GèneUn gène, du grec ancien (« génération, naissance, origine »), est, en biologie, une séquence discrète et héritable de nucléotides dont l'expression affecte les caractères d'un organisme. L'ensemble des gènes et du matériel non codant d'un organisme constitue son génome. Un gène possède donc une position donnée dans le génome d'une espèce, on parle de locus génique. La séquence est généralement formée par des désoxyribonucléotides, et est donc une séquence d'ADN (par des ribonucléotides formant de l'ARN dans le cas de certains virus), au sein d'un chromosome.
XénobiologieLa xénobiologie est une sous-discipline naissante de la biologie de synthèse qui vise la mise au point de formes de vie étrangères, du point de vue chimique et informationnel, à celles qui sont connues sur Terre. Le terme xénobiologie a d'abord été employé en science-fiction pour désigner une possible vie extraterrestre ou son étude scientifique, l'exobiologie, avant que les promoteurs de cette discipline ne se le « réapproprient ». Les bactéries obtenues par cette technologie sont parfois dites « paranaturelles » et parfois « xénobiotiques ».
Protein engineeringProtein engineering is the process of developing useful or valuable proteins through the design and production of unnatural polypeptides, often by altering amino acid sequences found in nature. It is a young discipline, with much research taking place into the understanding of protein folding and recognition for protein design principles. It has been used to improve the function of many enzymes for industrial catalysis. It is also a product and services market, with an estimated value of $168 billion by 2017.
Artificial gene synthesisArtificial gene synthesis, or simply gene synthesis, refers to a group of methods that are used in synthetic biology to construct and assemble genes from nucleotides de novo. Unlike DNA synthesis in living cells, artificial gene synthesis does not require template DNA, allowing virtually any DNA sequence to be synthesized in the laboratory. It comprises two main steps, the first of which is solid-phase DNA synthesis, sometimes known as DNA printing. This produces oligonucleotide fragments that are generally under 200 base pairs.
Expanded genetic codeAn expanded genetic code is an artificially modified genetic code in which one or more specific codons have been re-allocated to encode an amino acid that is not among the 22 common naturally-encoded proteinogenic amino acids. The key prerequisites to expand the genetic code are: the non-standard amino acid to encode, an unused codon to adopt, a tRNA that recognises this codon, and a tRNA synthetase that recognises only that tRNA and only the non-standard amino acid.
Mycoplasma laboratoriumMycoplasma laboratorium serait la première espèce de bactérie de synthèse, dérivée du génome de Mycoplasma genitalium qui présente 517 gènes et qui a donc été allégée d'un quart de ses gènes soit le minimum nécessaire à sa survie en conditions de laboratoire. Un chromosome de synthèse a été créé par une équipe d'une vingtaine de scientifiques dirigée par le chercheur Craig Venter et le prix Nobel de médecine Hamilton Smith. Le chromosome contient une séquence génétique de 381 gènes sur 580.000 paires de base.
NanobiotechnologieLes nanobiotechnologies sont l'application des nanotechnologies à la biologie et aux sciences de la vie. Les nanobiotechnologies sont un sous-ensemble des nanotechnologies, dont elles partagent l'historique, les approches (bottom-down versus top-down) et les questions éthiques liées aux risques dans un contexte de grande incertitude. Puce à ADN Une puce à ADN est un ensemble de molécules d'ADN fixées en rangées ordonnées sur une petite surface qui peut être du verre, du silicium ou du plastique.
Metabolic engineeringMetabolic engineering is the practice of optimizing genetic and regulatory processes within cells to increase the cell's production of a certain substance. These processes are chemical networks that use a series of biochemical reactions and enzymes that allow cells to convert raw materials into molecules necessary for the cell's survival. Metabolic engineering specifically seeks to mathematically model these networks, calculate a yield of useful products, and pin point parts of the network that constrain the production of these products.
Vie artificielleLa vie artificielle est un champ de recherche interdisciplinaire alliant informatique et biologie, mais avec des applications dans des domaines variés tels que l'économie ou l'archéologie. Son objectif est de créer des systèmes artificiels s'inspirant des systèmes vivants, soit sous la forme de programmes informatiques, soit sous la forme de robots. La première manifestation de la vie artificielle date des années 1940.
PoliovirusLes poliovirus, agents responsables de la poliomyélite, appartiennent au genre Enterovirus. À la suite de nombreuses études dont il a fait l'objet depuis les années 1930 et particulièrement dans les années 1950, le poliovirus humain est devenu un modèle de choix pour l'étude de la biologie moléculaire des virus animaux à ARN. Chaque sérotype ou souche contient de nombreuses sous-souches.
LuciféraseLes luciférases sont les enzymes clés de la réaction de bioluminescence. La luciférase la plus connue est celle de Photinus pyralis, soit une luciole de la famille des Lampyridae. Cette enzyme est classée comme une mono-oxygénase ATP-dépendante. C’est une enzyme bifonctionnelle puisqu’elle catalyse les réactions de deux voies métaboliques distinctes, soit la voie de bioluminescence et la voie de synthèse de l’acyl-CoA. Le terme Luciférase est dû à Raphaël Dubois, pionnier de l'étude des principes chimiques de la bioluminescence.
SARS-CoV-2Le SARS-CoV-2 (acronyme anglais de severe acute respiratory syndrome ), soit du syndrome respiratoire aigu sévère, est le virus responsable de la Covid-19. Son acronyme est parfois partiellement francisé en SRAS-CoV-2. Ce coronavirus hautement pathogène a été découvert en dans la ville de Wuhan (province de Hubei, en Chine). Le SARS-CoV-2 est un virus à ARN monocaténaire de polarité positive du groupe de la classification Baltimore. C'est une souche nouvelle de l'espèce SARSr-CoV, dans le genre betacoronavirus qui regroupe entre autres les SARS-CoV-1 et MERS-CoV.
Biologie computationnelleLa biologie computationnelle (parfois appelée biologie numérique) est une branche de la biologie qui implique le développement et l'application de méthodes d'analyse de données, d'approches théoriques, de modélisation mathématique et de techniques de simulation computationnelle pour étudier des systèmes biologiques, écologiques, comportementaux et sociaux. Le domaine est largement défini et comprend des fondements en biologie, mathématiques appliquées, statistiques, biochimie, chimie, biophysique, biologie moléculaire, génétique, génomique, informatique et évolution.
Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsvignette|368x368px|CRISPR/Cas9. thumb|500px|right|Diagramme du mécanisme de CRISPR. En génétique, les , plus fréquemment désignées sous le nom de CRISPR (acronyme prononcé ), sont des familles de séquences répétées dans l'ADN. De telles familles se caractérisent par des séries de répétitions directes courtes (de 21 à 37 paires de bases) et régulièrement espacées par des séquences appelées , généralement uniques, de 20 à 40 paires de bases.
Industrial fermentationIndustrial fermentation is the intentional use of fermentation in manufacturing processes. In addition to the mass production of fermented foods and drinks, industrial fermentation has widespread applications in chemical industry. Commodity chemicals, such as acetic acid, citric acid, and ethanol are made by fermentation. Moreover, nearly all commercially produced industrial enzymes, such as lipase, invertase and rennet, are made by fermentation with genetically modified microbes.
Synthetic biological circuitSynthetic biological circuits are an application of synthetic biology where biological parts inside a cell are designed to perform logical functions mimicking those observed in electronic circuits. The applications range from simply inducing production to adding a measurable element, like GFP, to an existing natural biological circuit, to implementing completely new systems of many parts. The goal of synthetic biology is to generate an array of tunable and characterized parts, or modules, with which any desirable synthetic biological circuit can be easily designed and implemented.
Édition génomiquealt=|vignette|295x295px|Schéma général du processus de modification localisée du génome. L'édition génomique ou modification localisée de séquence génomique (genome editing pour les anglophones) regroupe un ensemble de techniques de manipulation du génome visant à la modification du matériel (et donc de l'information) génétique. Ces techniques sont plus précises et ciblées que les techniques OGM historiques qui consistent à modifier ces organismes par transgenèse, procédé qui introduit un fragment d'ADN exogène à un emplacement aléatoire du génome.
Acide xénonucléiquevignette|Le glycérol est une alternative au désoxyribose dans l'ADN Un acide xénonucléique (AXN) est un polymère synthétique, porteur d'information géne glyceétique et permettant sa prolifération et son expression selon les mêmes principes que les acides nucléiques. Le stockage et la gestion génétiques chez les êtres vivants reposent sur seulement deux polymères nucléiques, l'ADN et l'ARN. Une première découverte publiée en montre que les informations génétiques peuvent être portées par un polymère nucléique constitué de bases différentes.
Cellule artificielleLes cellules artificielles sont des cellules construites à partir d'éléments artificiels. C'est une technologie émergente. Jusqu'à récemment, toutes les tentatives pour créer la vie artificielle n'avaient abouti qu'à des « pseudo-cellules » capables d'assurer la plupart des fonctions d'une cellule vivante, comme la transcription et traduction de protéines et la production d'ATP, mais qui n'étaient pas encore des cellules totalement opérationnelles.
Évolution dirigéevignette|500x500px|Exemple d'évolution dirigée en comparaison à l'évolution naturelle. Le cycle interne indique 3 étapes du cycle d'évolution dirigée avec le processus naturel correspondant imité indiqué entre parenthèses. Le cycle externe montre les étapes d'une expérience typique. Les symboles en rouge vif correspondent aux variants fonctionnels, les symboles en rouge pâle correspondent aux variants avec une fonction réduite.
