« La capacité d'introduire et d'exprimer des gènes exogènes chez les animaux est devenue un outil indispensable pour les biologistes modernes », rappellent, en matière d'introduction, les chercheurs.
Les souris transgéniques de laboratoire, on le sait, sont précieuses pour étudier les effets de certains gènes, en particulier dans les maladies.
La technique utilisée jusqu'ici pour créer les souris transgéniques est l'injection pronucléaire : le transgène est directement injecté dans le pronucléus d'un ovocyte fécondé. Cette technique est toutefois « encore relativement inefficace, difficile techniquement, coûteuse, et peu applicable à la plupart des autres espèces animales », expliquent Lois, Baltimore et coll. Les chercheurs ne le mentionnent pas, mais cette technique est aussi utilisée pour générer des animaux de ferme transgéniques comme des cochons transgéniques.
Une autre approche de transgenèse, expliquent les chercheurs, consiste à utiliser des rétrovirus pour délivrer le gène étranger ou nouveau, car ces virus peuvent l'introduire de façon stable dans le génome des cellules. Toutefois, les oncorétrovirus, un sous-groupe des rétrovirus, ont été utilisés avec peu de succès car le provirus est réduit au silence durant le développement, ce qui entraîne une expression faible ou indécelable du transgène.
Facteur lentiviral recombinant
L'équipe de David Baltimore montre maintenant que l'utilisation du lentivirus est plus heureuse pour générer des animaux transgéniques.
Les lentivirus, parmi lesquels se range le VIH, se distinguent au sein des rétrovirus par leur capacité à infecter aussi bien les cellules qui se divisent et les cellules qui ne se divisent pas. En raison de cette propriété, ils ont été développés pour servir de vecteur de délivrance des gènes.
Le vecteur lentiviral recombinant utilisé par l'équipe consiste grosso modo en un fragment du VIH-1 (VIH-1 flap élément) fusionné au promoteur de l'ubiquitine C humaine et à un élément régulateur transcriptionnel d'un virus de l'hépatite.
Les chercheurs ont équipé ce vecteur lentiviral avec le gène d'une protéine vert fluorescent (GFP), puis ont injecté le vecteur, in vitro, dans l'espace perivitellin d'embryons de souris encore au stade de cellule unique.
Résultat, les vecteurs lentiviraux, à la différence des oncorétrovirus, ne sont pas réduits au silence durant le développement : 80 % des souris portent au moins une copie du transgène et 90 % d'entre elles expriment fortement la protéine vert fluorescent.
Transmission à la progéniture
Le gène fluorescent est aussi transmis à leur progéniture qui irradie parfois la fluorescence (pattes, queue et tête). Par ailleurs, lorsque le vecteur lentiviral est fusionné à un promoteur d'expression tissulaire spécifique (muscle ou lymphocytes T), les souris transgéniques n'expriment alors la fluorescence que dans le type de cellules approprié.
Les chercheurs ont aussi utilisé cette technique pour générer des rats transgéniques, une espèce chez laquelle l'introduction de gènes étrangers s'est révélée jusqu'ici difficile et inefficace. La transgenèse lentivirale, selon les chercheurs, pourra facilement être étendue à tous les mammifères. Cette technique offre les avantages sur l'injection pronucléaire d'être « plus efficace, moins invasive pour les embryons, moins coûteuse, et techniquement moins difficile », affirment les chercheurs, et devrait non pas remplacer la technique d'injection pronucléaire (encore utile par exemple pour l'introduction de longs segments d'ADN), mais offrir un complément utile.
www.sciencexpress.org/10 janvier 2002/10.1126.
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