Marqueur sélectionnable

Un marqueur de sélection est un gène introduit dans des cellules , en particulier des bactéries ou des cellules en culture , qui confère un ou plusieurs caractères adaptés à la sélection artificielle . Il s'agit d'un type de gène rapporteur utilisé en microbiologie de laboratoire , en biologie moléculaire et en génie génétique pour indiquer le succès d'une transfection ou d'une transformation ou d'une autre procédure destinée à introduire de l'ADN étranger dans une cellule. Les marqueurs de sélection sont souvent des gènes de résistance aux antibiotiques : des bactéries soumises à une procédure par laquelle de l'ADN exogène contenant un gène de résistance aux antibiotiques (généralement aux côtés d'autres gènes d'intérêt) a été introduit sont cultivées sur un milieu contenant un antibiotique , de telle sorte que seules les cellules bactériennes qui ont absorbé et exprimé avec succès le matériel génétique introduit, y compris le gène qui confère la résistance aux antibiotiques, peuvent survivre et produire des colonies . Les gènes codant pour la résistance aux antibiotiques tels que l'ampicilline , le chloramphénicol , la tétracycline , la kanamycine , etc., sont tous largement utilisés comme marqueurs de sélection pour le clonage moléculaire et d'autres techniques de génie génétique chez E. coli .

Les marqueurs sélectionnables permettent aux scientifiques de séparer les organismes non recombinants (ceux qui ne contiennent pas le marqueur sélectionnable) des organismes recombinants (ceux qui le contiennent) ; c'est-à-dire qu'une molécule d'ADN recombinante telle qu'un vecteur d'expression plasmidique est introduite dans des cellules bactériennes , et certaines bactéries sont transformées avec succès tandis que d'autres restent non transformées. Les antibiotiques tels que l'ampicilline , à des concentrations suffisantes, sont toxiques pour la plupart des bactéries, qui n'ont généralement pas de résistance à leur égard ; lorsqu'elles sont cultivées sur un milieu nutritif contenant de l'ampicilline, les bactéries dépourvues de résistance à l'ampicilline ne parviennent pas à se diviser et finissent par mourir. La position est ensuite notée sur du papier nitrocellulose et séparée pour les déplacer vers un milieu nutritif pour la production en masse du produit requis. Une alternative à un marqueur sélectionnable est un marqueur criblable, un autre type de gène rapporteur qui permet au chercheur de faire la distinction entre les cellules ou colonies souhaitées et indésirables, comme entre les colonies bleues et blanches dans le criblage bleu-blanc . Ces cellules souhaitées ou indésirables sont simplement des cellules non transformées qui n'ont pas pu absorber le gène criblable au cours de l'expérience.

Pour la recherche en biologie moléculaire, différents types de marqueurs peuvent être utilisés en fonction de la sélection recherchée. Il s'agit notamment de :

• Les marqueurs positifs ou de sélection sont des marqueurs sélectionnables qui confèrent un avantage sélectif à l'organisme hôte. Un exemple serait la résistance aux antibiotiques, qui permet à l'organisme hôte de survivre à la sélection des antibiotiques.
• Les marqueurs négatifs ou contre-sélectionnables sont des marqueurs sélectionnables qui éliminent ou inhibent la croissance de l'organisme hôte lors de la sélection. Un exemple serait la thymidine kinase , qui rend l'hôte sensible à la sélection du ganciclovir .
• Les marqueurs sélectionnables peuvent servir à la fois de marqueurs positifs et négatifs en conférant un avantage à l'hôte dans une condition, mais en inhibant la croissance dans une condition différente. Un exemple serait une enzyme qui peut compléter une auxotrophie (sélection positive) et être capable de convertir un produit chimique en un composé toxique (sélection négative).

Voici des exemples de marqueurs sélectionnables :

• Bêta-lactamase , qui confère une résistance à l'ampicilline aux hôtes bactériens.
• Gène Neo de Tn5, qui confère une résistance à la kanamycine chez les bactéries et à la généticine dans les cellules eucaryotes.
• Gène mutant FabI (mFabI) ​​du génome d'E. coli , qui confère à l'hôte une résistance au triclosan .
• URA3 , une orotidine-5' phosphate décarboxylase de levure, est un marqueur sélectionnable positif et négatif. Il est nécessaire à la biosynthèse de l'uracile et peut compléter les mutants URA3 qui sont auxotrophes pour l'uracile (sélection positive). L'enzyme URA3 convertit également l'acide 5-fluoroorotique (5FOA) en un composé toxique, le 5-fluorouracile , de sorte que toutes les cellules portant le gène URA3 seront tuées en présence de 5FOA (sélection négative).

À l’avenir, il faudra recourir plus souvent à des technologies de marqueurs alternatifs, au moins pour apaiser les inquiétudes quant à leur persistance dans le produit final. Il est également possible que les marqueurs soient entièrement remplacés par des techniques futures qui utilisent des marqueurs amovibles, et d’autres qui n’utilisent pas de marqueurs du tout, mais s’appuient plutôt sur la co-transformation , la recombinaison homologue et l’excision médiée par la recombinase .