Darwin sur une puce

Comment mettre à profit le principe darwinien de mutation-sélection en laboratoire ? Brian M. Paegel et Gerald F. Joyce (Université de Californie, La Jolla) ont utilisé des enzymes ARN de la classe des ligases, ainsi nommées car elles ont la capacité de lier entre elles deux autres molécules (liaisons hydroxyle et ATP). Ces enzymes ont été baignées dans une culture moléculaire (elle aussi composer d’ARN, mais d’une autre classe), qu’elles devaient donc lier. Lorsque l’enzyme parvenait à effectuer cette liaison, elle se trouvait dupliquée par deux protéines situées sur l’ARN cible. Mais, pour créer une pression de sélection, la puce diminuait progressivement le volume total d’ARN dans la solution, de sorte que seules les enzymes les plus efficaces à effectuer leur liaison étaient encore répliquées. Au bout d’un moment, l’ensemble se trouvait aspiré et repartait dans une nouvelle solution pour un nouveau cycle de dilution / sélection. Après 70 heures et plusieurs millions de réplications, les enzymes ARN obtenues se trouvaient 90 fois plus efficaces dans leur rôle de ligases que celles utilisées du début de l’expérience. Outre que ce genre de technique permet de mettre au point des molécules de plus en plus efficaces dans le rôle qu’on leur assigne, elle démontre in vitro les mécanismes darwiniens à l’œuvre dans le vivant depuis quelques milliards d’années.

Référence :
Paegel B.M., G.F. Joyce (2008), Darwinian evolution on a chip, PLoS Biol, 6, 4, e85 doi:10.1371/journal.pbio.0060085

Illustration : fonctionnement du circuit microfluidique (ibid.).