L’utilisation d’agrobacterium
Transfert d'ADN par Agrobacterium
Valoriser les aptitudes d'une bactérie pour réaliser les tranferts de gènes
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Transfert d'ADN par Agrobacterium
La bactérie du sol,
Agrobacterium tumefaciens, provoque chez les plantes infectées une tumeur, la galle du collet.
Une autre
espèce, Agrobacterium rhizogenes, parasite également les plantes selon les mêmes mécanismes qu'A. tumefaciens.
Elle provoque alors le développement anarchique du système racinaire appelé chevelu racinaire.
Transfert naturel de l'ADN-T par Agrobacterium tumefaciens
On a pu démontrer que le parasitisme d'
Agrobacterium repose sur le transfert d'une partie de son
plasmide dans les
chromosomes de la plante. Cette partie qui est transmise au
génome de la plante est appelée
ADN-T.
Il s'agit d'une partie constante de l'ADN du plasmide de la bactérie, appelé ADN-T, pour ADN Transféré. L'ADN-T est délimité par des bordures, bordure gauche et bordure droite, constituées par des séquences de 25
nucléotides. C'est la région comprise entre ces frontières qui est transférée.
Elle contient les
gènes qui confèrent à la plante des propriétés tumorales, c'est-à-dire qu'ils entraînent la prolifération continue et incontrôlée des cellules végétales par production d'hormones de croissance.
Des gènes entraînant la synthèse d'opines sont également présents sur l'ADN-T. Les opines sont des
protéines spécifiques des
bactéries qui ne sont pas habituellement présentes dans les tissus sains. Relâchées dans le milieu, les opines favorisent la multiplication des souches pathogènes et détournent une partie de l'activité photosynthétique de la plante au profit des bactéries.
Sur le plasmide, en dehors de l'ADN-T, on trouve une région de virulence. Cette dernière n'entraîne pas directement la formation de la maladie, mais est indispensable au transfert et à l'intégration de l'ADN-T.
Transfert naturel de la construction génétique par Agrobacterium tumefaciens
C'est ce transfert naturel ou biologique de
gènes, à l'aide d'
Agrobacterium, qui est utilisé pour transformer les végétaux. A. tumefaciens est la bactérie la plus employée. Le principe est de modifier son plasmide Ti afin qu'il n'y ait pas de formation de la galle du collet, mais qu'il y ait quand même transfert et intégration des gènes désirés dans le
génome des plantes.
On construit des
plasmides Ti désarmés. C'est-à-dire que les gènes, situés sur l'
ADN-T, responsables du pouvoir pathogène de la bactérie, sont délétés. Il est toutefois nécessaire, pour la réalisation du transfert de gènes, de garder intactes les deux bordures gauche et droite de l'ADN-T, ainsi que les fonctions de virulence. Entre les deux bordures de l'ADN-T est insérée la
construction génétique. Elle est ensuite introduite dans le végétal.
Les systèmes binaires de transfert
Des constructions ont été réalisées pour diminuer la taille des
plasmides et pour simplifier les méthodes d'insertion de
gènes dans l'
ADN-T. Ainsi, l'information génétique, nécessaire au transfert et à l'intégration dans le matériel végétal de la
construction génétique, a été répartie en deux plasmides. L'un est le plasmide d'
Agrobacterium sans son ADN-T et possédant encore les gènes de virulence. Il induira à distance le transfert de l'ADN-T recombiné de l'autre plasmide, on parle d'action en trans. L'autre plasmide est un
vecteur de petite taille qui porte l'ADN-T recombiné, donc la construction génétique. Ce vecteur, appelé vecteur binaire, possède la capacité de se répliquer dans Agrobacterium mais aussi dans E. coli.
C'est donc à la fois un vecteur de transfert et un vecteur de
clonage. Cette technique est de plus en plus utilisée.