 楳潭ér慳a

sous la commande du promoteur de l'amidon synthase granulaire (granule
-
bound
-
starch synthase). Ceci entraîne la
production

directe

de
fructose

dans des purées par
chauffage

pendant 45
minutes à 65°. C'est en effet une

-
amylase

de
Bacillus stearothermophilus

et une glucose isomérase de
Thermus thermophilus

thermostables qui ont été fusionnées. Les auteurs n'ont, de ce fait, noté aucun effet
néfaste sur les plants transgéniques.
A Beaujean et al.; Biotechnology & Bioengineering 7
0 (05OCT00) 9
-
16.

Un article similaire, mais sur le modèle tabac et ne visant que la production de
glucose

directement dans la
plante récoltée, est paru avec
R Montalvo
-
Rodriguez et al.; Biotechnology & Bioengineering 70 (20OCT00)
151
-
159.

Ces auteurs uti
lisent des


glucosidases

ou

ß
-
glycosidases

de l'archée
Sulfolobus solfataricus
.

**********************

On trouvera dans
R Montalvo
-
Rodriguez et al.; Biotechnology & Bioengineering 70 (20OCT00) 151
-
159
, un
article sur l'autohydrolyse des polysaccharides de

plantes utilisant des transgènes d'enzymes hyperthermophiles.

**********************

La
sucrose
-
phosphate synthase

(SPS) est un enzyme régulatrice du métabolisme et de la
partition

du
carbone chez les plantes. La SPS intervient dans la production du sacch
arose dans les cellules
photosynthétiques et dans la conversion des amidons et acides gras en saccharose lors de la
germination

des
graines. Le groupe mexicain de Herrera
-
Estrella a analysé les
patrons d'expression

du gène
sps1

du
riz
.
L'expression de sps1

est circonscrite aux cellules du mésophylle (la couche photosynthétique comprise entre les
deux épidermes des feuilles), le scutellum (le cotylédon plaqué sur l'albumen) des graines en germination et le
pollen des inflorescences immatures.On observe une c
oincidence de l'expression dans les feuilles avec la
transition de l'état puit à l'état source de carbone fixé. L'expression est couplée avec le développement des
plastes et de la photosynthèse, tandis que dans le scutellum, Elle en est indépendante.

AT Ch
avez
-
Barcenas et
al.; Plant Physiology 124 (OCT00) 641
-
654.

**********************

Symbioses
###


Des chercheurs de Leiden ont monté deux jeux de vecteurs à large spectre permettant l'expression de la GFP
(Green Fluorescent Protein) et de ses variants chez

E.coli
et les
Rhizobiacées

pour étudier leurs interactions
avec les plantes. Ils ont ainsi pu montrer que des
Rhizobium

différents (car colorés diffféremment) progressent
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



9

ensemble dans le cordon infectieux et sont présents dans les mêmes nodules qui conti
ennent donc une
population

hétérogène
.
N

Stuurman et al.; Molecular Plant Microbe Interactions 13 (NOV00) 1163
-
1169
. Il
serait intéressant de voir si on n'a pas une complémentation. Si oui, on pourrait penser qu'il existe une foule de
mutants naturels qui

passent, de ce fait , inaperçus dans la nature.

**********************

La
mycorrhization

de la
patate douce

Ipomoea batata
cv. White Star par
Glomus etunicatum

a été étudiée
par des chercheurs brésiliens. Celle
-
ci protège le
développement

des
embryons som
atiques
. Ceci devrait
permettre une propagation efficace de cette plante sous forme de semences artificielles (mais avec les
problèmes de conservation liés à cette technique).
W Bressan et al.; Canadian Journal of Microbiology 46
(AUG00) 741
-
743.

*********
*************

Parmi les
mycorrhizes

arbusculaires
,tous les isolats de Gigasporacées (Glomales) étudiés (
Scutellospora
persica
,
Scutellospora castanea, Glomus calidonium
,
Acaulospora laevis

et
G.margarita
), à l'exception de
Gigaspora rosea
, sont porteurs d
e bactéries endosymbiotiques. Ces bactéries sont proches des
Burkholderia

mais n'ont pas pu être cultivées
.

V Bianciotto et al.; Applied and Environmental Microbiology 66 (OCT00)
4503
-
4509.

**********************

Des bactéries

fixatrices d'azote

sont asso
ciées aux racines de
Spartina alterniflora
,

graminée des
marécages saumâtres (voir le
bulletin d'Octobre

dans le chapitre "environnement"). On vient d'étudier la
diversité de ces bactéries. Elle l'a été en se basant sur
nifH
. 59

séquences ont été récupérée
s et analysées. De
nombreuses séquences de


Proteobacteria

et de différentes diazotrophes anaérobiques ont été décelées. Il est
clair que ce sont des bactéries diverses et encore inconnues.
CR Lovell et al.; Applied and Environmental
Microbiology 66 (SEP
00) 3814
-
3822.

**********************

Les chercheurs de l'INRA à Toulouse viennent de montrer qu'au delà de la sénescence classique des
nodules, vers la sixième semaine, il existe une
invasion de rhizobiacée
s issues des
cordons infectieux
, mais
qui sont
s
aprophytes

et profitent de la dégénerescence des nodules. C'est donc une nouvelle forme, chez qui
l'expression de
nifH

est réprimée, qui prend le dessus.

AC Timmers et al.; Molecular Plant Microbe
Interactions 13 (NOV00) 1204
-
1213.

**********************

L
'opéron

nodFEL
est un des opérons dépendant de NodD regroupés sur le plasmide de symbiose de
Rhizobium leguminosarum biovar viciae
. On vient de trouver, en amont, un nouveau promoteur responsable
de la transcription, opposée par rapport à nodF, d'un ARN de

720 pg appelé

px(2)
. Ce promoteur recouvre
partiellement celui de
nodF

et il est réprimé par un nouveau régulateur des gènes
nod
,
Px
. Ce transcrit code
potentiellement un polypeptide de 66 amino
-
acides. La multiplication des copies de px(2) augmente le ni
veau
d'expression de
nodF

et son inactivation par glissement de phase supprime cet effet.
Y Yang et al.;
Biochemical Biophysical Research Communications 275 (18AUG00) 91
-
96.

**********************

Le locus
dnaJ

codant la protéine
heat shock 40

de
Rhizobium

leguminosarum bv.phaseoli
est nécessaire à
l'
établissement de la symbiose

avec le haricot

Phaseolus vulgaris.

Des mutations dans ce gène dues à une
insertion du transposon Tn5 entraînent une perte de fonction pour trois enzymes du métabolisme du glutamate

(glutamate déshydrogénase, 2
-
oxoglutarate déshydrogénase et glutamate synthase). Ces enzymes ont donc
besoin de cette chaperone agissant de concert avec hsp70 pour être fonctionnelles.
M Labidi et al.; Molecular
Plant Microbe Interactions 13 (NOV00) 1271
-
1274.

On devrait, logiquement retrouver ce phénotype pour les
mutants de Hsp70.

**********************

Des chercheurs de l'INRA à Montpellier ont étudié la
colonisation

des plantules de
Pinus sylvestris
par
Lactarius deliciosus

et
L.sanguifluus

en milieu c
ontrolé. Ils ont ainsi facilité la formation des mycorrhizes et
obtenu en milieu artificiel la formation de chapeaux
un an

après l'inoculation de
Lactarius deliciosus
.
A
Guerin
-
Laguette et al.; Canadian Journal of Microbiology 46 (SEP00) 790
-
799.

*********
*************

On trouve, chez deux
Papillionacées arborescentes

non nodulantes,

Styphnolobium japonicum

et
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



10

Cladrastis kentukea
, des gènes ENOD2 (Early NODulin 2) exprimés mais dont les produits semblent
différents des ENOD2 classiques des espèces nodulante
s.
CM Foster et al.; Plant Physiology 124 (OCT00)
741
-
750.

**********************

Les Pathogènes des Plantes et les Mécanismes de Défense
###

Des chercheurs de l'INRA à Bordeaux ont mis au point une technique PCR permettant de
détecter
Eutypa
lata

cause de

l'
eutypiose
, une maladie nécrotique de la vigne qui cause des soucis aux viticulteurs dans le Sud
-
Ouest. Les conidies de ce champignon sont difficiles à détecter dans les bois. Ils ont vérifié la spécificité de leur
technique.
P Lecomte et al.; Applied an
d Environmental Microbiology 66 (OCT00) 4475
-
4480.

**********************

Une technique à haut débit pour
détecter
les
cDNAs

de
pathogènes

induisant la
réponse hypersensible

a
été mise au point par les chercheurs de Wageningen et du John Innes Centre. Les
résultats sont illustrés avec
Cladosporium fulvum
, pathogène de la tomate, sur des tomates résistantes et Nicotiana tabacum var. Samsun
NN (non
-
hôte). Les cDNAs sont clonés dans un vecteur d'expression binaire basé sur le virus X de la pomme
de terre et tr
ansférés dans
Agrobacterium tumefaciens. FL Takken et al.; Plant Journal 24 (OCT00) 275
-
283.

**********************

La protéine MAG
-
B, codant une sous
-
unité


de protéine G de
Magnaporthe grisea
, est impliquée dans la
formation des
appressoria

(avec l'iden
tification des surfaces), la croissance du mycelium, la formation des
conidies (spores végétatives) et le développement sexuel. Une stratégie de mutation dirigée a été utilisée pour
disséquer les différentes fonctions.

L'
inactivation

de la fonction
GTPase

par la substitution
Gly42Arg

maintient le signal de façon
permanente
. Cette mutation dominante cause l'autolyse des colonies âgées, une mélanisation et réduit la
virulence; elle permet la formation des appressoria sur toutes les surfaces, hydrophiles ou n
on.

La
substitution

Gly203Arg donne une mutation également dominante. Elle devrait bloquer la
dissociation

des sous
-
unités ß


de la sous
-
unité

, et donner une protéine G inactive. Mais cela ne change pas grand chose
dans un arrière plan génétique sauvage
, sinon une plus grande sensibilité de la conidiation aux stress
osmotiques.
magB
(G203R) est cependant capable de complémenter les effets phénotypiques des mutations
magB
, ce qui prouve bien que les sous
-
unités Gß


sont bien impliquées dans la voie de sig
nalisation.
EG Fang
et al.; Molecular Plant Microbe Interactions 13 (NOV00) 1214
-
1227.

**********************

Ustilago maydis

parasite le maïs sous forme de dicaryons résultant d'une fusion de
sporidies

levuriformes
saprophytes qui donnent un mycelium aprè
s fusion entre sporidies
compatibles
. Le mycelium envahit la plante
et finit par donner des tumeurs de la plante où a lieu la fusion nucléaire puis la formation de
téliospores

qui
sont la forme diploïde de
dissémination

du champignon. La fusion entre spori
dies fait intervenir deux loci
complémentaire, le
locus biallélique
a

et le
locus multiallélique
b
.

Le locus
a

code un système phéromone/récepteur qui permet la reconnaisance et la fusion des deux gamètes.
Toutes les autres étapes dans le développement sex
uel et pathogène dépendent du locus
b
.

Il code deux
protéines à homéodomaines non apparentées,
bE

et
bW
. Il faut que les gènes bW et bE proviennent d'allèles
différents
. C'est l'
hétérodimérisation

de ces protéines qui vérifie ce point. On pense que l'hétér
odimère
conditionne l'expression des gènes de pathogénicité.

On vient de caractériser la protéine
Rum1

(
R
egulator
U
.
m
aydis 1) qui ressemble beaucoup à la protéine
humaine

retinoblastoma binding protein 2
. La délétion de
rum1

entraîne l'expression de plus
ieurs gènes
b
,
indépendamment de leur activation par l'hétérodimère bE/bW. Les
mutants

de
rum1

restent pathogènes et
prolifèrent dans le maïs, mais ne
produisent pas de téliospores

à cause d'un défaut se situant dans la
formation de la paroi
. Rum1 comporte

un domaine se fixant sur l'ADN et une région facilitant l'interaction
avec les histone désacétylases. Il agit vraisemblablement comme un
répresseur

via la conformation de la
chromatine.
C

Quadbeck
-
Seeger et al.; Molecular Microbiology 38,n°1 (OCT00) 154
-
166.
###

**********************

Les
hydrophobines

sont des protéines
surfactantes

particulièrement actives qui s'assemblent à l'interface
entre milieux hydrophobes et hydrophiles. La partie
N
-
terminale
est responsable des propriétés
hydrophiles
,
tandis que

8 cystéines

donnant quatre ponts disulfure
empêchent l'autoassemblage

en l'absence d'interface
hydrophile/hydrophobe.
ML deVocht et al.; Journal of Biological Chemistry 275 (15SEP00) 28428
-
28432.
###

Des protéines de ce type sont indispensables à la colon
isation du
riz

par
Magnaporthe grisea.

Elles jouent
également un rôle dans la
cohésion des hyphes

lors de la formation du chapeau des basidiomycètes, par
exemple. Une
revue

sur leur structure et le rôle de ces structures est parue dans
HA Wosten et al.; Bi
ochimica et
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



11

Biophysica Acta 1469 (18SEP00) 79
-
86.
On connaît trois conformations possibles pour ces hydrophobines :
monomères solubles dans l'eau, autoassemblage en

-
hélices en milieu hydrophobe et autoassemblage en
feuillets ß à l'interface eau/milieu hy
drophobe. L'état


-
hélical est un état intermédiaire, et la forme en feuillets
ß est la forme stable d'assemblage. Cette dernière est constituée de bâtonnets de 10 nm d'épaisseur qui
ressemblent aux fibres amyloïdes. L'auteur ne va pas jusqu'à dire que cel
a ressemble bien au
prion
.

**********************

Le
Bean dwarf mosaic virus
(BDMV) et le
Bean golden yellow mosaic virus
(BGYMV) sont des
Begomovirus (celui de la mosaïque du bégonia étant le prototype) qui sont des Geminivirus bipartites infectant
de faç
on différentielle les cultivars de haricot
(Phaseolus vulgaris)
. Il y a donc des

différences d'avirulence

qui doivent résider dans l'un des deux composants de ce virus. Des chercheurs de Davis ont monté divers
hybrides du DNA
-
B entre souches de ce virus et

ont co
-
infecté le haricot avec ces hybrides du DNA
-
B et le
composant DNA
-
A normal ou exprimant la GFP. .

Le
déterminant d'avirulence
du
BDMV

(celui qui permet la reconnaissance du virus par la plante qui
développe, alors, ses défenses avec la réponse h
ypersensible) a été localisé au niveau de la
protéine BV1
.
Cette protéine est impliquée dans l'
exportation de l'ADN viral
hors du
noyau
, ce qui est nouveau comme
déterminant d'avirulence.
ER Garrido
-
Ramirez et al.; Molecular Plant Microbe Interactions 13 (
NOV00)
1184
-
1194. ###

**********************

Un cDNA complet d'une
lipoxygénase

(RCI
-
1) du
riz

qui répond aux inducteurs de résistances généralisées
comme le
benzothiadiazole

-
7
-
carbiothioic acid S
-
methyl ester (BTH, analogue de l'acide salicylique de
Nova
rtis), l'acide 2,6
-
dichloroisonicotinique (INA) ou le probenazol a été cloné. Il n'y a cependant pas
induction du gène avec des races compatibles ou non de
Magnaporthe grisea
ou
Pseudomonas syringae
pv.syringae

qui n'est pas un pathogène du riz ou par ble
ssure. Il ya, par contre une induction par l"acide
jasmonique. L'expression dans
E.coli

montre que le de cette lipoxygénase produit surtout le 13
-
hydroperoxy
-
octadecanoate, à partir des acides linoléïque et linolénique,. Cette enzyme est localisée dans le

chloroplaste.

U

Schaffrath et al.; European Journal of Biochemistry 267 (01OCT00) 5935
-
5942.

**********************

Des chercheurs australiens associés à SC Somerville de Stanford ont étudié l'expression globale des gènes au
cours des
réactions de défense
s

d'
Arabidopsis
contre

le champignon incompatible (infection bloquée)
Alternaria brassicicola
, ou après traitement par l'
acide salicylique

(SA), le
méthyl jasmonate
(MJ) ou
l'
éthylène
.

Ils ont analysé l'expression de 2 375 gènes par des microréseaux de cD
NAs. Après infection par

A.brassicicola

168 messagers sont plus abondants et 39 le sont moins. Ce qui est plus intéressant c'est que de
nombreux gènes sont affectés, de façon coordonnée, par l'infection et les traitements. Ce qui est remarquable
c'est la c
oordination entre les gènes induits par le jasmonate et l'acide salicylique alors que l'on, pense
généralement que ces deux voies sont
antagonistes
.
PM Shenck et al. Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America 97 (10OCT0
0) 11655
-
11660.

**********************

Le numéro d'
Octobre
de
Microbiology

contient plusieurs articles traitant de la
diversité

des
Pseudomonas

et
qui ne traite pas uniquement des aspects pathogènes.
P.syringae
,

fait intervenir deux groupes de gènes pour s
a
pathogénicité: les gènes du groupe
hrp

(
hypersensitive response
and
pathogenicity
) conservés chez les
bactéries phytopathogènes et ceux permettant la synthèse de la phytotoxine
coronatine

(et, par ailleurs,
d'exopolysaccharides). Le bon sens indique que
ces deux activités doivent être coordonnées. Cela ne semble pas
évident, car une absence de fonctionnement du système de sécrétion de type III codé par des gènes
hrp

ne
perturbe pas la production de coronatine. Cela a été démontré pour le pathovar
tomato
D
C3000. Les auteurs ont
inactivé le gène
hrpC

qui code une protéine de la membrane externe impliqué dans la sécrétion. Ce gène fait
partie d'un opéron avec quatre autres gènes. L'inactivation de ces quatre autres gènes augmente la production de
coronatine.
A

Peñaloza
-
Vázquez et al.; Microbiology 146 (OCT00) 2447
-
2456.

Les gènes
hrp

font intervenir des régulations environnementales dont celles par la température.
MS Ullrich
et al.; p.2457
-
2468
ont étudié ce facteur chez
Pseudomonas syringae pv. glycinea
PG418
0. Ce pathovar
infecte les plantes à basse température et haute hygrométrie et produit la coronatine à 18°. On sait que trois
promoteurs du plasmide codant la production de coronatine sont thermosensibles. De nombreux gènes ont leur
expression stimulée à 1
8° et d'autres à 28°, mais ils sont bien disparates et il est difficile d'en dégager un
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



12

mécanisme global pour l'instant.

**********************

Les Plantes transgéniques

Des

vaccins oraux

produits par des plantes sont en construction depuis 1992. Une des l
imitations est la
concentration de l'antigène
, toujours insuffisante, dans le végétal à ingérer.

Le groupe d'Arntzen vient de publier ses résultats sur un
vaccin

contre l'
hépatite B

chez la
pomme de terre

(JL Richter et al.; Nature Biotechnology 18 (NOV00
) 1167

1171)
. Ils ont accru la teneur en antigène en
utilisant des signaux de polyadénylation modifiés (qui font passer la concentration de l'antigène de 1 à 16 µg) et
en jouant sur la rétention dans le réticulum endoplasmique. Voir les commentaires de
JKC

Ma; p.1141
-
1142

et
J Jamison ; p.1130
.
###

Sont actuellement à l'étude, dans le groupe, des vaccins contre
l'entérotoxine

d'
E.coli
et le
virus Norwalk
.
Ces deux vaccins ont déjà été essayés chez l'homme et donnent lieu à une immunité systémique et humoral
e
pour la toxine et mucosale uniquement pour la protéine de capside du virus. Mais il faut manger

trois doses de
100g de pomme de terre

recombinante
crue
. Arntzen travaille d'ailleurs sur un version "
tomate
" et des
chercheurs belges travaillaient sur la
ba
nane
.

Il reste un problème de taille pour ces vaccins, c'est leur
compétitivité

avec les vaccins
classiques

dans les
pays développés. Des vaccins contre l'hépatite B correspondent à un marché de 1

milliard de dollars et ces
vaccins considérés comme sûrs s
ont utilisés depuis 1986; Une initiative mixte de l'OMS et diverses fondations
a abouti à une inititative (Children's Vaccine Initiative) en faveur du Tiers Monde.

Sur le plan technique la vaccination orale a bien des avantages, mais il restera difficile d
e piloter les doses,
et la co
-
administration d'adjuvants (qui a été réalisée par la co
-
expression dans la même plante). Enfin il y a un
défaut majeur à l'utilisation de produits végétaux
bruts

dans l'immunisation, celle de la conservation très
réduite des
végétaux. Plus généralement il faut se préoccuper, dans le cas des vaccins oraux, de la
tolérance
immunitaire digestive
. En effet le tube digestif est sans cesse confronté à des molécules étrangères, et une
réaction immunitaire intempestive serait très reg
rettable. Ces réactions sont donc
naturellement diminuées
,
mais on n'a guère de données sur ce mécanisme. Je rappelle la vaccination expérimentale des porcs par du
maïs exprimant un antigène de la gastroentérite transmissible de
Prodigene

(K Savoie; Nature

Biotechnology
18 (APR00) 367
, mentionné dans le

Bulletin de Mai)
, ainsi que la production chez la tomate et la pomme de
terre (voir le

Bulletin de Juillet

pour les brevets).

**********************

La production de substances pharmaceutiques dans les plant
es est également envisagée et, actuellement, de
l'hirudine

est produite selon cette technique (purifiable par fusion avec les oléosines de la graine du colza) et
commercialisée au Canada par
SemBioSys
. Un article sur ces productions est paru avec
G Giddin
gs et al.;
Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1151
-
1155 ###.

Il est un peu optimiste sur les débouchés, en particulier sur
les problèmes de purification. L'utilisation des sous
-
produits traditionnels comme amidon, huiles,etc… est
envisagée pour compenser les
coûts d'extraction et de purification, mais, je doute que cela soit jouable, à la fois
qualitativement (avec les vagues OGMs) et quantitativement, vu la disparité entre la quantité de produit
pharmaceutiques, et les quelques tonnes d'amidon ou d'huile qui
en résultent.

**********************

L'
ablation

des gènes de

résistance aux antibiotiques

est essayée pour toutes les productions alimentaires.
S
Iamtham et al.; Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1172
-
1176 ###
, décrivent une technique qui rassemblent
plusie
urs innovations récentes dans ce domaine. Elle comporte une transformation du chloroplaste (pour éviter
la transmission par le pollen), une excision du gène de résistance à un antibiotique marqueur et de toute
séquence du vecteur par recombinaison chloropl
astique, suivie d'une utilisation de la ségrégation des
chloroplastes. Le seul gène actuellement commode pour une expression chloroplastique est le gène
aadA
(aminoglycoside 3' adényl transférase) de résistance à la spectinomycine et la streptomycine. Il
a le défaut et la
qualité de s'exprimer également ches les bactéries.

Leur cassette d'expression comprend le gène
uidA

de ß
-
glucuronidase qui sert de marqueur final, le gène de
résistance des plantes cibles à l'herbicide glufosinate
bar
, qui sert de gène d
e sélection, placés de part et d'autre
d'un gène de
sélection

des
chloroplastes transformés
. Deux répétitions directes de 174 pb sont ajoutées pour
faciliter l'excision de
aadA

par recombinaison homologue (ce qui conserve la résistance à l'herbicide si on
le
souhaite) et trois répétitions directes de 418 pb pour l'élimination de
aadA

et

bar
.

**********************

La production d'
isoflavones

dans des plantes comestibles est sensée leur conférer des vertus permettant de
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



13

les vendre plus cher (probiotiques). C
hez les légumineuses, elles jouent un rôle à la fois dans l'
établissement

de
la
symbiose

fixatrice d'azote et dans les mécanismes de défense. Les chercheurs de Du Pont avaient isolé deux
gènes d'
isoflavone synthase

(
IFS
) du
soja
. Ils ont ainsi pu pêcher le
s homologues dans plusieurs autres
légumineuses. Ils ont exprimé l'un d'entre eux chez
Arabidopsis

et produit de la
génistéine

dans la
tige

et les
feuilles

d'
Arabidopsis

(
W Jung et al.; Nature Biotechnology 18 (FEB00) 208
-
212
voir le
Bulletin de Mars

dans

"Physiologie des Plantes"
)
, mais cela ne se mange guère
.


Comme l'enzyme intervient dans la première étape dédiée de la voie des isoflavones, ils viennent de vérifier
les interactions avec la voie endogène des
phénylpropanoïdes

qui fournit le substrat. L'
introduction, chez les
monocotylédones
, d'un facteur de transcription régulant la voie des anthocyanes permet cette production,
quand un gène d'IFS est également présent. L'introduction d'une troisième gène, celui de la chalcone réductase,
permet l'introdu
ction d'un autre substrat de l'IFS permettant la production de la
daidzéine
. Cela a été réallisé
chez le maïs. Les chercheurs ont, de plus, constaté que dans toutes ces plantes transformées, l'isoflavone est
conjuguée, ce qui signifie que les plantes recon
naissent ces produits et les traitent comme des produits
endogènes.
O Yu et al.; Plant Physiology 124 (OCT00) 781
-
794.
###

**********************

Les Insectes et leur Maîtrise
###

On trouvera dans
R Medzhditov et al.; Trends in Microbiology 8 (OCT) 452
-
456
,

et dans
RS Kuhsh et al.;
Trends in Genetics 16 (OCT00) 442
-
449
, deux
revues

complémentaires sur les
défenses

de la
Drosophile

avec
le système
Toll

(voir le
Bulletin d'Octobre)
.

**********************

On trouvera dans
NA Moran et al.; Current Opinion in M
icrobiology 3 (JUN00) 270
-
275 ###
, une revue sur
les bactéries symbiotes des insectes, avec les
Buchnera

et les
Wolbachia
. Elle est centrée sur les aspects
évolutifs de ces symbioses.

Les symbiotes
primaires

représentent des interactions obligatoires et on
t été décrits chez les insectes et des
invertébrés marins. Les relations des symbiotes secondaires sont d'une part plus mal connues et la démarcation
est, parfois, difficile avec les pathogènes. La revue est consacrée, pour l'essentiel, à ces
symbiotes pri
maires
.

L'essentiel des travaux a été réalisé sur les
Buchnera

symbiotes des aphides (voir le
Bulletin de Septembre
par exemple) et un génome complet a été séquencé (celui de
Buchnera

d'
Acyrthosiphon pisum
).

Les séquences connues ont déjà permis de vérifi
er le
parallélisme de l'évolution

de
l'insecte

et de la
bactérie
. On a pu, d'ailleurs, vérifier qu'il n'y a pas de transmission horizontale (par infection par exemple), y
compris au sein d'une même espèce. La même constatation a été faite pour les symbiote
s de la mouche tsé
-
tsé
(Glossina morsitans),

les blattes, mais aussi certains bivalves marins et des nématodes.

Pour certains symbiotes
secondaires
, on observe également une telle transmission verticale (de mère à
descendance), mais on a des indices selon

lesquels des transmissions horizontales épisodiques ont dû avoir lieu,
comme l'indiquent les symbiotes secondaires des aphides et des mouches tsé
-
tsé (voir, notamment pour les
Psyllides
ML Thao et al.
Current Microbiology 41 (OCT00) 300
-
304.)

Inversement
certains symbiotes subissent une
co
-
spéciation

avec leur hôte
sans transmission maternelle
.
C'est le cas de
Vibrio fischeri
,

qui colonise les organes lumineux du calmar
Euprymna scolopes
. La bactérie
existe dans l'eau de mer, et réinfecte les juvéniles à c
haque génération. Par contre les symbiotes des vers
vestimentifères (proches des annelides), comme
Riftia pachyptila

des fumeurs sous
-
marins, ne montrent,
ni
transmission maternelle
,
ni congruence phylogénétique

des bactéries avec leurs hôtes. Or ces bacté
ries sont
indispensables au métabolisme basé sur l'oxydation du soufre du complexe symbiotique.

La contribution de la composante bactérienne de la symbiose est surtout connue dans le cas des
Buchnera


ce sont des
acides aminés

qui sont apportés par la b
actérie (surtout méthionine, cystéine et tryptophane, mais
aussi leucine), qui amplifie les gèns correspondants.

Curieusement, on observe une
dégénérescence

de cette adaptation dans certains couples comme
Buchnera
aphidicola

et les
aphides pemphygidés
, où

les gènes répétés sont devenues des pseudogènes (sans capacité
d'expression). La persistance de ces séquences ayant perdu toute utilité s'explique, car les
Buchnera

ne
possèdent que des capacités de recombinaison homologue très limitées et cela a été véri
fié sur le génome où un
gène aussi universel que recA est absent.

L'
évolution des séquences

des
Buchnera

est
beaucoup plus rapide

que celles des bactéries libres voisines
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



14

comme
E.coli
, spécialement au niveau des sites soumis à la sélection naturelle. Il f
aut probablement voir là une
conséquence de la dérive génétique propre aux populations à faibles effectifs.

**********************

La
protéine

fixant les

molécules odorantes

(general odorant
-
binding protein 2) de mâles de
Mamestra
brassicae

a été purifiée
à partir d'antennes par des chercheurs de l'INRA à Versailles. Les auteurs ont utilisé la
phéromone

et un
antagoniste
, le cis
-
11
-
hexadécénol. Cette protéine reconnaît ce dernier, et pas le complexe
de la phéromone. On a un système stable avec accélérateur

et frein.
E Jacquin
-
Joly et al.; European Journal of
Biochemistry 267 (15NOV00) 6708
-
6714. ###

De la même façon,
Lymantria dispar
, qui utilise le (7R, 8S)
-
cis
-
2
-
methyl
-
7, 8
-
époxyoctadécane,
(+)
-
disparlure comme
phéromone sexuelle
, possède un
antagoniste

p
uissant dans l'énantiomère

(
-
)
. Quand la
phéromone atteint une sensille des antennes mâles du papillon, la protéine très abondante liant la phéromone
(pheromone binding protein ou PBP) la transporte jusqu'au neurone sensible. Les protéines
PBP1

et
PBP2
, on
t
été produites sous forme recombinante. La fixation de la phéromone est réversible, et les deux PBPs ont des
affinités différentes
pour les deux énantiomères.
E Plettner et al.; Biochemistry 39 (01AUG00) 8953
-
8962.
###

**********************

On ne connaît
, curieusement, pas grand
-
chose de la
synthèse de la chitine
. Paradoxalement on en connaît
plus chez la levure que chez les insectes. Des chercheurs australiens ont cloné un cDNA de la première

chitine
synthase
-
like protein
, LcCS
-
1 de la mouche

Lucilia cup
rina
, une peste australienne. C'est manifestement une
enzyme membranaire. L'organisation de l'orthologue (homologue chez une autre espèce) de la Drosophile,
DmCS
-
1, a ainsi pu être déduite.
RL Tellam et al.; European Journal of Biochemistry 267 (01OCT00) 6
025
-
6043.

**********************

La tique du bétail
Boophilus microplus

possède des souches sensibles et résistantes à certains insecticides.
Deux cDNAs d'estérases ayant de fortes homologies avec la carboxylestérase B ont été comparés entre deux de
ces so
uches. L'un est identique à celle de la carboxylestérase B, et l'autre présente deux mutations ponctuelles
dont une entraîne une substitution d'aminoacide (non
-
synonyme). Cette mutation est générale dans une
population de tiques résistantes aux
pyréthroïde
s

qui surexpriment, classiquement, ce gène.

R Hernandez et
al.; Insect Biochemistry & Molecular Biology 30 (OCT00) 969
-
977.

**********************

Le mécanisme de résistance par
surexpression

d'
estérases

via
amplification

des gènes est, en effet, très
fréq
uent. Au contraire, la résistance par surexpression de
glutathione S
-
transférases
, nécessite le plus souvent,
celle de plusieurs gènes, mais
aucune amplification
n'a pu être révélée jusqu'à présent. On trouvera une
revue

sur ces résistances dans

J Heming
way; Insect Biochemistry & Molecular Biology 30 (01NOV00) 1009
-
1015.

**********************

L'
invasion

des cellules
intestinale
s de deux espèces de
moustiques

par les
ookinètes

de
Plasmodium
entraîne la
mort

des cellules à la suite d'une induction rapide d
'une caspase 3 (intervenant de l'apoptose ou mort
programmée). Cela permet une traversée rapide de l'intestin par l'ookinète pour accéder à sa membrane basale
où il se transforme en
oocyste
.
H Zieler et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences
of the United
States of America 97 (10OCT00) 11516
-
11521.

**********************

L'élément transposable mariner,
Mos1
, de
Drosophila mauritiana
, peut s'intégrer dans la lignée germinale
d'
Aedes aegypti
, vecteur de la fièvre jaune. On peut fournir la transp
osase grâce à un plasmide auxiliaire où le
gène est sous la commande d'un promoteur inductible (hsp82 de
D.pseudoobscura

par exemple). Des
chercheurs d'Irvine l'ont
directement

injectée dans des embryons. Le mécanisme exact d'intégration n'est
cependant pa
s clair. Mais c'est 7,5 fois plus efficace qu'avec le plasmide auxiliaire.
CJ Coates et al.; Insect
Biochemistry & Molecular Biology 30 (01NOV00) 1003
-
1008.

**********************

L'élément transposable
piggyBac

de
Trichoplusia ni
, à courtes répétitions te
rminales,
fonctionne

chez de
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



15

nombreux insectes

(Spodoptera frugiperda, Pectinophora gossypiella, Bombyx mori,

qui sont des
lépidoptères, mais également chez la drosophile, la mouche méditerranéenne des fruits
Ceratitis capitata,

et le
moustique
Aedes aegyp
ti)

chez qui on cherche à l'utiliser comme
vecteur

de gènes. On vient de montrer qu'il
est capable d'une excision précise et de transposition chez
Anopheles gambiae
,
vecteur du paludisme. Le site
d'insertion TTAA est dupliqué lors de 56% des insertions. Le
s autres entraînent une délétion du site, ce qui est
une nouveauté.
GL Grossman et al.; Insect Biochemistry & Molecular Biology 30 (OCT00) 909
-
914.

**********************

Les Biopesticides

La
canatoxine

est une protéine des
graines

de
Canavalia ensiformis
(jackbean). Elle est
toxique

pour la
souris quand elle est injectée
intrapéritonéalement
, mais
pas par voie orale
. Chez les
insectes
, elle
n'est
toxique

que chez les insectes utilisant des protéases digestives de type
cathepsines
. Ceci est dû au fait que l
a
digestion par ces enzymes
active

la protéine.
CT Ferreira
-
DaSilva et al.; Archives of Insect Biochemistry &
Physiology 45 (AUG00) 162
-
171.

**********************

L'
entomopox virus

de
Choristoneura fumiferana

empêche la métamorphose de cet insecte des bou
rgeons
des conifères en
augmentant la production d'hormone juvénile
, et en déprimant celle des ecdystéroïdes. La
transcription du gène de la JH estérase, qui est JH inductible, est augmentée ainsi que celle du gène de la
diapause associated protein 1 (qui
est larve
-
spécifique), tandis que celle du gène du Choristoneura hormone
receptor 3 qui est inductible par les ecdystéroïdes est diminuée.
SR Palli et al.; Insect Biochemistry &
Molecular Biology 30 (AUG
-
SEP00) 869
-
876.

**********************

Les protoxine
s
Cry1

de
Bacillus thuringiensis

sont clivées par les protéases intestinales de l'insecte cible
en

-
endotoxines de 65kDa correspondant à l'extrémité N
-
terminale. La
production directe

de

-
endotoxines
recombinantes

est handicapée par l'
instabilité
et par la
faible production
de la
protéine tronquée
. Des
chercheurs de Riverside ont augmenté sa produc
tion par des
mosaïques

de
diverses



endotoxines et de
séquences régulatrices de l'expression. L'étude porte sur Cry1C (Cry1C
-
t pour tronquée).
HW

Park et al.;
Applied and Environmental Microbiology 66 (OCT00) 4449
-
4455.
###

**********************

Deux sou
ches de
Pectinophora gossypiella

(le pink bollworm qui s'attaque aux capsules)
résistantes

à la ∂
-
endotoxine
Cry1Ac

sélectionnées au laboratoire présentent également une
résistance croisée

appréciable à
Cry1Aa

et
Cry1Ab,

mais pas à Cry1Bb, Cry1Ca, Cry1Da,
Cry1Ea, Cry1Ja, Cry2Aa, Cry9Ca, H04, et H205.
Cette spécificité étroite laissait à penser que la cible intestinale devrait être modifiée. C'est de ces résistances
croisées que dépend, en partie, la stratégie de lutte contre ces résistances.

Les souches on
t été sélectionnées sur Cry1Ac produite par un coton transgénique, mais également sur un
produit de DowAgroscience (MVPII) qui est une protoxine hybride associant la partie éliminée C
-
terminale de
la protoxine de Cry1Ab associée à la partie active de Cry1A
c (issue de la souche HD
-
73) encapsulée dans un
Pseudomonas fluorescens

transgénique.
BE Tabashnik et al.; Applied and Environmental Microbiology 66
(OCT00) 4582
-
4584.

**********************

Les
Pseudomonas fluorescens

sont souvent envisagés comme bioprot
ecteurs naturels ou transgéniques des
plantes. On sait qu'il doit exister une
sélection pour

une flore microbienne
dénitrifiante

dans la rhizosphère,
sans bien en connaître les raisons. Des chercheurs de Lyon ont étudié les comportements respectifs deux
so
uches de
Pseudomonas fluorescens

isogéniques

sauf pour la
nitrate réductase respiratoire
, non
fonctionnelle chez l'une. La souche dénitrifiante a un avantage sur maïs en conditions d'azote nitrique non
limitant.
JF Ghiglione et al.; Applied and Environment
al Microbiology 66 (SEP00) 4012
-
4016.

**********************

Beaucoup de
Pseudomonas

fluorescents

sont envisagés ou utilisés comme biopesticides contre les
champignons pathogènes des racines, notamment. Cette capacité réside essentiellement dans la product
ion de
métabolites secondaires antifongiques comme les cyanures,
les phénazines
, la
pyolutéorine
et le
2,4
-
diacétylphloroglucinol
.
Pseudomonas chlororaphis (
alias
aureofaciens)

3
-
84, produit trois phénazines actives
contre
Gaeumannomyces graminis var. trit
ici
. La synthèse des
phénazines
est régulée par le régulateur
PhzR

et l'inducteur
PhzI

(homologues de
LuxR et LuxI
) ainsi que la N
-
hexanoylhomosérine lactone (
C6
-
HSL
). Le
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



16

séquençage de la région codant le 2,4
-
diacétylphloroglucinol chez
P.fluorescens
F113
, n'indique aucun
homologue du système
luxI

(producteur)

/
luxR

(récepteur).

On vient de montrer que
P.fluorescens
F113 produit au moins
trois homosérine lactones

différentes, dont
une est commune avec
Rhizobium leguminosarum
, la

N
-
(3
-
hydroxy
-
7
-
cis
-
tétrad
écenoyl) homosérine
-
lactone,
limitant la croissance de ces bactéries à haute densité. Un gène de synthèse de ces acyl
-
homosérine
-
lactones
(AHLs) codant une enzyme,
HdtS
, différente des
AHL

synthases

classiques ((LuxI ou LuxM) a été mis en
évidence. Elle es
t capable de synthétiser les trois AHLs produites par F113.

On savait déjà que
Ps.aeruginosa

possède deux circuits hiérarchisés, constitués de deux voies séparées mais
interagissantes de
quorum
-
sensing circuits
,
las

et
rhl


avec chacun sa commande individu
alisée et son AHL
synthase, produisant respectivement
N
-
(3
-
oxododécanoyl)
-
L
-
homosérine lactone

et
N
-
butanoyl
-
L
-
homosérine lactone

commandant la production de facteurs de virulence.

BE Laue et al.; Microbiology 146
(OCT00) 2469
-
2480.
###

*******************
***

Des chercheurs australiens ont étudié les populations du biopesticide
antinématode

Paecilomyces lilacinus

qui est un parasite des oeufs et des adultes. Ils ont simplement constaté qu'il existe une très grande variabilité
génétique, ce qui devrait perme
ttre de suivre des inoculats dans la nature.
TS Gunasekera et al.; Canadian
Journal of Microbiology 46 (SEP00) 775
-
783 ###.


En parcourant la littérature récente, je constate que ce champignon est cité plusieurs fois comme un
pathogène pour les personne im
munodéprimées, ce qui me laisse sceptique sur une autorisation éventuelle.

**********************

Les cDNAs de deux isozymes d'

-
amylase
de larves de
Diabrotica virgifera

virgifera

(Western corn
rootworm) ont été clonés. Le niveau de ces deux enzymes est
f
aible

sur
milieu artificiel

et
élevé sur maïs
. Ces
enzymes sont inhibées assez fortement à leur pH optimum par l'inhibiteur d'amylase du haricot
(Phaseolus
vulgaris)

AI
-
1 et ceux du blé.
E Titarenko et al.; Insect Biochemistry & Molecular Biology 30 (OCT00
) 979
-
990.

**********************

L'oomycète
Pythium oligandrum

est un bipopesticide potentiel contre toutes sortes de champignons
pathogènes. C'est un compétiteur des pathogènes racinaires, mais des chercheurs de Brest viennent de montrer
que ses
cellulas
es

peuvent intervenir contre
Phytophthora parasitica

(un autre oomycète) en s'attaquant à une
protection cellulosique juxta
-
membranaire. Cette attaque est précédée par un profond remaniement du
cytoplasme du pathogène qui perçoit apparemment le danger. L'a
ctivité cellulasique est au moins aussi
importante que celle de
Trichoderma viride
.
K Picard et al.; Applied and Environmental Microbiology 66
(OCT00) 4305
-
4314.

**********************

Les Productions animales

###

La Transformation des Cellules Animales

I
l est possible de
transfecter

les tissus
mammaires

avec un
plasmide

d'expression. Cela a été réalisé avec le
gène humain de l'hormone de croissance chez le cobaye.
JR Hens et al.; Biochimica et Biophysica Acta 1523
(18OCT00) 161
-
171.
L'expression est systé
matiquement plus élevée quand le plasmide est infusé avec du
DEAE
-
dextrane, contrairement à ce qui se passe pour des cellules en culture.

**********************

Les souches
écotropes

des
rétrovirus

n'infectent que les cellules murines, leur récepteur étant

suffisamment
différent entre la souris et l'homme.

On peut se libérer de cette contrainte en transformant d'abord les cellules cibles avec le récepteur murin
(EcoRec) grâce à un

vecteur adénoviral
, puis on utilise le
vecteur rétroviral murin
. Des cherche
urs de
Tokyo ont utilisé cette technique en deux étapes pour cibler les cellules musculaires humaines. Ils ont utilisé le
promoteur
muscle spécifique

de la
desmine
. Les fibroblastes et les myoblastes sont transformés, mais le
récepteur ne s'exprime que dan
s les myoblastes. Environ 15% des myoblastes sont ainsi transformés.
I Fujii et
al.; Biochemical Biophysical Research Communications 275 (07SEP00) 931
-
935.
###

**********************

L'
adénovirus type 7

est encore plus mal famé que les autres, car c'est no
n seulement un virus
pathogène

connu (respiratoire notamment et qui se répand actuellement en Asie), mais encore tumorigène (si je ne me
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



17

trompe). On doit donc l'utiliser le plus désarmé possible. Un vecteur adénoviral basé sur la seule base du penton
de la

capside (la protéine des sommets de l'icosaèdre organisée en pentamères et qui porte les fibres intervenant
dans la reconnaissance du récepteur) de l'adénovirus type 7 a été monté par des chercheurs de Grenoble
(Ad7PB). La purification a été assurée par f
usion avec la glutathione S
-
transférase. La protéine de fusion
conserve la capacité de s'assembler en penton, et fixe bien un dérivé synthétique de la fibre, ce qui lui permet de
reconnaître le vecteur intégrine et le mon tage sait échapper au lysosome.
HP

Bal et al.; European Journal of
Biochemistry 267 (01OCT00) 6074
-
6081.

**********************

L'expression des gènes

HMG1

est une protéine associée à la
chromatine
, mais
sans spécificité de séquence

de l'ADN. Elle
stimule, notamment, la fixation des

récept
eurs de stéroïdes

sur l'ADN et crée des
distortions

locales et une
courbure

de
l'ADN

en se fixant dans le sillon
mineur

de la double hélice. Le génome des mammifères
contient une pléthore de gènes HMG1 mais la plupart sont des rétropseudogènes transplantés

par transcription
réverse (et donc sans introns). Le poulet possède un gène homologue, mais aucun pseudogène. De plus les
introns du poulet sont deux fois plus longs que ceux des autres oiseaux.
HK Lum et al.; Biochimica et
Biophysica Acta 1493 (07SEP00)
64
-
72.

**********************

Les clonages animaux

Des chercheurs de l'University of Connecticut ont cloné
10 veaux
dont six sont morts à la naissance à partir
de noyaux de fibroblastes de l'oreille d'une
vache âgée
de
13 ans.

Ils ont analysé la longueur
des télomères,
ainsi que l'activité télomérasique au cours du développement. Leurs résultats indiquent que, contrairement à ce
qui s'est passé dans le seul cas publié de "Dolly" chez qui les télomères sont raccourcis, t
ous les veaux clonés

avaient des

télo
mères normaux
, voire plus longs que ceux de la donneuse. Le rétablissement de la longueur a
lieu au stade du blastocyste et les morts néonatales n'ont aucune relation avec un raccourcissement des
télomères.
XC Tian et al.; Nature Genetics 26 (NOV00) 272
-
2
73.

**********************

La

Reproduction

Des modifications complexes de
l'organisation

de la
membrane plasmique

du
spermatozoïde

des
mammifères sont liées à la fécondation. Cette membrane est particulière par rapport à celle des cellules
somatiques. Les

spermatozoïdes cessent toute synthèse de lipides et de protéines à la sortie des testicules. Les
modifications sont apparemment liées à l'intervention des facteurs de "
capacitation
" du tractus femelle. Elles
permettent la
fixation

sur la
zone pellucide

de

l'ovocyte, ce qui déclenche, en retour, la
réaction acrosomiale

qui libère la batterie enzymatique qui va permettre la pénétration de la zone pellucide. L'interaction entre les
deux membranes vas se dérouler selon le schéma intégrines/désintégrines qui fi
nit par la fusion des deux
membranes. Une
revue

résume les données récentes dans le domaine.
FM Flesh et al.; Biochimica et
Biophysica Acta 1469 (10NOV00) 197
-
235.

**********************

Les
gap junctions

entre cellules de même type sont un moyen de coordo
nner le comportement de ces
cellules. Il existe des jonctions dites
hétérologues

entre cellules différentes, comme entre les cellules de la
granulosa

et l'
ovocyte
dans l'ovaire. Ces jonctions sont indispensables à la coordination de la
compétence
méïotique

nucléaire

et
cytoplasmique

de l'ovocyte. On le constate chez des souris chez qui le gène
Gja4,

codant la
connexine 37
, a été inactivé, et chez qui la maturation meïotique est bloquée, avec une chromatine
décondensée, des centrosomes déphosphorylés, etc…
sauf si on traite les cellules par un inhibiteur de
phosphatases.

MJ Carabatsos et al.; Developmental Biology 22 (15OCT00) 167
-
179.

**********************

Le développement

On trouvera dans

Current Opinion in Genetics & Development 10 (OCT00)
, plusieurs ar
ticles concernant
des aspects un peu disparates de la polarisation des cellules au cours du développement.

E Knust; p. 471
-
475
, traite de l'
asymétrie cellulaire

dans les épithéliums. Plusieurs gènes sont impliqués
dans cette asymétrie (polarité), et ont ét
é identifiés chez la drosophile et le nématode modèle
Caenorabditis
.
L'orthologue de l'un des gènes caractérisé chez ce dernier assure la polarité de l'ovocyte chez la drosophile, tout
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



18

particulièrement de la localisation et de la traduction des ARNs
(HD Li
pshitz et al.; p.476
-
488)
. Ces asymétries
sont également impliquées dans l'unidirectionnalité des moteurs moléculaires

(JA Fischer; p.489
-
496)
.

On trouve, par ailleurs, plusieurs revues sur des
systèmes de signalisation

,comme celui des
STATs

(Signal
Trans
ducers and Activators of Transcription) qui sont des facteurs de transcription latents dans le cytoplasme et
qui, après activation par une cytokine se dimérisent et migrent vers le noyau

(JG Williams; p.503
-
507).

Elle
montre que le système est, en réalité
plus complexe qu'on peut le penser, notamment au niveau des ligands.

L Kim et al.; p.508
-
514,
se penchent sur le cas de la
glycogène synthase kinase 3

qui a bien d'autres rôles
que celui que son nom peut laisser supposer. C'est, en particulier un des princi
paux médiateurs de la voie de
signalisation des
Wnts
. On pensait jusqu'à tout récemment que c'était un inhibiteur actif en
permanence

de la
voie Wnt. En réalité, cet inhibiteur peut être modulé par des voies en amont. De leur côté

PT Chuang et al.;
p.515
-
5
22,
discutent des rôles de
Hedgehog

(Hh) dans les signaux à courte distance (ce qui était bien connu),
mais aussi à grande distance (ce qui est relativement nouveau), lors de l'établissement du patron de l'embryon,
spécialement chez les Vertébrés.

La
taill
e

des cellules est, en partie, conditionnée, par la disponibilité de nourriture, comme ailleurs, mais on
ne connaît guère les régulations de cette taille et son couplage avec celle de l'organisme.
H Stocker et al.;
p.529
-
535

analysent le peu qu'on en conna
ît. Le récepteur de l'insuline agit par le biais de Ras et Myc dans ces
régulations, aussi bien chez les Vertébrés que chez les Invertébrés lors de carences alimentaires. Il existe, par
ailleurs, manifestement plusieurs voies couplant le cycle cellulaire à

ces réponses. C'est surtout chez la levure
que ce type de problèmes a été étudié.

Une revue
(M Ben
-
Porath et al.; p.550
-
554)

porte sur le mécanisme de l'
empreinte génétique
. Elle essaye
de déterminer quels sont les facteurs essentiels de l'inactivation,
ce qui n'est pas clair, entre structure
chromatinienne, méthylation, etc…

L'
hyperactivité

du seul
chromosome X

chez la drosophile
mâle

est analysée par
RL Kelley et al.;
p.555
-
561
. C'est un complexe de protéines et d'ARNs qui s'assemble en des points défin
is du chromosome et
s'étale ensuite sur tout le chromosome dont la chromatine est modifiée. C'est donc un mécanisme apparemment
différent de celui par tout ou rien des mammifères, et ressemble plutôt à celui de l'
inactivation

du chromosome
X chez ces derni
ers.

L'évolution des régulations de la transcription fait l'objet d'une analyse dans
D Tautz; p.575
-
579.
On
retrouve, également dans ce numéro, les inévitables revues sur le "silencing" (RHA Platerk et al.;
p.562
-
567)

et
sur les prions
(J Hope; p.568
-
574)
.

**********************

On trouvera dans
M Freeman; Nature 408 (16NOV900) 313
-
319
, une analyse des
boucles

de
rétroaction

(feedback control) positives et négatives des signaux intercellulaires au cours du développement.

L'effet de ces signaux moléculaire
s dépend du contexte (stade du développement). Ce n'est pas tellement le
signal qui est discriminant, mais la façon dont la cellule le perçoit.

Ces différences sont souvent liées à des cible différentes dans la cellule (facteurs de transcription,
cytosque
lette, etc…)

Ce schéma est illustré par plusieurs exemples clairement analysés dont le cas de la boucle négative de
SOCS
-
1. Les JAKs (Just Another Kinase pour les facétieux) sont des tyrosine kinases solubles qui se lient aux
récepteurs de cytokines. En pr
ésence de cytokines, leurs récepteurs recrutent les JAKs qui phosphorylent des
STATS (voir plus haut) qui jouent alors leur rôle d'activateurs de transcription. Parmi les gènes ainsi activés, on
a, dans le cas de l'interféron

, celui de SOCS
-
1 (pour Suppressor Of Cytokine Signaling, voir, pour ceux que
cela intéresse, la courte revue de

XP Chen et al.; Immunity 13 (SEP00) 287
-
290)

qui bloque la transmission du
signal. SOCS
-
1 assure, ainsi, une limite dans le temps à l'action
de l'interféron


Il en est de même pour
SOCS
-
3 et la régulation de l'érythropoïese en réponse à l'érythropoïétine, mais aussi dans la régulation d'action
de la leptine et de l'hormone de croissance. Comment se fait l'inhibition reste encore un mystère. I
l doit s'agir
d'une inhibition de la phosphorylation, car SOCS
-
1 est un pseudosusbtrat de JAK et possède un domaine
"elongin" qui envoye les protéines vers le protéasome et la destruction.

Un autre exemple analysé est celui de
Gurken

chez la drosophile.
Gurken

(Grk)
est exprimé dans l'
ovocyte
,
et stimule les
récepteurs

de l'
EGF

(Epidermal Growth Factor ou EGFR) dans les cellules folliculaires
adjacentes. L'expression de Rhomboid
-
1 (Rho
-
1) est alors activé et active un

autre ligand d'EGFR,

appelé
Spitz

(Sp
i, un ligand TGF
-

-
like), et finalement Spitz amplifie et maintient la signalisation EGFR dans les
cellules folliculaires. C'est une boucle de régulation positive cette fois, avec recrutement de nouveaux ligands.

Argos

est un antagoniste d'EGFR de la dros
ophile et participe, lui, à une boucle spatiale mais, cette fois,
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



19

négative
. Son expression est déclenchée par EGFR. Le rayon d'action d'Argos est supérieur à celui de Spitz (le
ligand stimulant le récepteur) et ceci permet une
inhibition à distance

durant
le développement des
ommatidies de l'œil. Les cellules les plus proches de la source de Spitz répondent par une production d'Argos.
Comme elles sont déjà commises, elles ne peuvent plus être influencées par Argos, mais Spitz diffuse au dela,
et empêchent d
'autres ommatidies de se former. Ceci
limite

donc la

portée spatiale

de l'action de
Spitz
. On
trouvera également une analyse de l'asymétrie droite
-
gauche chez la souris , sur la coordination de différents
signaux dans le développement des membres chez les
Vertébrés, avec les échanges de signaux entre zone
d'activité polarisante (ZPA) du mésoderme postérieur de l'ébauche et crête ectodermique apicale de l'extrémité
du membre (AER). Sonic hedgehog (Shh) est sécrétée par la ZPA et agit sur l'AER où elle maint
ient
l'expression d'un FGF (Fibroblast Growth Factor) et la croissance et la prolifération cellulaire à l'extrémité du
membre pendant qu'il signale, par ailleurs et en retour, à la ZPA qu'elle doit sécréter de la Shh qui induit les
différenciations cellula
ires.

**********************

Les cellules
germinales primordiales

et
fœtales

de la souris expriment
E
-
cadhérine

ainsi qu'



et
ß

caténines
. C'est l'
E
-
cadhérine

qui provoque le
regroupement

des cellules
primordiales

dispersées
artificiellement, mais ceci de façon
sexe
-
spécifique
. Le phénomène est moins marqué pour les cellules
primordiales, que pour les cellules fœtales.
A Di

Carlo et al.; Developmental Biology 22 (15OCT00):209
-
219.

**********************

Les
mélanoblastes

sont les
précurseurs

des cellules
pigmentaires

de la peau et des phanères (poils chez les
mammifères). Ils dérivent de cellules émigrant des
crêtes neurales

vers le 12° jour de la gestation chez la
souris. Le récepteur à tyrosine kinase KIT est impliqué dans cette migration. On vient d'établir que c'est
MGF

(
Mast Growth Factor
, et non pas mammary gland factor qui a le même sigle!!!) qui est le
ligand
. Ce n'es
t pas
un attractant, mais un
stimulateur du déplacement
. L'attraction doit faire intervenir un autre acteur.
SA Jordan
et al.; Developmental Biology 225 (15SEP00) 424
-
436.

**********************

La
gelsoline

est une protéine intracellulaire et sécrétée,

él
iminatrice d'actine

(actin scavenging). C'est un
régulateur

majeur du
squelette cellulaire
. Des souris dépourvues de gelsoline par délétion (Gsn
-
/
-
) présentent
deux défauts caractéristiques des glandes mammaires: les ébauches ne se développent pas correcte
ment à la
puberté, et les conduits sécrétoires ne se ramifient pas du fait d'un défaut de dialogue entre stroma et
epithélium.
MR Crowley et al.; Developmental Biology 225 (15SEP00) 407
-
423.

**********************

La Physiologie

###

On trouvera dans
Biochi
mica et Biophysica Acta 1482 (18OCT00)
, une
série d'articles

sur les
lipocalines

et
leurs
récepteurs
. Ce sont des protéines aux multiples rôles (voir le site.
www.jenner.ac.uk./lipocalin.htm
,
entretenu par DR Flower du Bioinformatics Department du Jenner I
nstitute). Ces protéines partagent un certain
nombre de séquences consensus dont une est commune à toutes

(DR Flower et al.; 9
-
24)
. Leur nom vient de
leur affinité pour de
petites

molécules
hydrophobes
. Elles ont une structure très homogène avec 8 feuillet
s ß
antiparallèles ménageant un cavité interne et une boucle servant d'échafaudage à des sites permettant, tous deux
d'accomoder des ligands très divers.

**********************

Le
métabolisme

de l'
intestin

est particulier, dans la mesure où les cellules mu
cosales bénéficient d'une

double alimentation
, par les aliments et par la circulation mésentérique. Chez des porcelets nouveaux
-
nés plus
de la moitié des acides aminés essentiels est utilisée par les viscères irriguées par la veine porte (intestin,
pancréa
s, rate et estomac). L'intestin consomme à lui seul le
tiers de la lysine
. Avec une ration riche en
protéines l'intestin tire une grande partie de son énergie de l'
oxydation d'acides aminés

comme le glutamate, la
glutamine et l'aspartate, mais également le
s acides aminés dits essentiels. Ces viscères utilisent entre 20 et 30%
de l'énergie alimentaire et assurent à peu près les mêmes proportions de la synthèse protéique liée à un fort
turnover. Si la lysine est limitante, c'est 75% qui y est consommé.

En rég
ime
riche en protéines
, la lysine qui provient de l'alimentation est entièrement oxydée et la lysine
nécessaire est d'origine artérielle. En régime
pauvre en protéines
, l'origine de la lysine est équilibrée entre
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



20

source alimentaire et artérielle, et c'est
l'
oxydation

de la lysine qui est complètement abolie. Le métabolisme
des acides aminés dans l'intestin s'adapte donc à la disponibilité.

JB van Goudoever et al.; Proceedings of the
National Academy of Sciences of the United States of America 97 (10OCT00) 1
1620
-
11625.
###

**********************

Le traitement des souris et des rats par la
leptine

entraîne une réduction spectaculaire du corps gras. L'étude
de son effet sur des adipocytes (qui en sont la source) en culture, montre que l'hormone
stimule

la trans
cription
du gène de la
protéine découplante 2
(uncoupling protein
-
2) et l'activité du cycle de Krebs, tout en déprimant
la synthèse des lipides d'environ 30% et de 42% en doses supra
-
physiologiques d'insuline. La leptine augmente
la
dégradation

de
l'acét
ate

de 70% et stimule la citrate synthase de 50%, tandis que la
dégradation

de l'
oléate

est augmentée de 35 à 50% selon la dose d'hormone administrée, et c'est probablement la conséquence de la
stimulation de l'UCP
-
2. Il y a donc bien un
effet autocrine in
dépendant

de l'intervention du
système nerveux
central

(hypothalamus).
RB Ceddia et al.; European Journal of Biochemistry 267 (01OCT00) 5952
-
5958.

**********************

On admet que la
sécrétion

de la
gonadotropine

au niveau de l'anté
-
hypophyse dépend de
la gonadotropin
-
releasing hormone (GnRH), un décapeptide activateur. On ne connaît cependant pas d'inhibiteur naturel de cette
sécrétion. Des chercheurs japonais ont caractérisé un
nouveau neuropeptide

de 12 acides aminés du noyau
paraventriculaire
aviair
e

régulant

négativement

cette
sécrétion
. Ils l'ont dénommé
gonadotropin
-
inhibitory
hormone

(GnIH).
K Tsutsui et al.; Biochemical Biophysical Research Communications 275 (28AUG00) 661
-
667.

**********************

LXR


est un
récepteur

nucléaire qui régule l
'
élimination

du
cholestérol

sous forme de sels biliaires. On
vient de montrer que sa stimulation par des ligands oxystéroliques induit fortement le gène d'un
transporteur

de

cholestérol
/
phospholipides

ATP dépendant, hors de la cellule (ABCA1 pour ATP
-
bindi
ng cassette A1).

A
Venkateswaran et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97
(24OCT00) 12097
-
12102.

**********************

Les
xénoœstrogènes

(substances naturelles ou non ayant des effets parallèles à ceux de
s œstrogènes tout en
n'ayant pas forcément la même structure) ont été accusés de nombreux maux. les récepteurs des œstrogènes
sont
nucléaires
, mais on vient de montrer que les xénoœstrogènes ont une forte affinité à une protéine
membranaire

qui ressemble f
ort à un récepteur

-
adrénergique.
A Nadal et al.; Proceedings of the National
Academy of Sciences of the United States of America 97 (10OCT00) 11603
-
11608.
###

**********************

Le Système Immunitaire

###

B Perks; Immunology Today 21 (JUL00) 309

attire l'attention sur

un article intéressant où deux voies
opposées

dans leurs effets sont stimulées par le
même ligand

selon sa
concentration
.
MC Poznansky et al.;
Nature Medicine 6 (MAY00) 543
-
548.

###
Il s'agit du stromal cell
-
derived factor
-
1 (
SDF
-
1
) est une chimiokine
con
stituant des gradients dans les tissus.

**********************

La plupart des cellules T dérivent du
thymus
. Il en existe, cependant, une

lignée extra
-
thymique

apparaissant dans la muqueuse intestinale. On vient de montrer que
Notch
-
1
, qui est un
récepteu
r
transmembranaire

intervenant dans la
spécification

de cellules précurseurs
bipotentielles

T/B du thymus, est
indispensable à leur transformation en cellules T. En son absence ces cellules donnent exclusivement des
cellules B
dans le thymus, alors que leu
r différenciation est
bloquée

dans
l'intestin
.
A Wilson et al.; Journal of
Immunology 165 (15NOV00) 5397
-
5400.

**********************

Les
lymphocytes B

activés

sont, en principe, presqu'aussi efficaces que les cellules dendritiques pour la
présentation des

antigènes. Ils expriment les MHC II et des molécules costimulatrices. On discute encore,
cependant, de leur activité
in vivo

dans ce domaine. On vient, par contre, de montrer que ces cellules jouent un
rôle important

dans la
régulation

de l'
expansion clon
ale

des cellules
CD4

et, de ce fait, de la
constitution

de
la
mémoire immunitaire

de ces populations. Ce n'est pas un problème de maintien de cette population
mémoire, mais de son expansion
PJ Linton et al.; Journal of Immunology 165 (15NOV00) 5558
-
5565.

*
*********************

Les
lymphocytes cytotoxiques

(
CTLs
) comportent deux jeux de cellules phénotypiquement distincts. Les
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



21

CTLs

CD4
-
CD8
-

(double
-
négatif) lysent leurs cibles via la voie

FasL
-
Fas
et le font en
induisant l'apoptose

des cellules cibles, tandi
s que les

CTLs
CD8
+

le font par la voie de l'
exocytose de granules

contenant des
protéines cytotoxiques. Seuls ces derniers sont capables d'éliminer les cellules infectées par
Mycobacterium
tuberculosis
, et le sont grâce à la
granulysine
. L'apoptose de la
cellule cible n'est pas en jeu dans ce cas car elle
est
caspase indépendante
.

S Thoma
-
Uszynski et al.; Journal of Immunology 165 (15NOV00) 5773
-
5779.

**********************

Les Pathogènes

###

Les
domaines riches

en
glutamine/asparagine

(Q/N) ont une nette

propension à
former des fibres

de type
amyloïde. Des chercheurs de l'University of California, San Francisco, se sont amusés à chercher dans les
séquences de 31 organismes les protéines possédant de tels domaines, et donc
susceptibles

de
donner des
prions
. Elles sont absentes à peu près absentes des bactéries et archées thermophiles.. Les
eucaryotes

en
contiennent, par contre
un très grand nombre

(107
-
472 par protéome). Leurs fonctions sont diverses.
L'agrégation de protéines prionmorphes est donc vraisemb
lablement un phénomène naturel de régulation.
MD
Michelitsch et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97
(24OCT00) 11910
-
11915.

**********************

On observe chez de nombreuses races de mouton un
polymorph
isme

au
codon 136

de la protéine du
prion

de la tremblante (scrapie). Ce polymorphisme est fortement associé à la sensibilité à la maladie. Une technique
de détection rapide de ce polymorphisme est décrite dans
AK Lockley et al.; Animal Biotechnology 11,n°
1
(OCT00) 69
-
73.

**********************

Le
plasminogène

fixe la forme pathogène PrP
Sc

du prion. Le plasminogène est une pro
-
protéase impliquée
dans l'excitotoxicité des neurones. Il faut, en effet expliquer pourquoi le seul dépôt de PrP
Sc

n'est pas suffisa
nt
pour causer la pathogénicité, et on recherche des molécules

interagissant
avec le
prion
.
MB Fischer et al.;
Nature 408 (23NOV00) 479
-
483.

Un
prion bovin

recombinant (25
-
242)
interagit

fortement avec les
sous
-
unités catalytiques

' de la
protéine kinas
e CK2

(
c
aséine
k
inase 2).Cette dernière est une protéine kinase
pleïotrope

(aux nombreux
effets) que l'on observe surtout dans le cerveau. L'activité
phosphotransférase

de CK2


est
fortement
stimulée

dans ces conditions. Par contre le prion bovin contreca
rre l'inhibition de la phosphorylation de la
calmoduline

stimulée par la sous
-
unité régulatrice des sous
-
unités ß de CK2. Une forme tronquée C
-
terminale
du prion (105
-
242) continue à interagir avec CK2, mais sans modifier son activité catalytique. Avec le
fragment
25
-
116, on observe des phénomènes inverses, mais moins prononcés.
F Meggio et al.; Biochemical Journal
352 (15NOV00) 191
-
196.

**********************

On souligne souvent l'importance de la partie

N
-
terminale très flexible

de
PrP
, notament à cause d
e son
domaine liant les métaux et sa propension à former des hélices poly(L
-
proline) II. Cette structure existe bien
in
-
vivo

et la proline 44 est hydroxylée.
AC Gill et al.; The EMBO Journal 19 (16OCT00) 5324
-
5331.
La protéine
du prion
lie le cuivre
, et de
vient alors
antioxydante
. La perte du site de fixation au sein de la population de
cette protéine par des variants tronqués pourrait entraîner la perte de cette propriété.
BS Wong et al.;
Biochemical Biophysical Research Communications 275 (28AUG00) 249
-
25
2.

**********************

Un
Symposium

sur les virus
Marburg

et
Ebola

(filovirus à cause de leur virion filamenteux) a eu lieu à
Marburg du 1er au 4 Octobre. Un

compte
-
rendu

est paru avec
M Balter; Science 290 (03NOV00) 923
-
925. ###

La mort de plusieurs te
chniciens dans un laboratoire de Marburg en Août 1967, mais aussi à Frankfurt et
Belgrade, due à la manipulation de singes d'Ouganda pour la préparation de vaccins antipolioa attiré l'attention
sur le virus dit de Marburg. Ìl a ensuite disparu puis éappar
u en 1975 avec un seul cas en Afrique du Sud. En
1976 c'est le virus
Ebola

(dont on parle beaucoup ces derniers temps) qui a frappé au Zaire, occultant d'ailleurs
une nouvelle épidémie de Marburg apparue un peu auparavant (Novembre 1998) dans une mine d'or

de Durba
dans le même pays. Des cas d'Ebola sont signalés au Gabon, en Côte d'Ivoire, au Gabon, etc…

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



22

Une
analyse génétique

du virus de
Marburg

indique une
extraordinaire variété

(16% de différence dans
la séquence) au sein d'une même épidémie. Le virus a
manifestement été introduit au moins sept fois dans la
population de Durba. Le virus
Ebola

sévit maintenant depuis 1995 avec l'épidémie très souvent mentionnée
(car spectaculaire) de Kikwit également au Zaire, mais lui est, au contraire,
très stable
.

Un

des problèmes importants est celui du réservoir des ces virus. Les chauve
-
souris ont été accusée à Durba
mais le virus n'a pu être récupéré. On cherche chez les arthropodes. Des infections asymptomatiques
réplicatives existent, d'ailleurs, chez l'homme.
A
G Baxter; Lancet 355 (24JUN00) 2178
-
2199.

**********************

Les Animaux Transgéniques

Les chercheurs de
Genzyme Transgenics

décrivent leurs méthodes pour
accélérer la lactation
chez les
femelles prépubertaires, et même chez les mâles (!!!) transgéniqu
es ou pas, par des traitements hormonaux.
C'est, pour eux, un moyen d'induire la lactation sans avoir besoin de gestation, et ceci sans handicaper la
reproduction ultérieure.

C Cammuso et al.; Animal Biotechnology 11 n°1 (OCT00) 1
-
17.

*********************
*

Les Productions Microbiennes
###

On trouvera, dans le numéro d'
Octobre

de
Microbiology (vol.146)
, plusieurs
revues

et articles discutant de,
ou illustrant divers aspects de la diversité extraordinaire des
Pseudomonas

mise en évidence par Stanier et
Doud
oroff dès 1966. L'un d'entre eux me paraît plus particulièrement intéressant. C'est celui de

AJ Spiers et al.;
p.2345
-
2350
, qui discute des causes possibles de cette diversité. Ses conclusions sont, certes décevantes (en
gros c'est une exposition constante

à des conditions écologiques très variées qui entretient cette diversité), on y
trouve une analyse de toutes les causes potentielles de la diversité. En fait, aucune d'entre elles n'est
particulièrement développée chez les
Pseudomonas

par rapport aux aut
res bactéries voisines (pas de trace de
compétence, apparemment
pas d'augmentation des mutations

sous stress). La
grande taille
des génomes
serait maintenue par des changements constants de pression de sélection, ses appareils régulateurs nombreux
permetta
nt de rendre rapidement efficaces les voies métaboliques diverse acquises par transmission latérale. On
a pu vérifier expérimentalement cette adaptation à l'échelle de la semaine dans une population. Mais une
stabilité des clones est observée dans la natur
e, souvent plusieurs années après leur caractérisation.
###

**********************


On trouvera dans
SL Kuchma et al.; Current Opinion in Biotechnology 11 (OCT00) 429
-
433 ###,

une mise
au point sur la
formation

des
biofilms

et une analyse de l'expression g
énique associée.
M Chicurel

reprend
également ce thème dans
Nature 408 (16NOV00) 284
-
286,
avec des données parallèles traitées un peu
différemment, notamment en insistant sur le rôle du "quorum sensing"
. ###

Un biofilm est une communauté de microorganismes

se développant sur une surface solide avec des
structures pluricellulaires. Ces biofilms sont importants pour les installations industrielles, alimentaires,
médicales et environnementales, car ils
colmatent les filtres

et permettent la
colonisation des su
rfaces

par des
microorganismes indésirables utilisant le biofilm comme support. Ce qui est plus grave, c'est que les cellules
sont, dans ces structures, beaucoup
plus résistantes aux biocides

et
antibiotiques

(peut être parce qu'elles ont
un métabolisme re
lativement ralenti par diverses pénuries locales, plus que par un effet de barrière dans le
biofilm).

Chez
E.coli
des chercheurs de Lyon ont indiqué que l'expression de 38% des gènes est modifiée (
C Prigent
-
Combaret et al.; Journal of Bacteriology 181, n°1
9 (OCT99) 5993
-
6002)

mais, pour d'autres, moins de 200
des 5 200 gènes de
Pseudomonas

aeruginosa

sont exprimés spécialement dans ces conditions. De toute façon,
il ne semble pas exister de jeu unique de gènes induits. Parmi eux on a pu constater que ceux
qui sont
impliqués dans la réaction aux chocs osmotiques comme EnvZ
-
OmpR codant un système classique de
régulateur à deux composants régulent l'expression de gènes comme
ompC
et
ompF
de la membrane externe.
On retrouve la même chose chez
Pseudomonas fluores
cens.

Il est donc vraisemblable qu'à forte densité les
cellules sont soumises à des stress osmotiques, et que ces inductions sont plus des conséquences que des causes
de la croissance des biofilms. On retrouve avec la régulation du métabolisme du fer (tou
jours limitant) une
réaction de pénurie.

La
perception

de la
densité

("quorum sensing") semble varier pas mal entre espèces, et le laboratoire de
Greenberg à l'University of Iowa a établi une collection de mutants de
Pseudomonas

aeruginosa


incapables

de
produire

le signal, mais
capables

de le
recevoir
. Il semble, par ailleurs, qu'un dialogue
entre espèces
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



23

différentes
puisse avoir lieu, car un signal de type autoinducteur 2 de Vibrio harveyi (cette bactérie possède
deux systèmes de quorum sensing) est prod
uit chez de nombreuses espèces de bactéries.
BL Basler et al.;
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 96 (16FEB99) 1639
-
1644.
###

**********************

Aurora Biosciences

crible les inhibiteurs potentiels du "quor
um sensing" (perception de la densité cellulaire
et réponse dépendante). La technique utilisée est basée sur le suivi de l'expression des gènes gouvernés par cette
réponse. On trouvera par ailleurs dans
PK Singh et al.; Nature 407 (12OCT00) 762
-
764
, une in
dication qu'on
pourrait utiliser cette expression pour identifier des agents bloquant la formation de biofilms.

**********************

On sait que, chez
E.coli
, le système de
transport de sucres

PTS (pour phosphoenol
-
pyruvate
phosphotransferase system) es
t responsable de la plupart des effet régulateurs du glucose. Il comprend deux
protéines cytoplasmiques, enzyme I et HPr, et un complexe enzymatique EII spécifique de chaque sucre

Le phosphate de PEP est transféré en cascade sur l'enzyme I, HPr, EIIs et,
finalement, sur le sucre
-
substrat
qui est alors transféré vers l'intérieur de la cellule. Le complexe EII spécifique du glucose, comporte deux
protéines, le récepteur membranaire IICB
Glc
, codée par
ptsG

et la protéine cytoplasmique IIA
Glc,
codée par
ptsH
.

L'effet inhibiteur du glucose sur l'utilisation du lactose est liée à l'inhibition de l'entrée du lactose par la
protéine IIA
Glc

non phosphorylée, contrairement au dogme basé sur le rôle de l'AMPc. Ce dernier ne vient que
renforcer l'exclusion de l'inducte
ur lactose en activant l'expression du gène ptsG.

On sait, par ailleurs, que le glucose induit l'expression de certains gènes. L'
opéron
pts

est constitué de
ptsH
,
ptsI

et
crr
, codant respectivement HPr, enzyme I et IIA
Glc
, et on sait, depuis longtemps que
l'un des deux
promoteurs majeurs de
ptsH
,
ptsH P
0
, est induit par le glucose. On a montré plus récemment qu'il en est de
même pour le gène
ptsG
.
ptsG

et
ptsH

sont, tous deux, sous la commande d'un
répresseur global
,
Mlc

(pour
M
akes
l
arge
c
olonies) qui inte
rvient également sur l'expression des gènes du PTS du mannose,
manXYZ
, ainsi
que
malT
, codant l'activateur du régulon maltose (ensemble des gènes co
-
régulés) et
mlc

lui
-
même. Le
glucose

lève

la
répression

par
Mlc
. On avait signalé, l'an passé, que IICB
Glc

devait séquestrer Mlc en présence de
glucose. On vient de montrer qu'effectivement IICB
Glc
, intervient sous sa forme déphosphorylée (ce qui arrive
en présence du glucose, lors de la cascade de transferts) et
séquestre

Mlc

au niveau de la membrane, par
inte
raction directe protéine
-
protéine.

Y Tanaka et al.; The EMBO Journal 19 (16OCT00) 5344
-
5352

et
SJ Lee
et al.; p. 5353
-
5361.

**********************

La protéine de sporulation
SpoIIIE

de
Bacillus subtilis

permet la
ségrégation

des
chromosomes

lors de la
form
ation de la spore. On vient de montrer que la protéine est accrochée par son extrémité N
-
terminale au
septum de séparation et que la partie C
-
terminale est un winch déroulant l'ADN en présence d'ATP ce qui le fait
passer dans la spore. Il existe des homolo
gues de SpoIIIE chez d'autres bactéries où elle doit avoir un rôle
analogue.
J Bath et al.; Science 290 (03NOV00) 995
-
997.

**********************

L'optimisation de la synthèse du L
-
sorbose par une déshydrogénation régiospécifique du D
-
sorbitol par
Glucono
bacter oxydans

est décrite dans
P De Wulf et al.; Biotechnology & Bioengineering 69 (20AUG00)
339
-
343.

La production actuelle du L
-
sorbose est basée sur une utilisation de la même bactérie, mais dans un
procédé suboptimal, or le L
-
sorbose est utilisé dans
la production de la vitamine C. Le problème réside dans la
toxicité

du
D
-
sorbitol

à des concentrations supérieures à 10% (w/v).

**********************

On a essayé l'expression de l'
hémoglobine bactérienne

de
Vitreoscilla

dans diverses bactéries, pour
augme
nter l'efficacité de l'utilisation de l'oxygène. Des essais ont, cependant, donné des
résultats erratiques

suivant les bactéries. La raison en est probablement que les propriétés de cette hémoglobine ne sont pas
optimisés pour d'autres bactéries. Des cherc
heurs suédois ont utilisé les erreurs de la PCR pour en découvrir de
plus efficaces chez
Escherichia coli
. Plusieurs mutants efficaces ont été isolés avec un accroissement de la
croissance des
E.coli
recombinantes de 22% à 155%, avec une excrétion réduite
d'acétate. Les mutations sont
décrites. Il est donc possible d'obtenir des
versions améliorées

de l'hémoglobine.
CI Andersson et al.;
Biotechnology & Bioengineering 70 (20NOV00) 446
-
455.

**********************

Aurora Biosciences

crible les inhibiteurs pote
ntiels du "quorum sensing" (perception de la densité cellulaire
et réponse dépendante). La technique utilisée est basée sur le suivi de l'expression des gènes gouvernés par cette
réponse. On trouvera par ailleurs dans
PK Singh et al.; Nature 407 (12OCT00)
762
-
764
, une indication qu'on
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



24

pourrait utiliser cette expression pour identifier des agents bloquant la formation de biofilms.

**********************

Un consortium américain mené par Leroy Hood a séquencé le génome de 2 571 010 pb d'une
archée
halophile e
xtrême
,

Halobacterium
s
p. NRC
-
1. Ce génome comporte une grand chromosome et deux petits. Il
code potentiellement 2 630 protéines, dont 36% ne possèdent pas d'homologues connus. L'intérêt de ce nième
génome est d'être celui d'une
archée facile
à
cultiver

et

pour laquelle on possède des
outils

d'inactivation et de
substitution de gènes, ce qui permettra d'établir la fonction de ces protéines.
WV Nga et al.; Proceedings of the
National Academy of Sciences of the United States of America 97 (24OCT00) 12176
-
1218
1.

**********************

On trouvera dans
PJ Silva et al.; European Journal of Biochemistry 267 (15NOV00) 6541
-
6551
, un article
sur les
enzymes

du
métabolisme

de
l'hydrogène

chez l'archée hyperthermophile
Pyrococcus furiosus
. Il y en a
beaucoup et on a ,
par exemple, un complexe transmembranaire de 10 sous
-
unités associé à l'hydrogénase à Ni
-
Fe, elle
-
même constituée de deux sous
-
unités, plus deux sous unités solubles, dont une est une protéine à
2[4Fe
-
4S] utilisant la [4Fe
-
4S] ferredoxine comme donneur d'é
lectrons. Quelques caractéristiques
fonctionnelles de ce complexe sont données. Tout se passe comme s'il existait trois pools de réducteurs, H2 lui
-
même, la ferredoxine et le NADPH, interconnectés par des systèmes de transduction, de transferts de
récupéra
tion et de soupapes de sécurité.

**********************

On sait que la transcription des gènes fongiques peut être, classiquement, induite par le susbstrat. Des
chercheurs brésiliens ont étudié celle des gènes de
cellobiohydrolases

d'
Humicola grisea var. t
hermoidea

(cbh1.1
et

cbh1.2)

en utilisant la PCR couplée à la transcription réverse.

cbh1.2

est transcrit dans toutes les
conditions, tandis que
cbh1.1

est
induit

par des complexes lignocellulosiques insolubles. La
répression
catabolique
, souvent constatée

dans d'autres systèmes cellulolytiques fongiques (le champignon préfère le
glucose) n'a pas été observée dans ce cas.
MJ Pocas
-
Fonseca et al.; Canadian Journal of Microbiology 46
(AUG00) 749
-
752.

L'avantage de la technique
antisens
, par rapport à une disr
uption ou une délétion du gène cible, est de
pouvoir neutraliser un gène même quand il existe plusieurs exemplaires dans le génome, ou quand la
disruption est létale. Le
répresseur catabolique CREA

d'
Aspergillus nidulans
utilisé industriellement peut être

neutralisé

de cette façon, ce qui permet de lever la répression catabolique et d'augmenter la production
d'enzymes sensibles au glucose, qu'elles soient endogènes ou hétérologues. L'effet est de l'ordre de la moitié de
ce que l'on observe par disruption.
La croissance du champignon n'est
pas affectée

dans ces conditions, alors
que la perte de fonction de ce gène par
d'autres méthodes

entraîne usuellement une
croissance perturbée
,
intolérable en conditions industrielles.
L Fernando Bautista et al.; Applied
and Environmental Microbiology 66
(OCT00) 4579
-
4581.

**********************

La
floculation

des levures est utile en brasserie pour l'élimination des cellules avant filtration. Ce n'est
qu'une des fonctions

de ces gènes. Ainsi Flo11p (p pour protéine) inter
vient dans la croissance végétative et la
filamentation diploïde, tandis que Fig2p est nécessaire à l'adhésion des cellules
a
et


汯牳l摥 污l牥灲潤pc瑩潮o
獥x痩eⰠ 浡楳m 楬 ex楳ie 摥猠 牥c潵癲o浥湴猠 景湣瑩潮湥汳l 煵q湤n e汬e猠 獯湴 獵牥x灲業pe献s Ce 獯湴 摥猠
g汹c潰牯瓩楮敳i 灡物r瑡汥猠 汩ée猠 à 摥猠 a湣牥猠 g汹c潳ol
-
灨潳灨p瑩摹汩湯獩瑯t 煵椠 牥獳敭扬敮琠 a畸 a摨d獩湥猠
景湧楱略献iCe 灨p湯淨湥 獥浢
汥lgé滩牡汩獡扬攠à 瑯畴e猠汥猠灲潴p楮敳i摥 晬潣畬慴楯渮u
B Guo et al.; Proceedings
of the National Academy of Sciences of the United States of America 97 (24OCT00) 12158
-
12163.

**********************

Les Protéines et les Enzymes
###

La plupart des enzymes i
ndustrielles effectivement utilisées sont issues d'organismes
mésophiles
.
L'amélioration de leur
thermostabilité

et plus généralement de leur stabilité dans des conditions extrêmes (pH,
solvants organiques, conditions salines, etc…) a été abordée dès les d
ébuts du génie génétique. L'utilisation
d'enzymes thermophiles a sa
contrepartie
, l'
activité réduite

aux températures plus clémentes. Un exemple est
celui des protéases des mélanges détergents pour linge, où la température doit être modulée suivant la natu
re de
la fibre utilisée, et où ne peut pas imposer aux ménagères un mélange détergent pour chaque température.

On prend, ici, en défaut la sélection
naturelle

car l'organisme producteur vit à une température donnée et il
n'y a aucune pression de sélection

pour une T
opt

de grande amplitude. Par ailleurs la
stabilité

d'une enzyme
n'est pas une qualité

pour l'organisme producteur, car il perdrait ainsi un instrument de régulation.

Une
revue

sur ces problèmes, et des solutions envisagées, est parue dans
G Car
rea et al.; Trends in
Biotechnology 18 (OCT00) 401
-
402. ###

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



25

Les méthodes d'évolution dirigée ont apporté des solutions, et on a obtenu des enzymes à la fois actives à
température moyenne et thermostables. C'est le cas pour la
subtilisine E
.

Cinq cycles de

PCR dont on utilise les erreurs, et de recombinaison par la technique de "staggered extension
process (StEP)" (décrite dans
H Zhao et al.; Nature Biotechnology 16 (MAR98) 258
-
261)

###
suivie de criblage
à haute température, ont donné une enzyme fonctionel
lement équivalente à la
thermitase
.

**********************

On peut inversement essayer d'
adapter au froid

des enzymes
mésophiles

pour éviter, en particulier dans le
domaine alimentaire, de donner trop prise aux
contaminations

microbiennes des substrats. C'
est ce qu'a,
encore, réalisé le groupe de
FH Arnold.
PL Wintrode et al.; Journal of Biological Chemistry 275 (13OCT00)
31635
-
31640.

Il a
converti

une protéase "subtilisin
-
like"
mésophile

de
Bacillus sphaericus
, SSII, en sa
contrepartie
psychrophile
. La séq
uence a, ensuite, été comparée à une protéase
naturellement psychrophile
,
S41
. Sur les
85 substitutions,
4 sont suffisantes

pour donner le phénotype le plus psychrophile. Mais
aucune

de ces quatre
substitutions
ne se retrouve
chez
S41
. Il y a donc
plusieur
s solutions possibles

pour aboutir à une
psychrophilie. Ce qui est encore plus intéressant, c'est la comparaison entre l'enzyme de départ et les produits
des
étapes successives

de sélection. En effet, des
intermédiaires

à T
opt

abaissée sont
plus thermostab
les

que
l'enzyme mésophile de départ, ce qui signifie que la
perte

de la thermostabilité est beaucoup plus le résultat de
la
dérive génétique

qu'une caractéristique de fond.

**********************

Partant de la structure cristalline de la
rubredoxine

de

De
sulfovibrio vulgaris
, des chercheurs napolitains
ont construit une
métalloprotéine minimale

de
11 aminoacides
centrée sur un atome de Co(II), Zn(II) ou de
Fe(II/III) autour desquels ses quatre cystéines permettent un autoassemblage.
A Lombardi et al.; Proc
eedings of
the National Academy of Sciences of the United States of America 97 (24OCT00) 11922
-
11927.

**********************

La région C
-
terminale de la
pyruvate décarboxylase
de

Zymomonas mobilis

(voir également, plus loin,
dans le chapitre "agro
-
alimenta
ire") constitue un volet qui recouvre la fente du site actif, et rend celui
-
ci
inaccessible aux solvants durant la catalyse. Elle doit être déplacée pour permettre l'entrée du substrat et au
produit d'être évacué. Des délétions progressive montrent que cel
les de l'Arg561 et de la Sér560 entraîne une
forte baisse de l'activité, de la capacité à discriminer entre le pyruvate et des substrats plus volumineux et dans
le recrutement des co
-
facteurs (thiamine diphosphate et un cation bivalent). Ils interviennent
apparemment dans
le verrouillage du volet.
AK Chang et al.; Biochemistry 39 (08AUG00) 9430
-
9437.

**********************

L'Agroalimentaire
###

L'
expression globale

du génome d'une souche naturelle de
Saccharomyces cerevisiae

récoltée dans un
vignoble

toscan

(Montalcino) et de descendants issus de croisements, montre que celle
-
ci contient des allèles
entraînant une forte variation dans l'expression, produits de la forte hétérozygotie des souches
naturelles
.
D
Cavalieri et al.; Proceedings of the National Acad
emy of Sciences of the United States of America 97
(24OCT00) 12369
-
12374
.
###

Cette approche est orthogonale à celle qui consiste à comparer une population
homogène en réponse à des facteurs externes variables.

**********************

Un plasmide avec un g
ène
marqueur

classique
lacZ,

fonctionnel chez
Lactobacillus sakei
,

a été mis au
point par des chercheurs de l'INRA à Jouy en Josas pour étudier l'expression des gènes chez cette bactérie. Ils
ont ainsi pu montrer que l'opéron gouvernant l'
efflux de cuivre

fonctionne dans une
gamme étroite

de
concentrations de cuivre
. Les mutations dans le gène régulateur sont, en effet, impossibles à caractériser par
un phénotype.
R Stentz et al.; Applied and Environmental Microbiology 66 (OCT00) 4272
-
4278.

****************
******

L'
urée peroxyde

limite

fortement les
populations

de bactéries
lactiques

, lors de la

fermentation
alcoolique
, à des doses de 30 à 32mmol/L, et peut servir de source d'azote aux levures.
NV Narendranath et
al.; Applied and Environmental Microbiology

66 (OCT00) 4187
-
4192.

**********************

Oenococcus oeni

est la principale bactérie de la
fermentation malolactique

du vin. Elle utilise la
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



26

dégradation

de l'
arginine
, par la voie de l'arginine deiminase, comme source d'énergie après épuisement du
gluc
ose et celle
-
ci permet la croissance en l'
absence du glucos
e.
T Tonon et al.; Journal of Applied
Microbiology 89 (SEP00) 526
-
531.

La
citrulline

qui est un précurseur du
carbamate d'éthyl
, un cancérigène, résulte de la
dégradation

également de l'
arginine

pa
r les bactéries impliquées dans la
fermentation malolactique

du vin. On vient de
montrer que ribose, fructose et glucose inhibent cette dégradation chez

Lactobacillus buchneri CUC
-
3
.
R Mira
de Orduna et al.; Journal of Applied Microbiology 89 (SEP00) 547
-
5
52.

**********************

La sécurité alimentaire
###

Les
allergies alimentaires

sont un problème émergeant dans les pays riches. Comme on a recensé plus de
170 composants alimentaires donnant lieu à des allergies, l'étiquetage sur la présence de traces d
ans les
aliments devient impossible et amènerait à l'élimination de nombreux aliments, par ailleurs essentiels. Il
faudrait donc établir des
critères

et des
priorités
. Un article de membres de la National Food Processors
Association américaine discute de c
e point:
JM Yeung et al.; Journal of Food Protection 63 (JUL00) 982
-
986.
Ils fournit une liste de membres potentiels de cette liste prioritaire, basée sur l'importance des risques. Il
distingue les allergie, les intolérances et l'anaphylaxie alimentaires.
Il demande également que les
techniques
de révélation

(comme la réaction des IgE) soient
standardisées

dans ce but et que la
prévalence

de ces
allergies soit également utilisée comme
critère
.

**********************

Un nouvel
allergène

de la farine de blé s
oluble dans l'eau vient d'être caractérisé au delà du gluten. C'est un
mannoglucane

de MM 5 104 constitué de D
-
glucose lié à du D
-
mannose par des liaisons ß
-
1,4
-
. Il est en effet
reconnu par les IgE de patients. Comme il est stable, il est à craindre que c
es réactions allergiques de longue
durée soient liées à sa stabilité dans notre organisme.
S Tanabe et al.; Bioscences Biotechnology &
Biochemistry 64 (AUG00) 1675
-
1680.

D'ici à ce qu'on interdise le blé…

**********************

Trois antigènes causant des

allergies cutanées

ont été identifiés dans la
viande de bœuf
. L'un est la
sérumalbumine, les deux autres sont des glycoprotéines qui n'ont encore pas été identifiées, mais font
probablement partie de

-
globulines.
GD Han et al;.
Bioscences Biotechnology & Biochemistry 64 (SEP00)
1887
-
1895.

**********************

Lactobacillus

sakei

est observé naturellement à la surface de la viande et des produits carnés. La
sakacine A

est une
bactériocine

produite pa
r
Lactobacillus sakei

Lb706. Trois gènes regroupés régulent cette production
(
orf4

et
sapKR

avec sap pour
sa
kacine
p
roduction).
Lactobacillus curvatus

LTH1174, présente le même
phénotype.
DB Diep et al.; Microbiology 146 (SEP00) 2155
-
2160.
###

Ce phénomène

n'est pas rare, et on a constaté que la production de plusieurs bactériocines dépend de tels
systèmes à trois composants.

**********************

L'utilisation des bactériocines contre
Listeria monocytogenes

entraîne fréquemment l'apparition de
résistances
. Des chercheurs de l'INRA à Rennes ont analysé les effets comparés d'une bacteriocine, la
divercine
V41
, produite par
Carnobacterium divergens
V41, sur deux souches
sensible

et
résistante
. Cette dernière était
également résistante aux piscicocines V1 et S
F668, mais restait sensible à la nisine. Au moins neufs protéines
disparaissent et huit apparaissent. Une des neufs protéines apparaissant est une
flagelline
. C'est probablement
un effet indirect. Une protéine présente chez la
seule
souche
sensible
, et qui

y est abondante ressemble à la
protéine DPS
.
F Duffes et al.; Applied and Environmental Microbiology 66 (SEP00) 4318
-
4324.

**********************

La réduction de la flore microbienne de la peau des poulets de chair par des moyens simples et peu coûteux
es
t actuellement recherchée. Le traitement par l'
acide oléïque

à 10% semble efficace
A Hinton et al.; Journal of
Food Protection 63 (SEP00) 1282
-
1286
.
###


Les contaminations par les
Salmonella

peuvent également être réduites en utilisant des gels ou des fil
ms
d'emballages contenant de 100 à 500 µg/mL de
nisine
.
N Natrajan et al.; p.1189
-
1196
et

p.1268
-
1272.

**********************

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



27

Escherichia coli
O157:H7 et
Salmonella typhimurium

DT104 étant des pathogènes perturbant les
industries des

viandes

et
laitières
,

on cherche à en débarrasser les animaux le plus possible. Une solution est
de désinfecter le tube digestif !!!. Il reste à ne pas perturber la flore du rumen. L'utilisation de
chlorate

pour
empoisonner les bactéries produisant une nitrate réductase a été

essayée. Cela semble marcher (au moins pour
ces deux bactéries) sans affecter le rumen.

RC Anderson et al.; Journal of Food Protection 63 (AUG00) 1038
-
1042.

**********************

Escherichia coli
O157:H7 survit au
pH acide

(pH 3,6) du

jus de pomme
, et ce

dernier a été une cause de
pathologies d'origine alimentaire. La
pasteurisation

est destinée à l'éliminer, mais on décèle une sous
-
population un peu plus résistante qui se manifeste par un épaulement de 3 minutes avant la décroissance
linéaire de la viab
ilité. L'
hypochlorite de sodium

des eaux de lavage renforce la thermosensibilité de la
bactérie en éliminant cet épaulement.
JP Folson et al.; Journal of Food Protection 63 (AUG00) 1021
-
1025.

**********************

L'
acide fusarique

fait partie, avec le dé
oxynivalénol, des
mycotoxines

produites par les
Fusarium
. L'acide
fusarique inhibe la prolifération des microorganismes du rumen. Cela a été montré sur

Ruminococcus albus

et
Methanobrevibacter ruminantium
. Les deux microorganismes répondent de façons diffé
rentes à l'acide
fusarique. A de fortes concentrations
R.albus
est immédiatement inhibé, alors qu'il existe un temps de latence
pour
M.ruminantium

de l'ordre de deux générations.
HD May et al.; Canadian Journal of Microbiology 46
(AUG00) 692
-
699.
###

*****
*****************

La réponse à une invasion de l'épithélium gastrique par
Helicobacter pylori

est une
inflammation

intense
avec infiltation par des
neutrophiles polymorphonucléaires

ainsi que des
monocytes
. Ce sont eux qui causent
les dommages, pas la bact
érie directement, sans pour autant être efficaces. La bactérie sait se défendre, et on ne
peut s'en débarrasser que par des traitements antibiotiques. Elle dispose, en effet, d'un premier mécanisme de
défense qui bloque la phogocytose. On vient de montrer
que si elle induit la production de radicaux oxygénés
par les phagocytes, elle les neutralise par la production de catalase.
N Ramarao et al.; Molecular Microbiology
38,1 (OCT00) 103
-
113.

**********************

L'infection de la souris par
Salmonella typh
imurium

et de l'homme par
S.typhi

est caractérisée par une
inflammation

au point d'entrée de la bactérie.
S.typhimurium

pénètre l'épithélium intestinal au niveau des
plaques de Peyer de l'intestin et colonise les tissus sous
-
jacents d'où elle passe ensuite

dans les phagocytes qui
la disséminent dans le foie et la rate. Elle tue les
phagocytes

grâce à une nécrose inusuelle par un mécanisme
pro
-
inflammatoire distinct de l'apoptose, et dépendant de la
caspase 1
, une interleukin (IL)
-

-
converting
enzyme.
MA Br
ennan et al.; Molecular Microbiology 38,1 (OCT00) 31
-
40.

**********************

L'induction de l'expression du groupe de gènes de 70 kb de
synthèse de l'aflatoxine

par Aspergillus
parasiticus est accompagnée par celle de

gènes liés

d'
utilisation des sucr
es
. Ceci expliquerait pourqoi cette
synthèse est
déclenchée

par le glucose ou le saccharose.
J Yu et al.; Biochimica et Biophysica Acta 1493
(07SEP00) 211
-
214.

**********************

La
listériolysine O
, une protéine sécrétée formant des
pores
, permet à
Li
steria monocytogenes

de survivre
dans le cytoplasme de la cellule hôte, le macrophage. En effet les pores engendrés dans la membrane du
phagosome permettent à la bactérie d'échapper aux enzymes lytiques de ce compartiment et de s'installer
directement dans

le cytosol puis de migrer de cellule à cellule grâce à une propulsion par des filaments d'actine
qui s'autopolymérisent à un bout de la bactérie et la pousse dans la cellule voisine. Une des questions que
certains microbiologistes se sont posé est que cet
te lysine n'attaque pas la membrane externe, tuant la cellule
protectrice. Le
remplacement

du gène de la
listériolysine

par celui de la
perfringolysine 0

de
Clostridium
perfringens

(agent de la gangrène) a été réalisé. La cellule est alors tuée, et
Lister
ia

livrée aux anticorps. La
listériolysine O
possède
27 aminés de plus

à son extrémité
N
-
terminale
. Ce peptide supplémentaire contient
le
motif

dit
PEST

(Pro
-
Glu
-
Ser
-
Thr) qui se retrouve dans de nombreuses protéines eucaryotes destinées à la
dégradation, u
ne fois leur service assuré.
(AL Decatur et al.; Science 290 (03NOV00) 992
-
995)

###.
. Il permet à
la bactérie de s'incruster dans le cytosol cellulaire, sans léser la membrane plasmique Ce mécanisme est, selon
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



28

les auteurs, plus efficace qu'une répression d
e sa production, du fait de la
persistance

de la protéine dans la
cellule hôte. Voir également le commentaire d'
E Pennisi; p. 914
-
915.

La
perfringolysine O

(PFO) dépend du cholestérol pour
créer des pores

dans la membrane plasmique des
cellules cibles. Ces

cytolysines forment usuellement de gros homooligomères allant jusqu'à 50 sous
-
unités
identiques. On vient de montrer que cet édifice est d'abord
préparé

par un complexe prépore, qui
s'insère
ensuite

dans la membrane par les feuillets ß de se sous
-
unités.

LA Shepard et al.; Biochemistry 39 (22AUG00)
10284
-
10293.

**********************

DPS (
D
NA
-
binding
p
rotein from
s
tarved) est une protéine qui protège l'ADN des stress oxydatifs chez les
E.coli

lors de
carences
. Cette protéine protège, directement ou indirec
tement, également
Escherichia coli

O157:H7 contre les stress acides qu'elle subit dans l'estomac,
SH Choi et al.; Applied and Environmental
Microbiology 66 (SEP00) 3911
-
3916.

**********************

Les Probiotiques

La production de
prostaglandine E2
(PGE2)

par la

cyclooxygénase 2
(COX
-
2) joue un rôle important dans
l'
inflammation
. Le

-
tocophérol

et son métabolite majeur (

-
CEHC) inhibent l'activité COX
-
2 des cellules
épithéliales et des macrophages, contrairement à ce qui se passe dans le cas de l'

-
tocophérol
qui n'a qu'une
activité minimale sur les macrophages, et pas du tout sur le
s cellules épithéliales. L'effet du

-
tocophérol n'est
pas lié

à son activité
antioxydante
. Il entre en compétition avec l'
acide arachidonique

au niveau du site actif
de l'enzyme.
Q Jiang et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unite
d States of America
97 (10OCT00) 11494
-
11499.

Le

-
tocophérol est supérieur à l'

-
tocophérol dans le piégeage des oxydes d'azote sous une forme stable (du
fait que la position 5 sur la molécule n'est pas substituée) qui sont produits lors de l'inflammation
.

**********************

Les acides gras insaturés sont un domaine où les justifications probiotiques sont probablement les moins
contestables.

L'acide arachidonique (20:4 n
-
6) est un précurseur des prostaglandines, thromboxane, prostacycline,
leucotriène
s.
Mortierella alpina

en est un producteur.. On vient de montrer que le facteur limitant de la
production est le passage de

18:3 à 20:3, et donc un problème d'élongase.
JP Wynn et al.; Microbiology 146
(SEP00) 2325
-
2331
. Les
Mortierella

sont difficiles à
cultiver et une problème pas toujours résolu est celui de
restreindre au maximum la teneur de ces huiles en
stérols

de type
cyclopropane
.


La firme
Calgene

(filiale de Monsanto) seule, ou associée, à
Abbott Laboratories

a obtenu récemment une
série de brev
ets de production d'
acides gras polysinsaturés
. L'
US Patent 6 140 486
du

31OCT00
, décrit
l'utilisation d'enzymes de synthèse des
polykétides

chez les plantes. Il décrit, entre autres la production d'acide
eicosapentènoïque (EPA) avec des gènes de
Shewanell
a putrefacien
s et d'acide docosahexènoïque avc des
gènes de
Vibrio marinus.

L'
US Patent 6 136 574
du

24OCT00

couvre une
série de désaturas
es utiles à ces
productions. Les
US Patents 6 075 183

du

13JUN00
et

6 051 754
du

18APR00

couvrent l'expression des
dés
aturases dans les
plantes

pour produire en grandes quantités les acides docosahexaènoïque,
eicosapentaènoïque,

-
linoléique,

-
linolénique et arachidonique. L'
US Patent 5 972 664
du

26OCT99

décrit la
séquence d'une

∆5 désaturase

permettant donc de convertir l'acide dihomo

-
linolénique en acide
arachidonique. Tous ces brevets couvrent les plantes, mais aussi les
a
nimaux

producteurs. Calgene doit donc
penser à une production, soit chez des poissons mais il faut arriver à débarrasser ces produits des odeurs, soit
dans le lait, je suppose.

Suntory

couvre, dans l'
US Patent 6 117 905

du
12SEP00
, une production avec moin
s de 4,25
-
methylenecholest
-
5
-
en
-
3ß.
-
ol (en utilisant des protéines de soja).

**********************

La
quercetine

est un
flavonoïde

des vins rouges dont on a dit le plus grand bien. C'est un puissant
inhibiteur

de l'aldéhyde déshydrogénase cytosolique à pH

physiologique quand la concentration du substrat ou
du cofacteur NAD
+
est faible. Elle a, au contraire, un effet
activateur

quand ces concentrations sont fortes
(1mM). Il semble qu'elle se lie de façon compétitive, à la fois, sur les deux sites de fixation

du substrat et du
NAD
+
. L'activation aurait lieu quand l'enzyme est sous la forme du complexe enzyme
-
NADH.
TM Kitson et al.;
Biochimica et Biophysica Acta 1481 (29SEP00) 247
-
254.

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



29

**********************

La production d'huiles enrichies en acide
linoléique
conjugué

grâce à une
lipase

de
Pseudomonas

immobilisée

dans un réacteur à fibres creuses et à partir d'huile de germes de maïs est décrite dans
PS
Sehanputri et al.; Biotechnology & Bioengineering 69 (20AUG00) 450
-
456.

Le principe est de jouer avec
l'hydr
olyse différentielle des différents acides gras pour sortir le maximum d'acide linoléique. L'activité du
réacteur est mesurée, car le temps de résidence est de 6 heures à 30° pour obtenir 0,5 M d'acide linoléique.

**********************

L'Environnement

Le
s avancées récentes dans le domaine de la

bioremédiation anaérobie

sont analysées dans
JD Coates et
al.; Trends in Biotechnology 18 (OCT00) 408
-
412. ###

Ces décontaminations sont importantes car les gros volumes contaminés sont souvent anaérobies, c'est le

cas
de nombreuses
nappes phréatiques
.

Les composés
monoaromatiques

associés aux produits pétroliers sont les cas les plus fréquents. Leur
mobilité entraîne la formation de
panaches très réducteurs

où se développe une flore anaérobie qu'on peut
encourager.

L'addition de
nitrate

ou de
sulfate

est favorable, mais le benzène (le contaminant le plus
menaçant) est considérée comme le plus récalcitrant, même dans ces conditions. On a, cependant, pu isoler une
culture enrichie en microorganismes capables de l'oxyd
er en déversant les électrons sur des nitrates et des
sédiments ou c'est la réduction du fer par des
Geobacter

(voisins des
Desulfovibrio
) qui est impliquée. Mais,
dans ce dernier cas, la réduction n'a lieu que dans une zone étroite du gradient de fer (III
).

On peut également obtenir une dégradation du
benzène

dans des conditions
méthanogènes
. Elle est
stimulée par addition de
sulfates

qui sont réduits. Le problème est que, dans ce cas, on peut produire de
l'
hydrogène sulfuré
, ce qui n'est pas très souhait
able, mais possible en présence de fer qui piège l'hydrogène
sulfuré sous forme de sulfures.

On peut, en milieu anaérobie faire fonctionner des
aérobies

comme des
Pseudomonas
, en faisant produire
par d'autres organismes
anaérobies

de l'
oxygène moléculaire
.

Ces derniers couplent l'oxydation des molécules
organiques en réduisant le
chlorate

ou
perchlorate
. Les perchlorates sont exceptionnellement solubles et
stables. La réduction en chlore a cependant été démontrée en anaérobiose, lors de l'oxydation de subst
rats
organiques. Cette propriété n'a, cependant, encore été utilisée que rarement, et pas

in situ
. De plus l'efficacité
n'est pas suffisante pour une utilisation pour des eaux potables, d'autant plus que la présence de nitrates gêne
cette décontamination (
probablement en fournissant un meilleur puits à électrons). De nombreuses souches ont
été caractérisées en 1999, et toutes sont, soit des
Dechloromonas
, soit des
Dechlorosoma

comme
D.suillum
faisant partie d'un groupe voisin des
Rhodocyclus
.

Les solvants c
hlorés peuvent être déhalogénés en anaérobiose. Les zones très réductrices comme celles de
méthanogènes peuvent permettre la déhalogénation initiale de solvants comme le
trichloréthylène
. D'autres
conditions permettent celle du
dichloroéthène

et du
chlorur
e de vinyle
, notamment en présence
d'hydrocarbures, le fer (III) étant souvent un accepteur terminal. .

Un solvant comme le
tétrachlorure de carbone

peut être transformé
co
-
métaboliquement
par des
Pseudomonas
, grâce à la respiration au nitrate. C'est le c
as de
Pseudomonas stutzeri

KC qui montre, de plus,
un chimiotactisme positif. Cette décontamination est, cependant, souvent gênée par les métaux, notamment le
fer, et elle est sensible au pH.

Les aromatiques non polaires comme les nitrobenzènes and nitrot
oluènes sont relativement récalcitrants à
une oxydation aérobie du fait des groupements nitrates qui soustraient les électrons, ce qui empêche l'attaque
par les dioxygénases, contrairement à ce qui se passe pour les nitroaromatiques polaires comme les
mono
nitrobenzoates. Si le TNT (l'explosif trinitrotoluène) n'est pas attaqué en anaérobiose par des cultures
pures, il peut être réduit en triaminotoluène qui est ensuite immobilisé dans le sol, et peut être oxydé, eux, par
des dioxygénases (donc en aérobiose)
. .

Les
Geobacter

mentionnés plus haut, sont capables de transformer les nitroaromatiques en réduisant le
Fe(III).
Geobacter metallireducens

transforme le 4
-
chloronitrobenzène en 4
-

chloroaniline, ou oxyde les
nitroaromatiques ainsi que les hydrocarbures
aromatiques ainsi que les solvants halogénés. La réduction peut
Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



30

être indirecte avec formation d'hydroquinones par la bactérie, ces hydroquinones réduisant
abiotiquement

les
groupes nitro.

Les données thermodynamiques indiquent, qu'en présence de fer, les
bactéries réductrices du fer travaillent
dans des conditions énergétiquement favorables et supplantent les bactéries
sulfatoréductrices

et les
méthanogènes

dans un environnement commun.

**********************

Caractériser des éléments de la microflore du

sol sans avoir à les cultiver est possible grâce à la PCR. Il faut
cependant savoir qu'il existe des
inhibiteurs de cette enzyme
dans le

sol
.
RJ Watson et al.; Canadian Journal
of Microbiology 46 (JUL00) 633
-
642.

**********************

Ralstonia
SBUG 290
, après culture sur
biphényl

(qui induit la série d'enzymes nécessaires) , est capable de
co
-
métaboliser

(hydrolyser sans s'en servir comme source d'énergie, grâce à une autre réaction à spécificité
large) le
dibenzofurane
. Il y a une dioxygénation latéra
le en dihydrodibenzofurane qui est ensuite clivé par

meta
-
clivage via la voie de l'acide salicylique.
D Becher et al.; Applied and Environmental Microbiology 66
(OCT00) 4528
-
4531.

**********************

Attirer

les bactéries employées à décontaminer
in sit
u

vers leur substrat

serait une amélioration notable.
RE Parales et al.; Applied and Environmental Microbiology 66 (SEP00) 4098
-
4104
.
Cinq bactéries mobiles
utilisant différentes voies de dégradation du
toluène

ont été analysées par les auteurs. Un
chimiot
actisme

positif vers le toluène est effectivement induit par ce dernier chez
Pseudomonas putida

F1,
Ralstonia pickettii

PKO1 et
Burkholderia cepacia

G4.
Pseudomonas mendocina

KR1 et
P.

putida

PaW15 donnent une réponse
plus ambiguë.

Reprenant
Pseudomonas pu
tida

F1 les auteurs ont étudié la réponse à plusieurs aromatiques toxiques ainsi
qu'à des aliphatiques chlorés. Benzène et ethylbenzène, sont des attractants et sont consommés, alors que le
trichloréthylène est également un attractant, mais n'est pas un su
bstrat; il est simplement déchloré et rendu non
toxique. On a obtenu des mutants qui sont toujours
attirés

par le toluène, alors qu'ils ne sont

plus capable de
l'oxyder
.

**********************

La
purification

et l'
immobilisation

sur support cellulosique (p
our détoxifier les gaz de combat et autres
pesticides) des
organophosphate hydrolases

(OPH) peut être obtenue en une seule étape par fusion de cette
enzyme avec un

domaine liant la cellulose

d'un
Clostridium
.

Les caractéristique enzymatiques de cette prot
éine hybride ont été établies par rapport au paraoxon. Le Km
est à peine augmenté en solution, un peu plus après immobilisation.
RD Richins et al.; Biotechnology &
Bioengineering 69 (20SEP00) 591
-
596.

Des chercheurs madrilènes ont abordé le problème d'une
autre façon, en immobilisant l'enzyme de
Pseudomonas diminuta
sur des nanocomposites basés sur des polymères silicones
-
protéines. Ces derniers
permetttent d'obtenir des feuilles, des films, des granaulés ou des mousses macroporeuses incorporables dans
des
appareils très divers qui ont été utiliés avec du paraoxon, du dichlorvos et du diisopropyl fluorophosphate.

I
Gill et al.; Biotechnology & Bioengineering 70 (20NOV00) 400
-
410.

**********************

La sécurité génétique

###

Les séquences de
bactéries du

sol

indiquent la présence de séquences ayant une parenté avec celle de gènes
de plantes. Il y a donc du avoir des
transferts
, mais il doivent être rares. Le développement d'une compétence,
c'est à dire la capacité à pomper de l'ADN dans le sol est un prem
ier frein.
Ralstonia solanacearum

est un
pathogène de plante qui développe cette capacité quand il infecte une plante hôte. Ce n'est probablement que
pour s'en servir comme source de nucléotides, mais un accident est vite arrivé….Des chercheur de Lyon et
G
renoble ainsi que d'Aventis Crop Sciences ont essayer de comprendre ce qui se passe dans ce cas favorable (il
ne se déroule pas dans le sol où l'ADN est rapidement indisponible, mais dans les tissus de la plante). Les
auteurs montrent que l'efficacité du t
ransfert de gènes marqueurs de plantes transgéniques dans
R.solanacearum

dépend du nombre de copies du transgène et de la complexité du génome.
F Bertolla et al.; Applied and
Environmental Microbiology 66 (SEP00) 4161
-
4167.

**********************

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



31

L'antibio
tique
avoparcine

a été utilisé en Norvège de 1986 à 1995 dans les aliments pour volailles. Cette
utilisation a été interdite du fait des résistances croisées à la vancomycine. Des souches résistantes ont été
isolées récemment de 18% des élevages ayant util
isé cet antibiotique, et moins de 1% des élevages ne l'ayant
pas utilisé. La
stabilité

de cette
résistance

est inquiétante.

K Borgen et al.; Journal of Applied Microbiology 89
(SEP00) 478
-
485.

**********************

La Vie des Sociétés

Affymetrix
, semble a
voir eu gain de cause dans ses démêlées avec Oxford Gene Technology (OGT) auprès
de la District Court in Delaware au sujet de l'US Patent No. 5 700 637 sur la technique de Southern. La
difficulté est que OGT traite en ce moment avec des concurrents d'Affym
etrix. L'U.K. Court of Appeal a estimé
que la licence de ce brevet est valable et a été acquise avec la ligne de microréseaux de Beckman Coulter.
Affymetrix Press Release (02NOV00)
mais il y a des difficultés à propos de la "doctrine of equivalents." De
to
ute façon Affymetrix a également plaidé que le brevet n'est pas valable et ne veut donc plus rien payer.

Affymetrix Press Release (10NOV00).

La société a formé une filiale génomique nouvelle, appelée Perlegen Sciences pour analyser les SNPs
(Single Nucléot
ide Polymorphisme) sur 50 génomes, grâce aux dernières techniques d'Affymetrix.
Affymetrix
Press Release (03OCT00).

Affymetrix participera au séquençage du génome de la souris, avec le Mouse Sequencing Consortium (qui
comprend également SmithKline Beecham,

Merck & Co., le National Institute of Health et le Wellcome Trust).
Affymetrix Press Release (06OCT00).

Affymetrix et Takara Shuzo ont signé un accord de licence permettant à la société japonaise d'utiliser les
techniques d'Affymetrix.
Affymetrix Press Re
lease (11SEPT00).

**********************

AgraQuest

et Rohm and Haas ont signé un accord de coopération dans le domaine des biopesticides.
AgraQuest en a identifié sept qui pourraient être développés.
AgraQuest Press Release (13NOV00).

AgraQuest participera

à un programme de deux ans appelé "Development of a Nematode Biocontrol Agent
for Agriculture" proposé par le Pacific Northwest National Laboratory du Department of Energy américain.
AgraQuest Press Release (23AUG00).
Ce sont des chercheurs sibériens de V
ector travaillant sur
Meloidogyne

qui ont été mobilisés. AgraQuest va se charger de valider le dossier auprès des autorités américaines. Il s'agit de
l'élimination imminente du bromure de méthyle qui est le stimulant.

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Aventis CropSci
ence

réorganise sa recherche sur les sites de Lyon et de Frankfurt.
Aventis CropScience
Press Release (24NOV00).

La firme confirme la présence de la protéine Cry9C dans un échantillon d'une variété autre que StarLink.

Aventis

CropScience Press Release (21N
OV00).

Aventis CropScience ne vend pas elle
-
même de semences mais

la licence d'en produire à diverses compagnies semencières.
Aventis

CropScience Press Release (09NOV00).
L'exposit
ion, selon la société, à la ∂
-
endotoxine est plusieurs milliers de fois inférieure à celle pouvant
déclencher une réaction allergique. Elle demande en conséquence une autorisation en alimentation humaine
limitée dans le temps (pour passer la période diffic
ile actuelle).
Aventis

CropScience Press Release (25OCT00).

Cette demande a peu de chances d'être acceptée selon

J Netting;
Nature 408 (23NOV00) 395.
En effet, la
FDA conteste les interprétations d'Aventis. Les échanges de bons procédés vont continuer de p
art et d'autres de
l'Atlantique.

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Dow AgroSciences

et le
Boyce Thompson Institute for Plant Research

d'Ithaca, N.Y., ont signé un accord

pluriannuel pour l'évaluation et le développement de produits vétérinaires obtenus à partir de pl
antes
(transgéniques), tout particulièrement de vaccins animaux oraux.
Dow AgroSciences Press Release (02NOV00)
`

Mycogen Seeds

(qui dépend de Dow AgroSciences) a acheté, comme prévu,
Cargill Hybrid Seeds
. Les
termes financiers de cet achat n'ont pas été d
ivulgués. Il s'agit de l'ensemble des activités de Cargill Hybrid
Seeds aux Etats
-
Unis et au Canada, Sauf InterMountain Canola, Goertzen Seed Research et le réseau de
distribution de l'Ouest canadien.
Dow AgroSciences Press Release (18SEP00)
et
(01NOV00).

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



32

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Maxygen

a signé un accord de trois ans avec
Chevron
Research and Technology pour développer des
bioprocédés

dans l'industrie
pétrochimique
. La première étape est la bioconversion du méthane en méthanol et
concernera d'autres procédés

peu polluants.

Maxygen a déjà des accords avec Novo Nordisk, Pfizer, DSM, AstraZeneca et Rio Tinto, avec une
quarantaine de produits potentiels en développement.
Maxygen Press Release (25OCT00).

La société vient d'obtenir l'
US Patent N°6 132 970

du
170CT
00

qui couvre la technique
MolecularBreeding™ d'évolution dirigée et la technique de recombinaison in vitro DNAShuffling™. Il contient
une multitude de revendications (47) sur la technique DNAShuffling™ associée à un simple cycle de criblage,
et d'utilisat
ions potentielles.

Maxygen a prolongé de deux ans ses accords avec
Pioneer Hi
-
Bred International
(partie de Du Pont), à la
suite des premiers succès enregistrés.
Maxygen Press Release (04OCT00).

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PPL Therapeutics
est manifestement en

train de
modifier sa stratégie

en s'orientant vers l'exploitation des
cellules souches humaines

(non embryonnaires) pour laquelle un brevet est déposé (plutôt que les animaux
transgéniques) en commençant par les îlots de Langerhans du pancréas.
PPL Therap
eutics Press Release
(10NOV00)

et
(05NOV00).
La société a obtenu un contrat de 1,9 millions de dollars sur trois ans dans ce but, du
Advanced Technology Program du National Institute of Standards and Technology, US Department of
Commerce.

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La Politique

Un
compte rendu
de la conférence d'Euroforum qui s'est tenu a Londres les 5 et 6 juillet sous le titre de "
The
Patenting in the Age of Genomics
" est paru dans
RS Crespi; Trends in Biotechnology 18 (OCT00)
405
-
406.

C'est plutôt une liste

des interventions et des interrogations exposées mais, malheureusement, pas
grand
-
chose sur les conclusions qu'on pourrait en attendre. Mais c'est déjà cela, car il y en a quand même
beaucoup, d'interrogations.

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Le retrait le 22 Sept
embre par
Kraft Foods

et le 12 Octobre par
Safeway

de leurs Taco shells où on a trouvé
de l'ADN de
maïs Starlink
™ exprimant la protéine insecticide
Cry9C

de
Bacillus thuringiensis

(voir plus
haut) a provoqué une discussion intense sur la réglementation au Congrès américain. Tout a été dit sur cette
présence encore réglementairement interdite en attendant des essais
en cours, mais aucun discussion sur l'aspect
santé n'a eu lieu.
Aventis

(le vendeur) n'a pas retrouvé les résultats de la firme spécialisée dans la détection des
OGMs, Genetics ID, sur les mêmes produits, mais il est connu que l'identification par PCR génè
re de nombreux
faux résultats dans un sens ou un autre, surtout pour des aliments cuits.

Le problème réside dans le fait que la
protéine

(qu'on n'a réussi à détecter dans aucun des produits
incriminés) est
difficile à hydrolyser

dans l'intestin, ce qui es
t une indication d'allergénicité
potentielle
. La
protéine n'a, cependant, aucune des caractéristiques des protéines allergènes connues. La protéine représente
0,3% des protéines

du
grain

et donc beaucoup moins dans les produits élaborés, or toutes les prot
éines
allergènes
alimentaires

doivent être présentes à des concentrations nettement supérieures (1 à 40%) pour
donner lieu à une réaction allergique. Dans la mesure où ils sont
cuits
, il faut évidemment des essais pour
vérifier que la protéine transformée
n'est pas devenue allergène.

Les essais d'allergénicité seraient précisément en cours en vue d'une homologation humaine. En fait l'EPA
(Environmental Protection Agency) n'a
pas encore établi
de
niveau de tolérance

pour la protéine Cry9C pour
une
utilisati
on humaine
. Il est vrai qu'on n'a pas droit, aux Etats
-
Unis, à plus de 25 fragments d'insectes, 2
poils et une crotte de rongeurs par 50 g de

farine de maïs
, 5 œufs de mouches et deux vers par 100 gr de

jus de
tomate
.

Le problème réside donc plus dans une

infraction à la réglementation
actuelle, qu'un problème caractérisé
et un danger humain imminent. Cela signifie surtout qu'il est difficile d'éviter des mélanges à tous les niveaux
de la commercialisation, ce qu'on risque de rencontrer avec le soja dans l
'avenir. Dans tous les cas on manque
de tests standardisés acceptés par tout le monde et l'utilisation de tests disparates va semer la confusion.

La Grain Inspection, Packers & Stockyards Administration (GIPSA) vient de mettre en place le
Biotechnology R
eference Laboratory (BRL) à Kansas City (MO). Les autorités européennes sont en discussion
avec la GIPSA pour faciliter la traçabilité.

E Dorey; Nature Biotechnology 18 (NOV00) 1136
-
1137.

Bulletin des Biotechnologies Décembre 2000



33

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Les brevets

On trouvera dans
ER Gold Nature
Biotechnology 18 (NOV00) 1217
-
1218 ###
, le premier de deux articles
d'un juriste sur la
portée des brevets

dans le

domaine des biotechnologies
, avec une critique des positions des
industriels et des anti
-
brevets. Sa position est que les deux groupes surest
iment leurs arguments et qu'aucune
des deux positions n'est tenable à terme.

MA Heller et al.; Science 280 (01MAY98) 698
-
701

ont parlé, à ce propos, de la "tragedy of the
anticommons" qui signifie, dans l'esprit des auteurs, que l'utilisation de ressource
s rares est bloquée par
l'intervention de trop de détenteurs, par opposition à la "
tragedy of the commons
" où l'on surutilise des
ressources considérées comme commune (cas de l'eau par exemple).

Ìl faudra bien un jour en arriver à des solutions raisonnabl
es.

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