Biolistique

Définition

En génétique, la biolistique est une technique d'introduction d'un ADN dans une cellule en projetant des microparticules (bombardement de particules) recouvertes de cet ADN. Le transfert biolistique, à l'aide d'un canon à gènes, est une méthode purement mécanique de transfert de gène. L'ADN est appliqué à des particules d'or ou de tungstène, qui sont ensuite projetées dans les cellules à des vitesses de plus de 1 300 m/s.

Exemple en biolistique :

Représentation schématique de la transformation biolistique.

Explications

La biolistique, abréviation de balistique biologique, est également connue sous le nom de transfert de gène à médiation par des particules. La méthode consiste à tirer directement des fragments d'ADN dans des cellules à l'aide d'un dispositif appelé canon à gènes. Pour utiliser un pistolet à gènes, un scientifique mélange d'abord une construction d'ADN avec des particules d'un métal lourd, généralement du tungstène ou de l'or.

En plus de la transformation de protoplastes et de la transformation à médiation agrobactérienne (agrobactéries), le bombardement de particules avec un canon à gènes est une méthode établie pour générer des organismes transgéniques ou pour une transfection transitoire pour générer une réponse immunitaire.

Ainsi, la transformation biolistique est basée sur la livraison d'ADN dans les cellules végétales par des particules d'or ou de tungstène à haute vitesse. Étant donné que la délivrance d'ADN par bombardement de particules est un processus physique qui ne dépend pas des bactéries (agrobactéries), elle est devenue une méthode de transformation polyvalente et efficace pour de nombreuses espèces, en particulier les plantes monocotylédones.

Étant donné que les particules sont très petites, la cellule et la paroi cellulaire restent en grande partie intactes. D'autres avantages sont que le procédé convient aux cellules de tout être vivant, peut également être appliqué à l'ADN des mitochondries et des plastes et que le nombre possible de gènes transférés est relativement élevé. Le problème, cependant, est que le transfert de gène est relativement instable, ce que l'on appelle une "expression transitoire" en est souvent le résultat, l'ADN inséré n'est que temporairement actif et se perd à nouveau plus tard, et parfois seules des parties du tissu obtenu en sortent transformées les cellules existent.

La transformation biolistique des cultures embryogènes a conduit à la production de plantes transgéniques. Des cals morphogéniques ou des cellules en suspension embryogènes ont été utilisés comme cibles idéales pour la transformation biolistique.

Le tissu épidermique ou le matériau de cal, par exemple, peut être utilisé comme tissu cible (cible) pour la génération de plantes transgéniques. Les particules pénètrent simultanément dans des milliers de cellules et permettent d'introduire de l'ADN dans des cellules in situ.

Histoire

La transformation biolistique, également connue sous le nom de bombardement de particules ou canon à gènes, a été initialement décrite comme une alternative à l'ATMT pour la transformation des cellules végétales. Pour la transformation fongique, les particules d'or ou de tungstène sont recouvertes d'ADN étranger, accélérées à grande vitesse et bombardées vers les spores ou les hyphes.

En conséquence, des transformations stables ou transitoires peuvent survenir. Les cellules transformées de manière transitoire sont capables d'exprimer l'ADN étranger sans l'intégrer dans leur génome, tandis que les cellules transformées stables intègrent l'ADN étranger dans le cadre de leur propre séquence génomique.

À ce jour, de nombreuses espèces fongiques ont été transformées avec succès par la biolistique, telles que Aspergillus nidulans, Trichoderma reesei, Trichoderma harzianum et certains champignons mycorhiziens. La biolistique est l'une des technologies de transformation génétique les plus puissantes, car elle n'est pas soumise aux limitations décrites pour les autres méthodes de transformation, telles que la génération de protoplastes ou la composition de la paroi cellulaire fongique.

Cependant, cette méthodologie nécessite un investissement instrumental et consommable élevé, elle n'est donc considérée comme applicable aux souches récalcitrantes que lorsqu'il a été prouvé que d'autres méthodes de transformation fonctionnent sans succès.

Avantages de la transformation biolistique

La biolistique est une méthode physique d'accélération de l'ADN dans le tissu végétal qui ne dépend pas de la spécificité de l'hôte ou de la limitation de l'espèce, comme avec la transformation médiée par Agrobacterium. Jusqu'à l'avènement des technologies biolistiques, la transformation d'importantes cultures agronomiques telles que le maïs et le soja n'étaient pas atteignable.

Divers types de cellules peuvent être transformés avec la biolistique, alors que le cal embryogène est souvent préférable, et les tissus organisés tels que les embryons ou les méristèmes peuvent être transformés avec succès. Cela réduit la variation somaclonale potentielle qui survient pendant la culture tissulaire. La transformation des tissus organisés permet également la régénération de génotypes qui peuvent être récalcitrants à la régénération des plantes à partir de cals, comme dans le cas du coton. En plus d'être utilisée comme protocole de transformation unique pour certaines espèces végétales, la biolistique a également été utilisée pour blesser les méristèmes de tournesol avant l'infection par Agrobacterium afin d'améliorer l'efficacité de la transformation.

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