Hydrostatic and osmotic pressure study of the hairpin ribozyme.

The recent discovery of numerous catalytically active RNAs in various living species as well as the in vitro selection of a large series of RNA aptamers able to bind specifically various molecules such as metabolites and co-factors, emphasize the adaptability of RNAs through the plasticity of their secondary structure. Furthermore, all these observations give support to the “RNA world” hypothesis as a step in the primitive development of life on Earth. On this background, we used high pressure to study the mechanism of action of a model hairpin ribozyme which exhibits self-cleavage and ligation. The activation volume (ΔV≠) of the cleavage reaction (34 ± 4 ml/mol) indicates that an important compaction of the RNA molecule occurs during the reaction and must be accompanied by a significant movement of water molecules . Indeed, such a release of 78 ± 4 water molecules per RNA molecule could be measured by complementary osmotic shock experiments. These results are consistent with the information provided by the structural studies which indicate that two loops of the RNA molecule should come into contact for the reaction to occur .The high pressure study of a modified form of the ribozyme whose activity is strictly dependent on the presence of adenine as a co-factor should bring some information about the structural significance of this important ΔV≠ of activation

Insights into gene expression profiling of natural resistance to coccidiosis in contrasting chicken lines

Coccidiosis is a parasitic disease with major economic impact, one of whose main causative agents is Eimeria tenella. Chicken breeds display variable natural resistance to this disease. Unravelling the genetic bases of such variations could provide new clues for protection strategies. Transcriptomic experiments were conducted comparing resistant (Fayoumi) and susceptible (Leghorn) lines. Caecum and caecal tonsils were analysed. A global increase in differential gene expression following infection was observed for caecum comparisons, whereas a global decrease following infection was observed for caecal tonsils

Approche endodarwinienne de la variabilité de l'expression génétique

La biologie moléculaire repose sur des bases déterministes qui ont longtemps été fécondes mais sont désormais un handicap pour la compréhension des phénomènes biologiques. Le déterminisme en génétique est un concept robuste mais dont les fondations apparaissent de plus en plus fragiles, notamment le concept de spécificité et l'importance centrale accordée au génome. À partir de ces constats, nous faisons une proposition théorique. Nous proposons une nouvelle grille de lecture des relations intercellulaires, que nous appelons endodarwinienne. Il s'agit de postuler que les cellules ont un comportement aléatoire a priori, notamment dans leur expression génétique et que seules celles qui adoptent un profil d'expression adapté à leur environnement sont dans un second temps sélectionnées. Dans ce modèle, les cellules ne répondent pas à des "signaux" de manière prévisible. Dans une large mesure, les cellules sont mues par leur intérêt immédiat. Ce modèle est une réponse à la crise du déterminisme car il rend inutile de postuler une spécificité des interactions moléculaires, et permet de sortir de la notion rigide de "programme génétique", sans pour autant nier le rôle évident des gènes. Il y a un paradoxe à proposer que des phénomènes reproductibles soient fondés sur des dynamiques stochastiques, c'est pourquoi nous cherchons à montrer que ce paradoxe n'est qu'apparent, que l'aléa de réactions individuelles est précisément une force structurante, et que l'approche probabiliste englobe l'approche déterministe. Une synthèse de données expérimentales met en évidence l'importance sous-évaluée de la variabilité intercellulaire de l'expression génétique, dans des situations très diverses. Dans celles-ci, de toute évidence, des cellules clonales se comportent de manière aléatoire et ne répondent pas de manière homogène à des signaux. Cette variabilité peut être la base d'une sélection. Par ailleurs, des données récentes confirment que la dynamique même des échanges moléculaires au sein du noyau rend nécessaire d'intégrer comme un acquis la dimension intrinsèquement stochastique de l'expression génétique, qui provoque ainsi une variété phénotypique. Le développement embryonnaire, classiquement envisagé comme la concrétisation d'un programme génétique à l'œuvre, peut être abordé selon une logique endodarwinienne. Le déterminisme y est très relatif, les devenirs cellulaires sont très plastiques, et les signaux échangés par les cellules semblent souvent pouvoir être étudiés sous l'angle d'une relation trophique. L'apoptose, souvent appelée mort programmée, ne semble pas pourtant répondre de manière satisfaisante à cette caractérisation. Cependant il peut sembler contradictoire, dans l'approche endodarwinienne, que des cellules engagent leur propre destruction. Des observations montrent que malgré les apparences, ce phénomène avéré ne contredit pas l'approche endodarwinienne. Pour tester les hypothèses endodarwiniennes, il faut en passer par une étude sur cellules isolées car travailler sur des populations cellulaires provoque des effets de moyenne qui masquent la variabilité intercellulaire. Des techniques d'études de l'expression génétique sur cellules isolées existent. Parmi celles-ci, une adaptation particulière de la RT-PCR, l'amplification par l'extrémité 3' (TPEA) a été simplifiée et rationalisée pour être compatible avec une approche globale. Les premiers résultats issus de ce travail de mise au point, quoique préliminaires, peuvent déjà être lus selon une grille sélective plutôt qu'instructive et confirment l'existence d'une expression aléatoire des gènes. Une autre approche possible est celle de l'étude des variations de la méthylation des gènes, que l'on sait corrélée à des variations d'expression. Au cours d'une cinétique de différenciation, un gène est étudié sous cet angle et révèle une variabilité importante, dans le temps et de cellule à cellule. Par ailleurs, le profil de différentes sous populations au cours de cette cinétique va dans le sens d'une expression aléatoire et d'une sélection des cellules ayant le profil adapté. Ces approches expérimentales et bibliographiques incitent à penser que la proposition théorique initiale est pertinente, économe et généralisable, même si, bien sûr, la question reste ouverte

Heredity

International audienc

Can life be engineered? Epistemological roots and blind spots of Synthetic Biology

Synthetic Biology is the latest attempt in experimental biology to reach the long lasting goal of mastering processes of life by engineering them. This emergent discipline results from the novel convergence of biology and concept and tools from other fields such as computing and engineering sciences. It relies on rational design of bioparts, modules, or organisms, as opposed to the tinkering methods provided so far by the even most sophisticated biotechnologies. Such an approach could have major consequences, for both applied and fundamental research. But this appealing narrative may obscure important epistemological issues, some of them being rooted in old misconceptions or shortcomings in biology. By focusing mainly on the mechanistic dimension of living beings, Synthetic Biology partially recycle ancient debates and could miss the opportunity to provide an integrative account of what makes life actually specific in the natural world. A first insight into a critical reassessment of some of the goals, the lexicon, and the theoretical foundations of Synthetic Biology is proposed, as other natural dimensions of the biological world are highlighted. Taken as a whole, these considerations challenge several core concepts of the discipline, but may help to redefine some of its strategies and overcome some major hurdles

Les biotechnologies face à l'animal d’élevage

National audienc

Introduction

3e Colloque Sciences de la vie en société : La biologie de synthèse entre sciences et société (Paris, 4 décembre 2012) Introduction de la Session 1 : Comprendre l’émergence de la biologie de synthèse et ses enjeuxabsen

D’Arcy Thompson et les formes déjà prises

Critique de : "Forme et Croissance", D’Arcy Thompson, Éd. du Seuil, Paris, 2009, 317 p.absen

Les biotechnologies en agriculture et l’opinion publique

Les biotechnologies en agriculture et l’opinion publiqu