[center]L’incroyable boulot de réparation d’une bactérie extrême [/center]
La capacité qu’a la bactérie Deinococcus radiodurans de reconstruire son génome éclaté en mille morceaux a de quoi rendre jaloux le reste des êtres vivants sur Terre. Une équipe dirigée par le chercheur Miroslav Radman, de l’Inserm, a enfin découvert les étapes de cette reconstruction qui permet à la bactérie de survivre à la dessiccation ou à de très fortes radiations. Les résultats sont publiés aujourd’hui par la revue Nature.
Deinococcus radiodurans a été découvert en 1956 par un chercheur américain qui voulait stériliser des boîtes de corned beef en les soumettant à un fort rayonnement gamma. A sa grande surprise tout n’avait pas été tué par le traitement de choc. La bactérie D. radiodurans est capable d’encaisser des doses de radiations des centaines de fois plus élevées que les doses mortelles pour l’homme.
Le génome de la bactérie, qui a la particularité d’être circulaire, est alors éclaté en plusieurs centaines de fragments. Les cellules semblent mortes pendant environ 1h30, notent les chercheurs. Pourtant, trois heures après l’irradiation, l’ADN est rassemblé.
La reconstitution du puzzle se fait en deux étapes, ont découvert Miroslav Radman (Université René Descartes, Paris ) et ses collègues français et croates.
Les fragments se débarrassent de leurs extrémités endommagées et s’assemblent avec des fragments complémentaires. Les morceaux servent de modèle pour initier la synthèse d’ADN et former une longue chaîne à simple brin. Intervient alors une étape de recombinaison génétique au cours de laquelle ces brins se lient avec des brins complémentaires pour reformer les chromosomes. Dans cette phase de résurrection la synthèse d’ADN est plus rapide qu’au cours de la réplication habituelle de la bactérie, soulignent les chercheurs.
Miroslav Radman espère que ces découvertes encore très fondamentales permettront un jour de concevoir une nouvelle médecine régénératrice, notamment pour lutter contre la mort des neurones.
C.D.
(28/09/06)
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canardos
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 par canardos » 29 Sep 2006, 06:41
sur le site du CEA:
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[center]L’extrême tolérance de Deinococcus aux radiations ionisantes[/center]
Pour la plupart des organismes vivants, quelques cassures doubles-brins de l'ADN induites par des radiations ionisantes sont létales. Toutefois, les bactéries appartenant au genre Deinococcus sont connues pour être résistantes à de très fortes doses de rayonnement gamma (plus de 10 000 Gy). Cette résistance est en grande partie liée à leur capacité à reconstruire un génome intact à partir de centaines de fragments d'ADN générés par l'irradiation. Ces fortes doses de radiations gamma n'existant pas naturellement sur Terre, cette résistance a pu être acquise au cours de l'évolution, en réponse à des conditions naturelles telles que des cycles répétés de dessiccation-réhydratation.
Parmi les différentes espèces de Deinococcus décrites jusqu'à présent, seule Deinococcus radiodurans a été largement étudiée. Cette bactérie a été découverte en 1956 comme contaminant d'une boîte de conserve de viande «stérilisée» par irradiation. D. radiodurans est capable de réparer, en quelques heures en milieu riche, des centaines de cassures doubles-brins induites par les radiations ionisantes.
Comment peut-on expliquer cette radiotolérance ? Les mécanismes de réparation conventionnels pourraient être plus efficaces. La découverte de nouvelles protéines impliquées suggère des stratégies originales [1]. La structure condensée de l'ADN pourrait également faciliter la réparation des
cassures de l'ADN [2].
Récemment, la découverte d'une autre espèce, Deinococcus deserti [3] (figure 1), plus résistante aux rayonnements ionisants (> 15000 Gy), devrait permettre une meilleure connaissance des mécanismes de radiotolérance par comparaison avec D. radiodurans. Deinococcus deserti est également plus résistante aux radiations UV que D. radiodurans. En collaboration avec une équipe de l'Université Paris-Sud (Laboratoire de recherche correspondant CEA), les mécanismes de la radiotolérance et la reconstitution du génome chez D. deserti sont explorés. La radiorésistance de D. deserti est due à la capacité de réparer un génome fragmenté en quelques heures en milieu pauvre (figure 2).
De plus, le haut niveau de compaction des génomes de l'espèce Deinococcus pourrait résulter de l'association de protéines originales, actuellement recherchées, qui pourraient contribuer à cette radiotolérance.
Cinétique de reconstitution du génome de D. deserti après irradiation gamma (6,8 kGy). L'ADN génomique a été digéré par des enzymes PmeI et SwaI, générant 8 fragments pour un génome intact.
Pour mieux comprendre l'extrême radiorésistance, la comparaison des deux espèces va être réalisée à partir des techniques de séquençage du génome de D. deserti (Génoscope, Évry). D'autres approches globales (transcriptomique, protéomique, génomique comparative) et ciblées (génétique, biochimique, structurale) compléteront la compréhension des mécanismes impliqués dans la réparation de l'ADN et la tolérance extraordinaire de Deinococcus aux rayonnements gamma, UV, et à la dessiccation. D'autre part, le développement d'outils génétiques chez D. deserti devrait permettre d'utiliser cette bactérie, capable de se développer dans des environnements extrêmes, pour la bioremédiation de sites radioactifs pollués chimiquement.
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canardos
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par Crockette » 29 Sep 2006, 12:01
je fais partie de ceux qui croient maintenant qu'il y a ptêtre sur terre des bactéries et des virus d'origine extra-terrestre, capable de survivre dans les pires conditions de température, et surtout capables de survivre à des collisions très brutales. :hum:
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Crockette
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par canardos » 29 Sep 2006, 13:18
meme les bacteries "extremophiles" ont le meme code genetique et le meme ADN que les autres etres vivants terrestres, ce qui prouve qu'elles ont la meme origine.
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canardos
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par canardos » 29 Sep 2006, 15:20
Deinococcus ne vient pas de l'espace comme le pense crockette mias il pourrait etre utilisé pour ensemencer des planetes steriles avec des conditions extremes.
dans le Monde:
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[center]"Deinococcus radiodurans", la bactérie qui ressuscite[/center]
LE MONDE | 29.09.06 |
Il y a tout juste cinquante ans, une étrange bactérie était découverte fortuitement par l'Américain Arthur Anderson. Celui-ci, après avoir irradié une boîte de corned-beef pour y tuer toute forme de vie, avait retrouvé son contenu avarié, signe d'activité microbienne. Intrigué, il mit en évidence la présence de ce qu'il baptisa Deinococcus radiodurans, soit une "étrange baie capable de résister aux radiations".
Cette bactérie, qui supporte des niveaux d'irradiation plusieurs milliers de fois supérieurs aux doses mortelles pour tout autre organisme, fascine depuis lors les chercheurs. Quel est donc le mécanisme de réparation de l'ADN qui lui permet de "ressusciter" après irradiation ou dessication ? Une explication est proposée sur le site Internet de Nature par une équipe franco-croate dirigée par Miroslav Radman (Paris-5-Inserm, institut des sciences du vivant de Split).
A ce jour, pas moins de six mécanismes de réparation des chromosomes de la bactérie ont été avancés. "Notre étude les exclut tous les six", assure Miroslav Radman. Celui qu'il a imaginé nécessite au moins deux copies du patrimoine génétique de la bactérie. Il se trouve que le bagage héréditaire de D. radiodurans, composé de molécules d'ADN circulaires - dont deux chromosomes -, est présent en de nombreux exemplaires (6 à  dans chaque individu.
En cas de bombardement par des rayons gamma, par exemple, ces chromosomes sont dégradés en des milliers de fragments d'ADN. Ces fragments peuvent ensuite se réassembler, car certaines portions sont complémentaires. "Un peu comme si on avait les séquences ABCD et CDEF, pour former ABCDEF", explique Miroslav Radman. Ainsi, de façon contiguë, de grands brins d'ADN s'assemblent rapidement. L'activité cellulaire est alors intense.
VERS DES PLANÈTES STÉRILES
Mais une seconde étape est nécessaire, car il faut boucler la boucle, reconstituer les anneaux des chromosomes. "C'est là qu'intervient une protéine spécialisée dans la réparation des erreurs de copie de l'ADN, baptisée RecA", explique Suzanne Sommer, de l'institut de génétique et microbiologie (CNRS-CEA-Paris-Sud). La chercheuse précise que des questions restent ouvertes, comme celle de savoir comment cette réplication massive d'ADN est enclenchée.
Miroslav Radman espère désormais voir si d'autres organismes, capables de résister au dessèchement, ne ressuscitent pas par des moyens similaires. Prochain cobaye, un rotifère, sorte d'animalcule vivant dans les flaques d'eau, résistant à la dessiccation et aux radiations. Son article évoque aussi des perspectives du côté de la médecine régénérative. "Les chercheurs sont aussi là pour rêver", se défend-il. Un autre songe ? " Deinococcus ferait un parfait candidat comme ambassadeur pour ensemencer des planètes stériles", avance-t-il.
Hervé Morin
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canardos
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par Crockette » 30 Sep 2006, 16:18
en fait on peut très bien imaginer qu'il y a plusieurs "espèces" de bactéries" capables d'être en veille sur différentes planètes stériles, il suffit alors pour elles d'attendre quelques dizaines de millions d'années pour que l'atmosphère change, et ensuite elles peuvent être le premier maillon d'un début de vie...en se développant dans des soupes.
Mais est ce que des bactéries peuvent vivre autant de temps dans ce genre de situation avec un adn explosé ?
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Crockette
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par canardos » 27 Mars 2007, 07:31
a écrit :[center] La championne de la résistance à la radioactivité livre un secret de plus[/center] Par Jean-Luc Goudet - Futura-Sciences, le 26/03/2007 L’extraordinaire résistance aux radiations d’une bactérie, Deinococcus radiodurans, lui a valu une célébrité mondiale et suscité quelques fantasmes. En octobre dernier, Miroslav Radman et son équipe avaient décrypté sa recette pour réparer son ADN mis en charpie. Aujourd’hui, une équipe américaine ajoute un nouvel ingrédient, le manganèse, et affirme que des protéines doivent jouer un rôle déterminant. Depuis qu’elle a été découverte, en 1956, barbotant en pleine forme dans des conserves traitées par une dose massive de radioactivité, la bactérie Deinococcus radiodurans n’en finit pas d’étonner les scientifiques. Cette championne de la survie résiste mieux que personne à tout ce que les organismes vivants abhorrent : les ultraviolets, la radioactivité, l’eau oxygénée, l'acidité, le chaud (52 °C), le froid (-45 °C), le dessèchement et même le vide sans oublier l’absence de nourriture. On la trouve bien sûr dans des milieux aux conditions de vie très difficiles mais aussi… partout ailleurs car cette originale aime également le confort. Pour expliquer cette exceptionnelle résistance, et particulièrement celle aux rayonnements ionisants (cette bactérie tient le coup à 10 000 Gy - grays - alors que Escherichia coli, une autre bactérie, périt à 60 Gy), on évoque depuis longtemps un mystérieux mécanisme de réparation de l’ADN, qui pourrait encore agir après la destruction quasi-totale des chromosomes et plasmides constituant son génome. Pour décrire ce retour à une vie normale après ce qui serait un arrêt de mort chez les autres organismes vivants, on parle parfois de « résurrection ». Certains, fortement impressionnés, font même de cet être hors norme un extraterrestre : Deinococcus radiodurans nous serait venue de Mars ou d’ailleurs, transportée par une météorite ou obligeamment déposée par une soucoupe volante. D’autres, et non des moindres, en font un candidat pour peupler la planète Mars, justement. Parmi eux figure Miroslav Radman, professeur à l'Université René Descartes (Paris) et directeur de l'Unité 571 de l’Inserm. En 2006, lui et son équipe ont démonté le mécanisme de réparation de l’ADN. L’opération se ferait en deux phases. La première reconstitue les parties détruites en se servant des morceaux d’ADN restants et en s’aidant d’une certaine redondance dans les gènes. La seconde recombine l’ADN pour fabriquer de nouveaux chromosomes. Et le tour est joué.  Elle résiste aux pires conditions de vie et reconstitue son ADN, même quand il est en grande partie détruit. Les secrets de cette bactérie sont bien gardés mais pourraient nous ouvrir de nouvelles pistes médicales.
Crédit : InsermDes protéines au travailMais comment fonctionne ce mécanisme ? Michael Daly (University of the Health Sciences, Bethesda, Maryland, Etats-Unis) n’a pas la réponse mais pointe l’importance de protéines et du manganèse. Il remarque que chez Deinococcus radiodurans, ce métal est 300 fois plus abondant que dans les bactéries sensibles à la radioactivité. Dans un article à paraître en avril dans le magazine, PLoS Biology, lui et son équipe dévoilent l’existence d’un complexe chimique, utilisant le manganèse et dont la propriété est de détruire les radicaux libres, plus précisément ceux connus pour causer des dommages aux protéines mais pas à l’ADN. Or, note Michael Daly, « les protéines des bactéries sensibles aux radiations sont beaucoup plus sensibles que l’ADN ». Son idée est donc que la réparation de l’ADN passe par la protection des protéines. Cité par Science, David Thaler, un microbiologiste de l’université Rockefeller (New York), suggère que le manganèse pourrait améliorer la capacité de certaines protéines à réparer l’ADN. Pour l’instant, il reste à en savoir plus sur ce complexe chimique. Michael Daly s'est lancé sur cette piste. La suite, donc, au prochain épisode…
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canardos
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