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Extraction d'ADN à partir de graines contenant de l'huile

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Quel protocole d'extraction d'ADN à partir de graines contenant de l'huile végétale donne un résultat rapide et bon dans la pureté qui peut être utilisé dans la RT-PCR (réaction en chaîne par polymérase en temps réel) ?


L'article "Méthode modifiée pour l'isolement combiné d'ADN et d'ARN à partir d'arachides et d'autres graines oléagineuses." a un bon protocole pour isoler l'ADN et l'ARN (qui peuvent ensuite être digérés ou précipités de manière différentielle) à partir de graines oléagineuses pour la PCR. Vous pouvez trouver l'article complet dans le lien ci-dessus, les sections matériaux et méthodes indiquent ce qui suit pour la méthode d'extraction :

Isolement d'ARN et d'ADN

Environ 1 à 1,2 g de graines séchées de chaque génotype ont été utilisés pour l'extraction. Les graines ont été congelées avec de l'azote liquide et pulvérisées par broyage avec un mortier et un pilon jusqu'à l'obtention d'une fine poudre. Le tissu a été placé dans 10 ml de solution I (100 mM de Tris, 150 mM de LiCl, 50 mM d'EDTA, 1,5 % de SDS, 2 % de PVP-40, 1,5 % de b-mercaptoéthanol), pH 7,5, et soigneusement mélangé par vortex ou inversion.

Au tissu homogénéisé, un phénol acide de 5 ml, pH 4,3 (Fisher Scientific, Pittsburg, PA) a été ajouté et le tissu a été mélangé minutieusement pendant 5 min, suivi par l'ajout de 5 ml de chloroforme:alcool isoamylique (24:1) et mélangé pendant 5 minutes supplémentaires. L'homogénat a été centrifugé pendant 10 min et la couche aqueuse supérieure (environ 9 ml) a été transférée dans un nouveau tube de 40 ml contenant 9 ml de solution II (thiocyanate de guanidinium 2 M, citrate de sodium 0,5 M, acétate d'ammonium 1,5 M, 1 % N -lauroylsarcosine) tampon pH 5,2 mélangé par inversion douce et laissé incuber 10 min à température ambiante.

Après incubation, 4,5 ml de phénol:chloroforme:alcool isoamylique (25:24:1), pH 6,7 ont été ajoutés, mélangés soigneusement pendant 5 minutes, centrifugés pendant 10 minutes à 13 000 g et la couche aqueuse (environ 16 ml) a été transférée dans un nouveau tube de 40 ml.

À la solution transférée, 9 ml de NaCl 1,2 M et 9 ml d'isopropanol ont été ajoutés, mélangés, placés sur de la glace pendant au moins 1 h et centrifugés pendant 15 minutes à 13 000 g. Le liquide a été jeté et le culot résultant a été lavé avec 2 ml d'éthanol à 70 % froid, séché et remis en suspension dans 4 ml d'eau sans RNase.

4 ml de LiCl 4 M ont été ajoutés, mélangés, placés sur de la glace au réfrigérateur pendant au moins 1 h et centrifugés pendant 15 min à 4°C à 13 000 g. Le surnageant (environ 8 ml) a été transféré dans un nouveau tube de 40 ml pour l'isolement de l'ADN et le culot a été conservé pour l'isolement de l'ARN. Pour l'isolement de l'ARN, le culot a été lavé avec 2 mL d'éthanol à 70 % glacé, séché et remis en suspension dans 750 pi d'eau sans RNase.

Pour l'isolement de l'ADN, 8 ml d'isopropanol ont été ajoutés au tube de surnageant transféré, bien mélangé, centrifugé pendant 5 min, jeté le liquide, lavé le culot avec 2 ml d'éthanol à 70 % glacé, séché et le culot résultant a été remis en suspension dans 500 lL 10 mMTris, pH 7,5. La quantité d'ADN ou d'ARN a été déterminée en utilisant le spectrophotomètre Nanodrop 2000c (Thermo Scientific, Wilmington, DE).


Extraction d'ADN à partir de graines oléagineuses - Biologie

Une méthode simple et efficace pour l'extraction d'ADN à partir de cultivars de vigne, d'espèces Vitis et d'Ampelopsis.

Lodhi, Muhammad A., Guang-Ning Ye, Norman F. Weeden et Bruce I. Reisch. 1994.

Journaliste de biologie moléculaire végétale 12 (1) : 6-13.

Département des sciences horticoles, Station d'expérimentation agricole de l'État de New York, Université Cornell, Genève, NY 14456.

Mots clés: Extraction d'ADN, Vitis sp., polyphénols, polysaccharides, RAPD, digestion de restriction.

Une méthode d'extraction d'ADN rapide, simple et fiable pour les espèces de vigne, les hybrides et les Ampelopsis ( Vitaceae ) a été développée. Cette méthode est une modification de Doyle et Doyle (1990). Il s'agit d'une procédure d'extraction basée sur CTAB modifiée par l'utilisation de NaCl pour éliminer les polysaccharides et de PVP pour éliminer les polyphénols lors de la purification de l'ADN. La méthode a également été utilisée avec succès pour l'extraction de l'ADN total d'autres espèces fruitières telles que la pomme ( Malus domestica ), l'abricot ( Prunus armeniaca ), la cerise ( Prunus avium ), la pêche ( Prunus persica ), la prune ( Prunus domestica ) et la framboise ( Rubus idaeus). Le rendement en ADN de cette procédure est élevé (jusqu'à 1 mg/g de tissu foliaire). L'ADN est complètement digestible avec des endonucléases de restriction et amplifiable dans la réaction en chaîne par polymérase (PCR), indiquant l'absence de composés contaminants courants.

Vitis vinifera et les espèces apparentées ont fait l'objet d'études génétiques approfondies en raison de leur culture et de leur importance dans le monde entier. Récemment, cette plante a été utilisée pour la cartographie génétique (Yamamoto et al., 1991 Mauro et al., 1992 Weeden et al., 1992 Lodhi et al., 1992a 1992b1993 Hain et al., 1993), la transformation génétique (Baribault et al. , 1989 Baribault et al., 1990 Héacutebert et al., 1993), et les empreintes génétiques (Striem et al., 1990 Bourquin et al., 1991). La taille relativement petite du génome de Vitis vinifera (0,50 pg/C) par rapport à de nombreuses autres espèces de plantes vivaces (Arumuganathan et Earle, 1991) devrait faciliter les études de génétique moléculaire de Vitis. Cependant, l'extraction de l'ADN de la vigne a été difficile en raison de la présence de contaminants tels que les polyphénols et les polysaccharides. Il a également été rapporté que ces composés causent des difficultés dans la purification de l'ADN dans d'autres espèces végétales polysaccharides (Murray et Thompson, 1980 Fang et al., 1992) composés polyphénoliques (Katterman et Shattuck, 1983 Couch et Fritz, 1990 Howland et al. 1991 Collins et Symons, 1992) et des matériaux collants et résineux (Webb et Knapp, 1990). La présence de ces contaminants dans les préparations d'ADN rend souvent les échantillons visqueux et rend l'ADN non restreint dans la digestion par endonucléase et non amplifiable dans la PCR. Les protocoles d'extraction d'ADN existants produisent souvent des rendements et/ou une qualité insatisfaisants (Bourquin et al., 1991 Collins et Symons, 1992).

Nous rapportons ici une procédure d'extraction d'ADN simple, peu coûteuse et rapide pour les espèces de vigne Vitis, les hybrides et les Ampelopsis. Cette procédure purifie de plus grandes quantités d'ADN propre qui peut être amplifié par PCR ou digéré avec des endonucléases.

Voir le tableau I pour la source du matériel végétal utilisé dans cette étude.

Tampon d'extraction : 20 mM d'EDTA de sodium et 100 mM de Tris-HCl, ajuster le pH à 8,0 avec HCl, ajouter 1,4 M de NaCl et 2,0 % (p/v) de CTAB (bromure de cétyltriméthylammonium). Dissoudre le CTAB en chauffant à π°C. Conserver à 37°C. Ajouter 0,2 % de ß-mercaptoéthanol juste avant utilisation.

Tampon TE : 10 mM Tris-HCl et 1 mM EDTA, ajuster le pH à 8,0 et autoclaver

ARNase A (Sigma R9009 : 10 mg/mL)

• Collectez les jeunes feuilles non développées dans de l'azote liquide ou sur de la glace et conservez-les à une température égale ou inférieure à -70°C jusqu'à leur utilisation. Éviter de décongeler avant de broyer le tissu foliaire. Broyer 0,5 g de feuilles à l'aide d'un mortier et d'un pilon en présence d'azote liquide. Bien que les feuilles doivent être soigneusement broyées avant d'ajouter le tampon d'extraction, il est important de ne pas broyer les feuilles en une poudre très fine car cela entraîne un cisaillement de l'ADN.

• Ajoutez 5 ml de tampon d'extraction aux feuilles broyées et mélangez au mortier.

• Versez la suspension dans des tubes à centrifuger en polypropylène de 15 ml propres (Laboratory Product Sales, Rochester, New York LX 4109), rincez le mortier et le pilon avec 1 ml de tampon d'extraction et ajoutez-les à l'extrait d'origine.

• Ajouter 50 mg de polyvinylpolypyrrolidone (PVP) (Sigma, P6755) et inverser les tubes plusieurs fois pour bien mélanger avec la bouillie de feuilles (100 mg de PVP/g de tissu foliaire).

• Incuber à 60°C pendant 25 minutes et refroidir à température ambiante.

• Ajoutez 6 mL de chloroforme:octanol et mélangez doucement en retournant les tubes 20 à 25 fois pour former une émulsion.

• Faire tourner à 6000 tr/min pendant 15 minutes dans une centrifugeuse de table à température ambiante.

• Transférez la phase aqueuse supérieure dans un nouveau tube à centrifuger de 15 ml avec une pointe de pipette à large alésage. Une seconde extraction chloroforme : octanol peut être réalisée si la phase aqueuse est trouble du fait de la présence de PVP.

• Ajoutez 0,5 volume de NaCl 5M à la solution aqueuse récupérée à l'étape précédente et mélangez bien.

• Ajoutez deux volumes d'éthanol à 95% froid (-20°C) et réfrigérez (4 à 6°C) pendant 15-20 minutes ou jusqu'à ce que des brins d'ADN commencent à apparaître. La solution peut être laissée pendant une heure ou plus si nécessaire.

• Essorez à 3000 tr/min pendant trois minutes, puis augmentez la vitesse à 5000 tr/min pendant trois minutes supplémentaires à température ambiante. Cette étape de rotation différentielle permet de maintenir l'ADN au fond du tube de centrifugation.

• Verser le surnageant et laver le culot avec de l'éthanol à 76 % froid (0 à 4°C). Éliminer complètement l'éthanol sans sécher le culot d'ADN en laissant les tubes découverts à 37°C pendant 20 à 30 minutes.

• Dissoudre dans 200 à 300 L TE.

• Traiter avec 1 L de RNAase A pour 100 L de solution d'ADN et incuber à 37°C pendant 15 minutes.

• Quantifiez l'ADN dans un spectrophotomètre à A 260.

• Gardez l'ADN à -70°C pour un stockage à long terme et à -20°C pour un stockage à court terme.

Nous avons obtenu des rendements plus élevés d'ADN propre à partir de feuilles de vigne en utilisant la procédure d'extraction d'ADN modifiée décrite ci-dessus. La procédure utilisée pour l'extraction d'ADN est basée sur le CTAB et est modifiée de Doyle et Doyle (1990). Le NaCl a été utilisé pour éliminer les polysaccharides (Fang et al., 1992) et le PVP pour purger les polyphénols (Maliyakal, 1992). Cette procédure n'implique pas d'étapes de purification par gradient de densité de CsCl.

Les rendements en ADN des espèces Vitis, Ampelopsis et d'autres espèces de plantes ligneuses vivaces par la procédure mentionnée ci-dessus varient de 0,5 à 1,0 mg/g de tissus foliaires frais avec A 260 /A 280 entre 1,8 et 2,0 (tableau 1). La procédure est simple et rapide et 30 à 40 échantillons d'ADN peuvent être traités en une seule journée. Les résultats de la digestion par restriction d'ADN avec trois endonucléases (Eco RI, Eco RV et HindIII) ont montré une digestion complète (Fig. 1a). Il est également évident que l'ADN non coupé présente un faible cisaillement et convient à l'hybridation Southern (1975) (figure 1b). L'ADN est également amplifiable en PCR en utilisant la technique RAPD (Williams et al., 1990) (Fig. 2).

Le choix approprié du tissu foliaire est très important pour l'extraction de l'ADN. L'utilisation de tissus foliaires très jeunes a entraîné de faibles rendements. Nous avons constaté que les feuilles partiellement déployées sont le meilleur matériau. Ceci est cohérent avec les résultats rapportés par Mauro et al. (1992), dans laquelle les meilleurs résultats ont été obtenus à partir de feuilles en expansion rapide, à un à deux nœuds de l'extrémité de la pousse. Avec des feuilles complètement développées, le rendement était faible et l'ADN n'était pas complètement digestible. Cependant, nous avons pu obtenir des résultats tout aussi bons avec des feuilles complètement développées lorsque le PVP a été ajouté au tampon d'extraction. La PVP a été utilisée pour éliminer les polyphénols des tissus foliaires matures, endommagés et mal stockés (Rogers et Bendich, 1985 Doyle et Doyle, 1987, Howland et al., 1991). La PVP forme des liaisons hydrogène complexes avec des composés polyphénoliques qui peuvent être séparés de l'ADN par centrifugation (Maliyakal, 1992). La présence de composés polyphénoliques peut être réduite en conservant le matériel végétal congelé avant l'extraction et en utilisant la PVP dans la procédure d'extraction de l'ADN. Le stade de développement de la plante est également important. Le moment optimal pour la récolte des feuilles était pendant la période d'élongation active des pousses après le débourrement. Plus tard dans la saison, l'extraction d'ADN était difficile et l'ADN obtenu était instable pour un stockage à long terme.

La digestion complète avec des endonucléases de restriction et l'amplification en PCR indiquent l'absence de polysaccharides. Les polysaccharides sont difficiles à séparer de l'ADN (Murray et Thompson, 1980). Ces composés sont facilement identifiables dans les préparations d'ADN car ils confèrent une consistance collante et visqueuse aux préparations d'ADN dissoutes dans le tampon TE. Les polysaccharides interfèrent avec plusieurs enzymes biologiques telles que les polymérases, les ligases et les endonucléases de restriction (Shioda et al., 1987 Richards, 1988). Nous avons constaté que lorsque les polysaccharides n'étaient pas éliminés, l'ADN ne s'amplifiait pas. L'amplification par PCR de l'ADN avec plusieurs oligonucléotides longs de dix bases et les résultats complets de restriction de l'ADN sont cohérents avec ces résultats. L'amplification de l'ADN était possible en raison de l'absence de contaminants (Webb et Knapp, 1990 Fang et al., 1992). Fang et al. (1992) ont découvert que 1 M de NaCl facilitait l'élimination des polysaccharides en augmentant leur solubilité dans l'éthanol afin qu'ils ne coprécipitent pas avec l'ADN. Cependant, nous avons trouvé que des concentrations plus élevées de NaCl (plus de 2,5 M) étaient plus efficaces avec les espèces à l'étude.

La simplicité de la procédure la rend très pratique pour l'extraction d'ADN en particulier à partir des espèces Vitis, hybrides et Ampelopsis et généralement d'autres espèces végétales telles que la pomme, l'abricot, la pêche, la prune et la framboise. De plus, le rendement en ADN est plus élevé par rapport aux autres procédures utilisées pour l'extraction de l'ADN de la vigne (Bourquin et al., 1991, 5-20 µg ADN nucléaire/g FW Collins et Symons, 1992, 10-30 µg ADN/g FW et Thomas et al., 1993, 25-150 µg ADN/g FW). Doyle et Doyle (1987) ont rapporté des rendements d'ADN allant jusqu'à 1 mg/g de tissus de feuilles fraîches de différentes espèces végétales et cette procédure a été utilisée par Mauro et al. (1992) pour l'extraction de l'ADN de la vigne. Nous n'avons pas été en mesure d'obtenir un rendement aussi élevé lorsque cette procédure a été utilisée sur la vigne (données non présentées). Cependant, nous avons constaté que l'ADN extrait par cette procédure était parfois de couleur brunâtre et difficile à digérer avec des endonucléases de restriction. De tels échantillons se sont également avérés avoir une durée de conservation plus courte. De même, la procédure de Doyle et Doyle (1987) a donné des résultats similaires pour différents Vaccinium sp. (Rowland et Nguyen, 1993). Notre modification de Doyle et Doyle (1990) produit systématiquement un ADN de haute qualité qui reste utilisable pendant au moins deux ans lorsqu'il est stocké à -20 °C.

Remerciements: Nous remercions le Dr Philip L. Forsline, USDA, ARS, National Clonal Germplasm Repository, Genève, New York de nous avoir fourni du matériel végétal de l'espèce Vitis, le Dr Robert L. Andersen pour la cerise, l'abricot, la prune et la pêche, et M. Kevin E. Maloney pour la framboise. Nous souhaitons remercier les Drs. John C. Sanford et Susan K. Brown pour leur examen critique et leurs précieuses suggestions.

Arumuganathan, K. et E.D. Earle. 1991. Teneur en ADN nucléaire de certaines espèces végétales importantes. Plante Mol. Biol. Rép. 9:208-218.

Baribault, T.J., K.G.M. Skene et N.S. Scott. 1989. Transformation génétique de cellules de vigne. Plant Cell Rep. 8:137-140.

Baribault, T.J., K.G.M. Skene, Pennsylvanie Caïn et N.S. Scott. 1990. Vignes transgéniques : régénération des sarments exprimant la ß-glucuronidase. J. Exp. Bot. 41 : 1045-1049.

Bourquin, J.-C., L. Otten et B. Walter. 1991. Identification des porte-greffes de vigne par RFLP. C.R. Acad. Sci. Paris 312 Série III:593-598.

Collins, G.G. et R.H. Symons. 1992. Extraction d'ADN nucléaire à partir de feuilles de vigne par une procédure modifiée. Plante Mol. Biol. Rept. 10:233-235.

Canapé, J.A. et P.J. Fritz. 1990. Isolement de l'ADN de plantes riches en polyphénols. Plante Mol. Biol. Rép. 8:8-12.

Doyle, J.J. et J.L. Doyle. 1987. Une procédure rapide d'isolement d'ADN à partir de petites quantités de tissus de feuilles fraîches. Taureau Phytochem. 19:11-15.

Doyle, J.J. et J.L. Doyle. 1990. Isolement d'ADN végétal à partir de tissus frais. Concentrez-vous 12:13-15.

Fang, G., S. Hammar et R. Rebecca. 1992. Une méthode rapide et peu coûteuse pour éliminer les polysaccharides de l'ADN génomique végétal. BioTechniques 13:52-56.

Hain, R., H.J. Reif, E. Krause, R. Langebartels, H. Kindl, B. Vornam, W. Wiese, E. Schmelzer, P.H. Schreier, R.H. Stoumlcker et K. Stenzel. 1993. La résistance aux maladies résulte de l'expression d'une phytoalexine étrangère dans une nouvelle plante. Nature 361 :153-156.

Héacutebert, D., J.R. Kikkert, F.D. Smith et B.I. Reisch. 1993. Optimisation de la transformation biolistique des suspensions de cellules de raisin embryogènes. Plant Cell Rep. (Sous Presse).

Howland, D.E., R.P. Oliver et A.J. Davy. 1991. Une méthode d'extraction de l'ADN du bouleau. Plante Mol. Biol. Rép. 9 : 340-344.

Katterman, F.R.H. et V.I. Shatuck. 1983. Une méthode efficace d'isolement de l'ADN à partir des feuilles matures des espèces de Gossypium qui contiennent de grandes quantités de terpénoïdes phénoliques et de tanins. Biochimie Préparative 13:347-359.

Lodhi, M.A., B.I. Reisch et N.F. Weeden. 1992a. Cartographie génétique moléculaire et taille du génome de Vitis. Plant Genome-I, 9-11 novembre, San Diego, Californie. (Résumé).

Lodhi, M.A., B.I. Reisch et N.F. Weeden. 1992b. Cartographie génétique moléculaire du génome de Vitis. Un m. J. Enol. Vitique. 43:393 (Résumé).

Lodhi, M.A., B.I. Reisch et N.F. Weeden. 1993. Cartographie génétique moléculaire et taille du génome de Vitis. 90e réunion Soc. Hort. Sci., 24-29 juillet (1993), Nashville, TN. (Résumé) HortScience (sous presse).

Maliyakal, E.J. 1992. Une méthode efficace pour l'isolement de l'ARN et de l'ADN à partir de plantes contenant des polyphénols. Acides nucléiques Res. 20:2381.

Mauro, M.-C., M. Strefeler, N.F. Weeden et B.I. Reisch. 1992. Analyse génétique des polymorphismes de longueur des fragments de restriction dans Vitis. J. Héréd. 83 : 18-21.

Murray, M.G. et W.F. Thompson. 1980. Isolement rapide de l'ADN de haut poids moléculaire. Acides nucléiques Res. 8:4321-4325.

Richards, E. 1988. Préparation d'ADN génomique à partir de tissu végétal. Dans : Protocoles actuels en biologie moléculaire. (éd. F.M. Ausubel, R.E. Kingston, D.D. Moore, J.A. Smith, J.G. Seidman et K. Struhl), pp. 2.3.2-2.3.3. Greene Publishing Associates et Wiley-Interscience, New York.

Rogers, S.O. et A.J. Benditch. 1985. Extraction d'ADN à partir de milligrammes de tissus végétaux frais, d'herbier et momifiés. Plante Mol. Biol. 5:69-76.

Rowland, L.J. et B. Nguyen. 1993. Utilisation de polyéthylène glycol pour la purification de l'ADN à partir de tissus foliaires de plantes ligneuses. BioTechniques 14 : 734-736.

Shioda, M. et K. Marakami-Muofushi. 1987. Inhibition sélective de l'ADN polymérase par un polysaccharide purifié à partir de mucus de Physarum polycephalum. Biochimie. Biophys. Rés. Commun. 146 : 61-66.

Striem, M.J., P. Spiegel-Roy, G. Ben-Hayyim, J. Beckmann et D. Gidoni. 1990. Empreintes génétiques génomiques de Vitis vinifera par l'utilisation de sondes multi-loci. Vitis 29:223-227.

Southern, E.M. 1975. Détection de séquences spécifiques parmi des fragments d'ADN séparés par électrophorèse sur gel. J. Mol. Biol. 98 : 503-517.

Thomas, M.R., S. Matsumoto, P. Cain et N.S. Scott. 1993. ADN répétitif de la vigne : classes présentes et séquences adaptées à l'identification des cultivars. Théor. Appl. Genet. 86 :173-180.

Webb, D.M. et S.J. Knapp. 1990. Extraction d'ADN d'un genre végétal auparavant récalcitrant. Plante Mol. Biol. Rép. 8 :180-185.

Weeden, N.F., G.M. Timmerman, M. Hemmat, B.E. Kneen et M.A. Lodhi. 1992. Héritage et fiabilité des marqueurs RAPD. Dans : Proc. Série conjointe de symposiums sur la sélection végétale. Applications de la technologie RAPD à la sélection végétale. Crop Science Society of America, American Society for Horticultural Science et American Genetic Association. p. 12-17.

Williams, J.G.K., A.R. Kubelik, K.J. Livak, J.A. Rafalski et S.V. Tingey. 1990.Les polymorphismes d'ADN amplifiés par des amorces arbitraires sont utiles comme marqueurs génétiques. Acides nucléiques Res. 18:6531-6535.

Yamamoto, N., G. Ono, K. Takashima et A. Totsuka. 1991. Polymorphismes de longueur des fragments de restriction de l'ADN de la vigne avec l'ADNc de la phénylalanine ammonia-lyase. Jap. J. Race. 41:365-368.

Tableau I. Sources et rendement en ADN du matériel végétal utilisé pour l'extraction d'ADN.

Vitis vinifera CV. Cabernet Sauvignon

Ampelopsis brevipedunculata

Pomme ( Malus domestica cv. Red Delicious)

Abricot ( Prunus armeniaca cv. NY 500)

Cerise ( Prunus avium cv. NY 6476)

Pêche ( Prunus persica cv. Rutgers Red Leaf)

Prune ( Prunus domestica cv. NY 65.363.1)

Framboise ( Rubus idaeus cv. NY 83)

une NYSAES (New York State Agricultural Experiment Station, Genève, New York)


Laboratoire d'extraction d'ADN de fraise

La science derrière cette expérience

ADN de fraise & Chromosomes

Chez les animaux et les plantes, l'ADN est organisé en chromosomes situés à l'intérieur du noyau cellulaire. Les fraises ont 7 chromosomes qui peuvent être en paires diploïdes ou en ensembles octoploïdes, selon les espèces.

Le génome de la variété la plus populaire (et savoureuse !), Fragaria x ananassa, un octoploïde, a été séquencé en 2019 avec plus de 100 000 gènes identifiés et environ 813,4 mégabases de long !

Pourquoi s'embêter à séquencer le génome d'une culture comme les fraises ?

Connaître le génome d'une plante aide les scientifiques à modifier génétiquement les cultures pour qu'elles possèdent des caractéristiques plus souhaitables, telles que :

  • la capacité de résister à des conditions de croissance extrêmes, comme la sécheresse ou le froid
  • la capacité de résister aux maladies (au lieu d'utiliser des fongicides et des pesticides)
  • meilleure qualité, ex. résistance à la gale
  • valeur nutritionnelle améliorée
  • et même les rendre plus savoureux !

Pour séquencer un génome de fraise entier, vous devez d'abord extraire l'ADN des cellules.

Vous n'avez probablement pas l'équipement (ou le temps!) Pour séquencer un génome entier de fraise et étudier des gènes individuels dans votre classe de sciences. Mais vous pouvez faire cette première étape et montrer à vos élèves à quoi ressemble l'ADN !

Avant d'arriver au laboratoire d'extraction d'ADN de fraise matériaux et procédure, passons en revue les étapes de base de l'extraction d'ADN.

3 étapes pour l'extraction d'ADN

Quelle que soit la cellule eucaryote que vous utilisez, un laboratoire d'extraction d'ADN comporte les trois mêmes étapes.

ÉTAPE 1 | LYSE CELLULAIRE

Tout d'abord, vous devez ouvrir les cellules pour libérer l'ADN du noyau. Les cellules végétales sont dures à cause de la cellulose, donc mécaniquement Le mushing des fraises est une première étape importante pour briser les parois cellulaires solides.

Savon à vaisselle et extraction d'ADN

Ensuite, un détergent est nécessaire pour chimiquement briser la membrane cellulaire lipidique des fraises. Les détergents (du savon à vaisselle dans ce laboratoire) rendent les protéines de la couche lipidique plus solubles. Cela perturbe les liaisons protéine-protéine, lipide-lipide et protéine-lipide dans la membrane, provoquant la lyse de la membrane cellulaire et la libération de son contenu.

ÉTAPE 2 | PRÉCIPITEZ L'ADN

À ce stade, l'ADN a été libéré des cellules de fraise, mais il est mélangé à d'autres organites et fragments cellulaires.

L'ADN est très polaire en raison des charges négatives de ses groupes phosphate. Cela rend l'ADN très soluble dans l'eau.

Pour séparer l'ADN des autres contenus cellulaires libérés lors de la lyse cellulaire, nous devons réduire la solubilité de l'ADN dans l'eau et le faire précipiter.

Extraction de sel et d'ADN

Pour ce faire, nous avons besoin d'un ion comme Na+ (sel !) qui a une charge positive plus forte que l'eau. Le Na+ du sel et le PO3- du squelette de l'ADN forment des liaisons ioniques, ce qui provoque la dissociation de l'ADN de la faible charge positive de l'eau.

Comment l'alcool est-il utilisé dans l'extraction d'ADN?

L'alcool à friction non polaire ajouté lors des dernières étapes de ce laboratoire d'extraction d'ADN de fraise force les groupes phosphate et les ions sodium à former des liaisons ioniques encore plus fortes, ce qui aide davantage l'ADN à précipiter hors de la solution.

ÉTAPE 3 | PURIFICATION DE L'ADN

Si cet ADN de fraise était destiné à des applications de biotechnologie ou de génie génétique (comme celles mentionnées ci-dessus), il serait probablement davantage purifié pour éliminer les contaminants supplémentaires et la séquence amplifiée par PCR.

Cependant, dans notre cours de science, nous voulons juste jeter un coup d'œil à l'ADN de fraise, c'est donc là que se termine notre laboratoire d'extraction d'ADN.

Gardez à l'esprit qu'un seul brin d'ADN est trop petit pour être vu à l'œil nu. Dans ce laboratoire d'extraction d'ADN de fraise, nous extrayons l'ADN de BEAUCOUP de cellules de fraise. Depuis de nombreux des brins d'ADN de fraise s'agglutinent lorsque nous remuons le bâtonnet au niveau de la couche entre le filtrat et l'alcool, nous pouvons le voir !

Matériaux de laboratoire d'extraction d'ADN de fraise

  • 125 ml d'alcool à friction (froid)
  • 2,5 ml de sel
  • 80 ml d'eau
  • 15 ml de savon à vaisselle
  • 3-4 fraises fraîches ou surgelées (froides et sans tiges !)

Procédure de laboratoire d'extraction d'ADN de fraise

  1. Conservez l'alcool au congélateur ou sur de la glace jusqu'à ce que vous soyez prêt à l'utiliser.
  2. Placer l'entonnoir dans un bécher.
  3. Mettez le filtre à café à l'intérieur de l'entonnoir – mouillez un peu le filtre à café pour l'aider à coller à l'entonnoir. Mettre de côté.
  4. Mettez 3-4 fraises dans un scellé sac à sandwich avec autant d'air enlevé que possible. Mush up les fraises autant que vous le pouvez. Mettre de côté.

  1. FAIRE LA SOLUTION DE LYSE: Dans un bol, mélanger 2,5 ml de sel, 80 ml d'eau et 15 ml de savon à vaisselle.
  2. Au sachet de purée de fraises, ajoutez 45 ml de la solution de lyse. Fermez le sac !
  3. Mush cela ensemble pendant environ 1 minute.

  1. Versez le mélange de fraises dans l'entonnoir avec le filtre à café et laissez le liquide s'égoutter dans le bécher - c'est le FILTRER. Laissez-le s'égoutter pendant 2-3 minutes.

  1. Retirez l'entonnoir avec le filtre à café et les fraises restantes.
  2. Puis, très lentement et avec précaution, versez l'alcool froid sur le côté du bécher pour former un

Questions de discussion sur le laboratoire d'extraction d'ADN de fraise

  1. Donnez une définition de la lyse cellulaire. Identifiez la ou les parties de la procédure où i) la lyse cellulaire mécanique et ii) la lyse cellulaire chimique s'est produite.
  2. Expliquer le rôle du savon à vaisselle dans une procédure de laboratoire d'extraction d'ADN. Utilisez les termes lipides, protéines et membrane dans votre réponse.
  3. Expliquer le rôle du sel dans l'extraction de l'ADN. Utilisez les termes eau, ions sodium, groupes phosphate et liaisons ioniques dans votre réponse.
  4. Expliquer le rôle de l'alcool dans l'extraction de l'ADN. Utilisez les termes ions sodium, groupes phosphate, liaisons ioniques et précipité dans votre réponse.
  5. Quel était le but d'utiliser de l'alcool à friction froid?

Trouver l'ADN dans une banane

introduction
Qu'avez-vous en commun avec une banane ? Même si nous ne nous ressemblons peut-être pas, tous les êtres vivants&mdashbananas et les gens inclus&mdashare sont constitués du même matériau de base.

Tout comme les maisons sont constituées d'unités plus petites telles que des briques, tous les êtres vivants sont constitués de milliards de blocs de construction microscopiques appelés cellules. Au sein d'un organisme, chaque cellule contient un ensemble complet de "plans". Ces directions déterminent les caractéristiques de l'organisme.

Fond
Si nous pouvions zoomer sur une seule cellule minuscule, nous pourrions voir un "conteneur" encore plus petit à l'intérieur appelé noyau. Il contient une substance filandreuse appelée ADN, qui ressemble à un ensemble de plans ou d'instructions. L'ADN contient un code sur la façon de construire une forme de vie et de rassembler les caractéristiques qui rendent cet organisme unique. Les segments ou morceaux d'ADN sont appelés "gènes". Chez les êtres vivants, comme nous, chaque gène détermine quelque chose sur notre corps et le trait mdasha. Dans notre ADN, il y a des gènes qui sont responsables de la couleur des cheveux, de la couleur des yeux, de la forme du lobe de l'oreille, etc. Nous obtenons notre ADN de nos parents. Certaines caractéristiques, comme la couleur des yeux, sont à peu près entièrement déterminées par l'ADN. Certains sont déterminés à la fois par l'ADN et par votre environnement au fur et à mesure que vous grandissez, comme votre taille à l'âge adulte. Et certains traits ne sont pas du tout directement liés à l'ADN, comme le genre de livres que vous aimez lire.

Tout comme nous, les bananiers ont des gènes et de l'ADN dans leurs cellules, et tout comme nous, leur ADN détermine leurs traits. En utilisant seulement nos yeux, nous ne pouvions pas voir une seule cellule ou l'ADN à l'intérieur. Cependant, si nous prélevons l'ADN de millions de cellules, nous pourrons le voir sans microscope. C'est ce que nous allons faire aujourd'hui !

Matériaux
&taureau Banane mûre
&bull Demi-tasse d'eau
&bull Cuillère à café de sel
&bull Sac zippé refermable
&bull Savon à vaisselle ou détergent
&bull Alcool à friction
&bull Filtre à café
&bull Verre étroit
&bull Agitateur en bois étroit

Préparation
&bull Placez votre bouteille d'alcool à friction dans le réfrigérateur ou le congélateur et laissez-la refroidir pendant la durée de cette expérience.
&bull Peler une banane.
&bull Mettez la banane pelée dans un sac à fermeture éclair refermable et fermez le sac.
&bull Sur une surface dure comme une table ou un comptoir de cuisine, écrasez la banane dans le sac pendant environ une minute jusqu'à ce qu'elle ait une consistance fine, semblable à celle d'un pudding et jusqu'à ce que tous les grumeaux aient disparu. Ne frappez pas le sac ou n'écrasez pas la banane trop près de la fermeture éclair du sac. (Cela pourrait faire s'ouvrir le joint et faire gicler la banane et faire des dégâts.)

Procédure
&bull Remplissez une tasse à mesurer avec une demi-tasse d'eau chaude et une cuillère à café de sel.
&bull Versez cette eau salée dans le sac et fermez le sac. Mélangez doucement et éclaboussez l'eau salée et la banane écrasée ensemble pendant 30 à 45 secondes.
&bull Ajoutez une demi-cuillère à café de détergent à vaisselle ou de savon à vaisselle dans le sac. Encore une fois, mélangez doucement autour du contenu. Vous ne voulez pas que le mélange devienne trop mousseux.
&bull Placez la moitié inférieure d'un filtre à café dans une tasse en verre transparent. La partie supérieure du filtre doit être repliée sur le bord du verre pour le maintenir en place.
&bull Versez délicatement le contenu du sachet dans le filtre et laissez-le reposer pendant quelques minutes jusqu'à ce que tout le liquide se soit écoulé dans la tasse. (Vous pouvez maintenant jeter le filtre à café et son contenu.)
&bull Sortez l'alcool à friction du réfrigérateur. Inclinez le verre et versez lentement l'alcool sur le côté de la tasse jusqu'à ce qu'il y ait une couche de 2,5 à cinq centimètres (un à deux pouces) d'épaisseur. Vous voulez garder l'alcool et la banane liquéfiée aussi séparés que possible, alors terminez cette étape lentement.
&bull Laissez reposer ce mélange à deux couches pendant huit minutes. Pendant ce temps, que voyez-vous se passer entre l'alcool et la couche liquide de banane ? Il semble trouble et peut contenir de minuscules bulles. Plus vous attendez, plus cette couche devient définie. Ce sont les morceaux d'ADN qui s'agglutinent.
&bull Insérez l'agitateur en bois dans la tasse. Faites-le pivoter en place pour que la couche nuageuse s'enroule autour. Retirez l'agitateur. Pouvez-vous capturer une partie de la couche intermédiaire filandreuse de votre agitateur et la retirer de la tasse ? La substance que vous voyez sur l'agitateur est l'ADN !

Lisez la suite pour des observations, des résultats et plus de ressources.

Observations et résultats
La substance filandreuse que vous voyez est l'ADN ! Il a été retiré des millions et des millions de cellules qui composent la banane. Tous les êtres vivants ont de l'ADN. Plus deux êtres vivants sont similaires et étroitement liés, plus leur ADN est similaire. Chaque être humain partage 99% de son ADN avec toutes les autres personnes. De plus, l'ADN humain est très similaire à celui d'autres espèces. Nous partageons la plupart de nos gènes, qui constituent l'ADN, avec d'autres primates tels que les chimpanzés et avec d'autres mammifères tels que les souris. Nous avons même des gènes en commun avec le bananier !

Dans cette activité, chaque matériau joue un rôle spécifique en aidant à extraire l'ADN des cellules. Par exemple, le détergent ou le savon aide à briser la membrane externe de la cellule et le sel aide à séparer l'ADN des autres matériaux de la cellule. Et parce que l'ADN ne se dissout pas dans l'alcool, cette substance aide l'ADN à s'agglomérer dans une couche séparée.

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Nettoyer
Vous pouvez laver le sac et le réutiliser. Versez le liquide de banane et l'alcool dans le drain et lavez la tasse.

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Ce dont vous aurez besoin
&Brucelles à taureau
&taureau Coton-tige
&Agrafe de classeur taureau
&bull Plusieurs sortes de graines, grains ou noix de taille et de forme différentes. C'est mieux si vous avez une large gamme : certains qui sont minuscules (par exemple, graines de graminées ou couscous), certains qui sont de taille moyenne (pois aux yeux noirs ou lentilles), et certains qui sont plus gros (amandes, noix de cajou, noix ou noisettes).
&bull Timer avec trotteuse ou horloge
&Taureau Plat
&papier de taureau
&Bull Pen ou crayon


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Résumé

La production alimentaire agricole dans l'agriculture conventionnelle utilisant des engrais chimiques et des pesticides a constitué une menace pour l'écologie des sols. Le tournesol et ses produits servent de source d'alimentation nutritionnelle pour l'homme et le bétail. La consommation d'huile de tournesol et de graines à haute teneur en antioxydants est bénéfique pour éliminer les radicaux libres susceptibles de provoquer des maladies chez l'homme.


Contenu

Crick était le premier fils de Harry Crick (1887-1948) et d'Annie Elizabeth Crick (née Wilkins 1879-1955). Il est né le 8 juin 1916 [2] et a grandi à Weston Favell, alors un petit village près de la ville anglaise de Northampton, où le père et l'oncle de Crick dirigeaient l'usine de bottes et de chaussures de la famille. Son grand-père, Walter Drawbridge Crick (1857-1903), un naturaliste amateur, a écrit une enquête sur les foraminifères locaux (protistes unicellulaires avec des coquilles), correspondait avec Charles Darwin, [9] et avait deux gastéropodes (escargots ou limaces) nommés d'après lui.

Dès son plus jeune âge, François a été attiré par la science et par ce qu'il pouvait en apprendre dans les livres. Enfant, il a été emmené à l'église par ses parents. Mais vers l'âge de 12 ans, il a déclaré qu'il ne voulait plus y aller, car il préférait la recherche scientifique de réponses à la croyance religieuse. [dix]

Walter Crick, son oncle, vivait dans une petite maison du côté sud d'Abington Avenue. Il avait un hangar au fond de son petit jardin où il apprit à Crick à souffler du verre, à faire des expériences chimiques et à faire des tirages photographiques. Quand il avait huit ou neuf ans, il a été transféré dans la forme la plus junior de la Northampton Grammar School, sur Billing Road. C'était à environ 1,25 mi (2 km) de son domicile afin qu'il puisse aller et retour à pied, par Park Avenue South et Abington Park Crescent, mais il se rendait plus souvent en bus ou, plus tard, à vélo. L'enseignement dans les formes supérieures était satisfaisant, mais pas aussi stimulant. Après l'âge de 14 ans, il a fait ses études à la Mill Hill School de Londres (grâce à une bourse), où il a étudié les mathématiques, la physique et la chimie avec son meilleur ami John Shilston. Il a partagé le prix Walter Knox de chimie le jour de la fondation de la Mill Hill School, le vendredi 7 juillet 1933. Il a déclaré que son succès était inspiré par la qualité de l'enseignement qu'il a reçu alors qu'il était élève à Mill Hill.

Crick a étudié à l'University College London [11] et a obtenu un baccalauréat ès sciences décerné par l'Université de Londres en 1937. Crick n'avait pas réussi à obtenir une place dans une université de Cambridge, probablement en ne répondant pas à ses exigences en latin. Crick a commencé son doctorat à l'UCL, un collège constitutif de l'Université de Londres, mais a été interrompu par la Seconde Guerre mondiale. Plus tard, il est devenu doctorant [12] et membre honoraire du Gonville and Caius College, Cambridge et a principalement travaillé au laboratoire Cavendish et au laboratoire de biologie moléculaire du Medical Research Council (MRC) à Cambridge. Il a également été membre honoraire du Churchill College de Cambridge et de l'University College de Londres.

Crick a commencé un projet de recherche de doctorat sur la mesure de la viscosité de l'eau à haute température (qu'il a décrit plus tard comme « le problème le plus ennuyeux imaginable » [13] ) dans le laboratoire du physicien Edward Neville da Costa Andrade à l'University College de Londres, mais avec l'épidémie de la Seconde Guerre mondiale (en particulier, un incident lors de la bataille d'Angleterre lorsqu'une bombe est tombée à travers le toit du laboratoire et a détruit son appareil expérimental), [5] Crick a été détourné d'une éventuelle carrière en physique. Au cours de sa deuxième année en tant que doctorant, il a cependant reçu le Carey Foster Research Prize, un grand honneur. [14] Il a fait un travail postdoctoral à l'Institut polytechnique de Brooklyn. [15]

Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a travaillé pour le Laboratoire de recherche de l'Amirauté, d'où a émergé un groupe de nombreux scientifiques de renom, dont David Bates, Robert Boyd, George Deacon, John Gunn, Harrie Massey et Nevill Mott. mines acoustiques et a joué un rôle déterminant dans la conception d'une nouvelle mine efficace contre les dragueurs de mines allemands. [16]

En 1947, âgé de 31 ans, Crick a commencé à étudier la biologie et a fait partie d'une importante migration de physiciens vers la recherche en biologie. Cette migration a été rendue possible par l'influence nouvellement acquise de physiciens tels que Sir John Randall, qui avait aidé à gagner la guerre avec des inventions telles que le radar. Crick a dû passer de "l'élégance et la simplicité profonde" de la physique aux "mécanismes chimiques élaborés que la sélection naturelle avait évolués au cours de milliards d'années". Il a décrit cette transition comme « presque comme si l'on devait naître de nouveau ». Selon Crick, l'expérience de l'apprentissage de la physique lui avait appris quelque chose d'important – l'orgueil – et la conviction que puisque la physique était déjà un succès, de grands progrès devraient également être possibles dans d'autres sciences comme la biologie. Crick a estimé que cette attitude l'encourageait à être plus audacieux que les biologistes typiques qui avaient tendance à se préoccuper des problèmes redoutables de la biologie et non des succès passés de la physique. citation requise ] .

Pendant près de deux ans, Crick a travaillé sur les propriétés physiques du cytoplasme au Strangeways Research Laboratory de Cambridge, dirigé par Honor Bridget Fell, avec une bourse du Medical Research Council, jusqu'à ce qu'il rejoigne Max Perutz et John Kendrew au Cavendish Laboratory.Le laboratoire Cavendish de Cambridge était sous la direction générale de Sir Lawrence Bragg, qui avait remporté le prix Nobel en 1915 à l'âge de 25 ans. Bragg a joué un rôle important dans l'effort visant à battre un éminent chimiste américain, Linus Pauling, à la découverte de l'ADN structure (après avoir été piégé par le succès de Pauling dans la détermination de la structure en hélice alpha des protéines). Dans le même temps, le laboratoire Cavendish de Bragg était également en concurrence effective avec le King's College de Londres, dont le département de biophysique était sous la direction de Randall. (Randall avait refusé la candidature de Crick pour travailler au King's College.) Francis Crick et Maurice Wilkins du King's College étaient des amis personnels, ce qui a influencé les événements scientifiques ultérieurs autant que l'amitié étroite entre Crick et James Watson. Crick et Wilkins se sont rencontrés pour la première fois au King's College [ citation requise ] et non, comme l'ont rapporté à tort deux auteurs, à l'Amirauté pendant la Seconde Guerre mondiale.

Crick s'est marié deux fois, a eu trois enfants et était le grand-père de six petits-enfants, son frère Anthony (né en 1918) est décédé avant lui en 1966. [17]

  • Ruth Doreen Crick, née Dodd (née en 1913, décédée du 18 février 1940 au 8 mai 1947. décédée en 2011), est devenue Mme James Stewart Potter, née Speed ​​(née le 11 août 1920, décédée du 14 août 1949 au 28 juillet 2004, décédé le 5 juillet 2007)
  • Michael Francis Compton (né le 25 novembre 1940) [par Doreen Crick]
  • Gabrielle Anne (née le 15 juillet 1951) [par Odile Crick]
  • Jacqueline Marie-Thérèse [plus tard Nichols] (née le 12 mars 1954, décédée le 28 février 2011) [par Odile Crick]
  • Alexandre (né en mars 1974)
  • Kindra (né en mai 1976)
  • Camberley (né en juin 1978)
  • Francis Henry Riley (né en février 1981), les quatre enfants de Michael & Barbara Crick
  • Mark & Nicholas, les enfants de feu Jacqueline et Christopher Nichols. [18]

Crick est décédé d'un cancer du côlon le matin du 28 juillet 2004 [2] à l'hôpital Thornton de l'Université de Californie, San Diego (UCSD) à La Jolla, il a été incinéré et ses cendres ont été dispersées dans l'océan Pacifique. Un mémorial public a eu lieu le 27 septembre 2004 au Salk Institute, La Jolla, près de San Diego, en Californie. Parmi les conférenciers invités figuraient James Watson, Sydney Brenner, Alex Rich, Seymour Benzer, Aaron Klug, Christof Koch, Pat Churchland, Vilayanur Ramachandran, Tomaso Poggio, Leslie Orgel, Terry Sejnowski, son fils Michael Crick et sa plus jeune fille Jacqueline Nichols. [19] Un mémorial privé pour la famille et les collègues a eu lieu le 3 août 2004.

Crick s'intéressait à deux problèmes fondamentaux non résolus de la biologie : comment les molécules font la transition du non-vivant au vivant, et comment le cerveau crée un esprit conscient. [20] Il s'est rendu compte que son expérience le rendait plus qualifié pour la recherche sur le premier sujet et le domaine de la biophysique. C'est à cette époque de transition de Crick de la physique à la biologie qu'il a été influencé à la fois par Linus Pauling et Erwin Schrödinger. [21] Il était clair en théorie que les liaisons covalentes dans les molécules biologiques pourraient fournir la stabilité structurelle nécessaire pour conserver l'information génétique dans les cellules. Il ne restait qu'un exercice de biologie expérimentale à découvrir exactement quelle molécule était la molécule génétique. [22] [23] Du point de vue de Crick, la théorie de l'évolution par la sélection naturelle de Charles Darwin, la génétique de Gregor Mendel et la connaissance de la base moléculaire de la génétique, lorsqu'elles sont combinées, ont révélé le secret de la vie. [24] Crick avait la vision très optimiste que la vie serait très bientôt créée dans un tube à essai. Cependant, certaines personnes (comme la chercheuse et collègue Esther Lederberg) pensaient que Crick était trop optimiste [25]

Il était clair qu'une macromolécule telle qu'une protéine était susceptible d'être la molécule génétique. [26] Cependant, il était bien connu que les protéines sont des macromolécules structurelles et fonctionnelles, dont certaines effectuent des réactions enzymatiques des cellules. [26] Dans les années 1940, certaines preuves avaient été trouvées indiquant une autre macromolécule, l'ADN, l'autre composant majeur des chromosomes, en tant que molécule génétique candidate. Dans l'expérience Avery-MacLeod-McCarty de 1944, Oswald Avery et ses collaborateurs ont montré qu'une différence phénotypique héréditaire pouvait être provoquée chez les bactéries en leur fournissant une molécule d'ADN particulière. [23]

Cependant, d'autres preuves ont été interprétées comme suggérant que l'ADN était structurellement inintéressant et peut-être juste un échafaudage moléculaire pour les molécules de protéines apparemment plus intéressantes. [27] Crick était au bon endroit, dans le bon état d'esprit, au bon moment (1949), pour rejoindre le projet de Max Perutz à l'Université de Cambridge, et il a commencé à travailler sur la cristallographie aux rayons X des protéines. [28] La cristallographie aux rayons X offrait théoriquement l'opportunité de révéler la structure moléculaire de grosses molécules comme les protéines et l'ADN, mais il y avait de sérieux problèmes techniques empêchant alors la cristallographie aux rayons X d'être applicable à de telles grosses molécules. [28]

1949-1950 Modifier

Crick a appris lui-même la théorie mathématique de la cristallographie aux rayons X. [29] Pendant la période d'étude de Crick sur la diffraction des rayons X, les chercheurs du laboratoire de Cambridge tentaient de déterminer la conformation hélicoïdale la plus stable des chaînes d'acides aminés dans les protéines (l'hélice alpha). Linus Pauling a été le premier à identifier [30] le rapport de rotation de 3,6 acides aminés par hélice de l'hélice alpha. Crick a été témoin du genre d'erreurs que ses collègues ont commises dans leurs tentatives infructueuses de créer un modèle moléculaire correct de l'hélice alpha. . Par exemple, il a appris [31] l'importance de la rigidité structurelle que les doubles liaisons confèrent aux structures moléculaires, ce qui est pertinent à la fois pour les liaisons peptidiques dans les protéines et la structure des nucléotides dans l'ADN.

1951-1953 : structure de l'ADN Modifier

En 1951 et 1952, avec William Cochran et Vladimir Vand, Crick a participé au développement d'une théorie mathématique de la diffraction des rayons X par une molécule hélicoïdale. [32] Ce résultat théorique correspondait bien aux données de rayons X pour les protéines qui contiennent des séquences d'acides aminés dans la conformation de l'hélice alpha. [33] La théorie de la diffraction hélicoïdale s'est avérée également utile pour comprendre la structure de l'ADN.

À la fin de 1951, Crick a commencé à travailler avec James Watson au Cavendish Laboratory de l'Université de Cambridge, en Angleterre. En utilisant "Photo 51" (les résultats de diffraction des rayons X de Rosalind Franklin et de son étudiant diplômé Raymond Gosling du King's College de Londres, qui leur ont été donnés par Gosling et le collègue de Franklin Wilkins), Watson et Crick ont ​​développé ensemble un modèle pour une structure hélicoïdale de l'ADN , qu'ils ont publié en 1953. [34] Pour ce travail et les suivants, ils ont reçu conjointement le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1962 avec Wilkins. [35] [36]

Lorsque Watson est arrivé à Cambridge, Crick était un étudiant diplômé de 35 ans (en raison de son travail pendant la Seconde Guerre mondiale) et Watson n'avait que 23 ans, mais avait déjà obtenu un doctorat. Ils partageaient un intérêt pour le problème fondamental de savoir comment l'information génétique pourrait être stockée sous forme moléculaire. [37] [38] Watson et Crick ont ​​parlé sans cesse de l'ADN et de l'idée qu'il serait possible de deviner un bon modèle moléculaire de sa structure. [22] Un élément clé d'informations dérivées expérimentalement est venu des images de diffraction des rayons X qui avaient été obtenues par Wilkins, Franklin et Gosling. En novembre 1951, Wilkins est venu à Cambridge et a partagé ses données avec Watson et Crick. Alexander Stokes (un autre expert en théorie de la diffraction hélicoïdale) et Wilkins (tous deux au King's College) étaient parvenus à la conclusion que les données de diffraction des rayons X pour l'ADN indiquaient que la molécule avait une structure hélicoïdale, mais Franklin a contesté avec véhémence cette conclusion. Stimulés par leurs discussions avec Wilkins et ce que Watson a appris en assistant à une conférence donnée par Franklin sur son travail sur l'ADN, Crick et Watson ont produit et montré un premier modèle d'ADN erroné. Leur hâte de produire un modèle de structure de l'ADN était en partie motivée par le fait qu'ils étaient en compétition avec Linus Pauling. Compte tenu du récent succès de Pauling dans la découverte de l'hélice Alpha, ils craignaient que Pauling ne soit également le premier à déterminer la structure de l'ADN. [39]

Beaucoup ont spéculé sur ce qui aurait pu se passer si Pauling avait pu se rendre en Grande-Bretagne comme prévu en mai 1952. jusqu'à plus tard, à quel point il n'a rencontré aucun des chercheurs d'ADN en Angleterre. En tout cas, il était préoccupé par les protéines à l'époque, pas par l'ADN. [40] [41] Watson et Crick ne travaillaient pas officiellement sur l'ADN. Crick rédigeait sa thèse de doctorat. Watson avait également d'autres travaux, comme essayer d'obtenir des cristaux de myoglobine pour des expériences de diffraction des rayons X. En 1952, Watson a effectué une diffraction des rayons X sur le virus de la mosaïque du tabac et a trouvé des résultats indiquant qu'il avait une structure hélicoïdale. Après avoir échoué une fois, Watson et Crick étaient maintenant quelque peu réticents à réessayer et pendant un certain temps, il leur a été interdit de faire davantage d'efforts pour trouver un modèle moléculaire d'ADN.

La compréhension de la chimie de base de Rosalind Franklin, qui indiquait que les squelettes hydrophiles contenant du phosphate des chaînes nucléotidiques de l'ADN devaient être positionnés de manière à interagir avec les molécules d'eau à l'extérieur de la molécule tandis que les bases hydrophobes doivent être emballées dans le noyau. Franklin a partagé cette connaissance chimique avec Watson et Crick lorsqu'elle leur a fait remarquer que leur premier modèle (de 1951, avec les phosphates à l'intérieur) était manifestement faux.

Crick a décrit ce qu'il considérait comme l'échec de Wilkins et Franklin à coopérer et à travailler à la recherche d'un modèle moléculaire d'ADN comme une des principales raisons pour lesquelles lui et Watson ont finalement tenté une deuxième fois de le faire. Ils ont demandé et obtenu la permission de le faire à la fois de William Lawrence Bragg et de Wilkins. Pour construire leur modèle d'ADN, Watson et Crick ont ​​utilisé des informations provenant d'images de diffraction aux rayons X inédites de Franklin (montrées lors de réunions et librement partagées par Wilkins), y compris des comptes rendus préliminaires des résultats/photographies de Franklin des images aux rayons X qui ont été inclus dans un rapport d'étape écrit pour le laboratoire du King's College de Sir John Randall à partir de la fin de 1952.

C'est un sujet de débat si Watson et Crick auraient dû avoir accès aux résultats de Franklin à son insu ou sans sa permission, et avant qu'elle n'ait eu la chance de publier officiellement les résultats de son analyse détaillée de ses données de diffraction des rayons X qui ont été incluses dans le rapport d'étape. Cependant, Watson et Crick ont ​​trouvé à redire à son affirmation inébranlable selon laquelle, selon ses données, une structure hélicoïdale n'était pas la seule forme possible pour l'ADN - ils avaient donc un dilemme. Dans un effort pour clarifier cette question, Max Ferdinand Perutz publia plus tard ce qui figurait dans le rapport d'étape [42] et suggéra que rien dans le rapport ne se trouvait dans le rapport que Franklin elle-même n'avait pas dit dans son discours (en présence de Watson) à la fin de 1951. De plus, Perutz a expliqué que le rapport était destiné à un comité du Medical Research Council (MRC) qui avait été créé pour "établir le contact entre les différents groupes de personnes travaillant pour le Conseil". Les laboratoires de Randall et de Perutz ont tous deux été financés par le MRC.

On ne sait pas non plus à quel point les résultats non publiés de Franklin tirés du rapport d'étape étaient en réalité pour la construction de modèles réalisée par Watson et Crick. Après que les premières images brutes de diffraction des rayons X d'ADN aient été recueillies dans les années 1930, William Astbury avait parlé d'empilements de nucléotides espacés de 3,4 angström (0,34 nanomètre) dans l'ADN. Une citation des premiers travaux d'Astbury sur la diffraction des rayons X était l'une des huit références du premier article de Franklin sur l'ADN. [43] L'analyse des résultats d'ADN publiés par Astbury et les meilleures images de diffraction des rayons X recueillies par Wilkins et Franklin ont révélé la nature hélicoïdale de l'ADN. Il était possible de prédire le nombre de bases empilées dans un seul tour de l'hélice d'ADN (10 par tour un tour complet de l'hélice est de 27 angströms [2,7 nm] dans la forme compacte A, 34 angströms [3,4 nm] dans le plus humide forme B). Wilkins a partagé cette information sur la forme B de l'ADN avec Crick et Watson. Crick n'a vu les images radiographiques de la forme B de Franklin (Photo 51) qu'après la publication du modèle de double hélice d'ADN. [44]

L'une des rares références citées par Watson et Crick lorsqu'ils ont publié leur modèle d'ADN était un article publié qui incluait le modèle d'ADN de Sven Furberg qui avait les bases à l'intérieur. Ainsi, le modèle Watson et Crick n'était pas le premier modèle « bases in » à être proposé. Les résultats de Furberg avaient également fourni l'orientation correcte des sucres de l'ADN par rapport aux bases. Au cours de la construction de leur modèle, Crick et Watson ont appris qu'une orientation antiparallèle des deux squelettes de la chaîne nucléotidique fonctionnait mieux pour orienter les paires de bases au centre d'une double hélice. L'accès de Crick au rapport d'avancement de Franklin de la fin de 1952 est ce qui a convaincu Crick que l'ADN était une double hélice avec des chaînes antiparallèles, mais il y avait d'autres chaînes de raisonnement et sources d'information qui ont également conduit à ces conclusions. [45]

Après avoir quitté King's College pour Birkbeck College, John Randall a demandé à Franklin d'abandonner son travail sur l'ADN. Lorsqu'il est devenu clair pour Wilkins et les superviseurs de Watson et Crick que Franklin allait occuper le nouveau poste et que Linus Pauling travaillait sur la structure de l'ADN, ils étaient disposés à partager les données de Franklin avec Watson et Crick, dans l'espoir que ils pouvaient trouver un bon modèle d'ADN avant que Pauling ne le puisse. Les données de diffraction des rayons X de Franklin pour l'ADN et son analyse systématique des caractéristiques structurelles de l'ADN ont été utiles à Watson et Crick pour les guider vers un modèle moléculaire correct. Le problème clé pour Watson et Crick, qui n'a pas pu être résolu par les données du King's College, était de deviner comment les bases nucléotidiques s'entassent au cœur de la double hélice d'ADN.

Une autre clé pour trouver la structure correcte de l'ADN était ce qu'on appelle les rapports de Chargaff, des rapports déterminés expérimentalement des sous-unités nucléotidiques de l'ADN : la quantité de guanine est égale à la cytosine et la quantité d'adénine est égale à la thymine. Une visite d'Erwin Chargaff en Angleterre, en 1952, a renforcé l'importance de ce fait important pour Watson et Crick. [ citation requise ] L'importance de ces rapports pour la structure de l'ADN n'a pas été reconnue jusqu'à ce que Watson, persistant dans la construction de modèles structuraux, réalise que les paires A:T et C:G sont structurellement similaires. En particulier, la longueur de chaque paire de bases est la même. Chargaff avait également fait remarquer à Watson que, dans l'environnement aqueux et salin de la cellule, les tautomères prédominants des bases pyrimidiques (C et T) seraient les configurations amine et céto de la cytosine et de la thymine, plutôt que les formes imino et énol. que Crick et Watson avaient supposé. Ils ont consulté Jerry Donohue qui a confirmé les structures les plus probables des bases nucléotidiques. [46] Les paires de bases sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène, la même interaction non covalente qui stabilise l'hélice de la protéine. Les structures correctes étaient essentielles pour le positionnement des liaisons hydrogène. Ces informations ont conduit Watson à déduire les véritables relations biologiques des paires A:T et C:G. Après la découverte des paires A:T et C:G à liaison hydrogène, Watson et Crick eurent bientôt leur modèle d'ADN antiparallèle à double hélice, les liaisons hydrogène au cœur de l'hélice fournissant un moyen de "décompresser" le deux brins complémentaires pour une réplication facile : la dernière exigence clé pour un modèle probable de la molécule génétique. Aussi importantes que soient les contributions de Crick à la découverte du modèle d'ADN à double hélice, il a déclaré que sans la possibilité de collaborer avec Watson, il n'aurait pas trouvé la structure par lui-même. [47]

Crick a tenté d'effectuer quelques expériences sur l'appariement des bases de nucléotides, mais il était plus un biologiste théorique qu'un biologiste expérimental. Il y eut une autre quasi-découverte des règles d'appariement des bases au début de 1952. Crick avait commencé à réfléchir aux interactions entre les bases. Il a demandé à John Griffith d'essayer de calculer les interactions attractives entre les bases de l'ADN à partir des principes chimiques et de la mécanique quantique. La meilleure estimation de Griffith était que A:T et G:C étaient des paires attrayantes. À cette époque, Crick n'était pas au courant des règles de Chargaff et il a fait peu de calculs de Griffith, bien que cela l'ait fait penser à une réplication complémentaire. L'identification des règles correctes d'appariement des bases (A-T, G-C) a été réalisée par Watson "en jouant" avec des modèles découpés en carton des bases nucléotidiques, un peu comme Linus Pauling avait découvert l'hélice alpha de la protéine quelques années plus tôt. La découverte par Watson et Crick de la structure en double hélice de l'ADN a été rendue possible grâce à leur volonté de combiner théorie, modélisation et résultats expérimentaux (bien que principalement réalisés par d'autres) pour atteindre leur objectif.

La structure en double hélice d'ADN proposée par Watson et Crick était basée sur des liaisons "Watson-Crick" entre les quatre bases les plus fréquemment trouvées dans l'ADN (A, C, T, G) et l'ARN (A, C, U, G). Cependant, des recherches ultérieures ont montré que des structures moléculaires d'ADN triple brin, quadruple brin et d'autres structures moléculaires plus complexes nécessitaient un appariement de bases de Hoogsteen. Tout le domaine de la biologie synthétique a commencé avec les travaux de chercheurs comme Erik T. Kool, dans lesquels des bases autres que A, C, T et G sont utilisées dans un ADN synthétique. En plus de l'ADN synthétique, il existe également des tentatives pour construire des codons synthétiques, des endonucléases synthétiques, des protéines synthétiques et des doigts de zinc synthétiques. En utilisant de l'ADN synthétique, au lieu d'avoir 4 3 codons, s'il y a n nouvelles bases, il pourrait y avoir jusqu'à n 3 codons. Des recherches sont actuellement en cours pour voir si les codons peuvent être étendus à plus de 3 bases. Ces nouveaux codons peuvent coder pour de nouveaux acides aminés. Ces molécules synthétiques peuvent être utilisées non seulement en médecine, mais aussi dans la création de nouveaux matériaux. [48]

La découverte a été faite le 28 février 1953, le premier article de Watson/Crick est apparu dans La nature le 25 avril 1953. Sir Lawrence Bragg, le directeur du laboratoire Cavendish, où Watson et Crick travaillaient, donna une conférence à la Guy's Hospital Medical School de Londres le jeudi 14 mai 1953 qui donna lieu à un article de Ritchie Calder dans le Chronique de l'actualité de Londres, le vendredi 15 mai 1953, intitulé "Pourquoi vous êtes-vous. Plus proche du secret de la vie." La nouvelle a atteint les lecteurs de Le New York Times le lendemain, Victor K. McElheny, en recherchant sa biographie, "Watson and DNA: Making a Scientific Revolution", a trouvé une coupure d'un article de six paragraphes du New York Times écrit de Londres et daté du 16 mai 1953 avec le titre "Form of « L'unité de vie » dans la cellule est numérisée." L'article a été publié dans une première édition et a ensuite été retiré pour faire de la place aux nouvelles jugées plus importantes. (Le New York Times par la suite publié un article plus long le 12 juin 1953). Le journal de premier cycle de l'université Université a également publié son propre court article sur la découverte le samedi 30 mai 1953. L'annonce originale de la découverte par Bragg lors d'une conférence de Solvay sur les protéines en Belgique le 8 avril 1953 n'a pas été rapportée par la presse britannique.

Dans une lettre manuscrite de sept pages [49] à son fils dans un pensionnat britannique le 19 mars 1953, Crick expliqua sa découverte, commençant la lettre « Mon cher Michael, Jim Watson et moi avons probablement fait une découverte des plus importantes.. [50] La lettre a été mise aux enchères chez Christie's New York le 10 avril 2013 avec une estimation de 1 à 2 millions de dollars, pour finalement s'être vendue 6 059 750 $, le montant le plus élevé jamais payé pour une lettre aux enchères. [51]

Sydney Brenner, Jack Dunitz, Dorothy Hodgkin, Leslie Orgel et Beryl M. Oughton ont été parmi les premières personnes en avril 1953 à voir le modèle de la structure de l'ADN, construit par Crick et Watson à l'époque où ils travaillaient à Oxford. Département de chimie de l'Université. Tous ont été impressionnés par le nouveau modèle d'ADN, en particulier Brenner qui a ensuite travaillé avec Crick à Cambridge dans le laboratoire Cavendish et le nouveau laboratoire de biologie moléculaire. Selon le regretté Dr Beryl Oughton, plus tard Rimmer, ils ont tous voyagé ensemble dans deux voitures une fois que Dorothy Hodgkin leur a annoncé qu'ils se rendaient à Cambridge pour voir le modèle de la structure de l'ADN. [52] Orgel a travaillé aussi plus tard avec Crick à l'Institut Salk d'Études Biologiques.

Peu de temps après la mort de Crick, il y a eu des allégations selon lesquelles il aurait utilisé du LSD quand il est venu à l'idée de la structure en hélice de l'ADN. [53] [54] Bien qu'il ait presque certainement utilisé du LSD, il est peu probable qu'il le fasse dès 1953. [55]

Biologie moléculaire Modifier

En 1954, à l'âge de 37 ans, Crick termine sa thèse de doctorat : "Diffraction des rayons X : Polypeptides et protéines" et a obtenu son diplôme. Crick a ensuite travaillé dans le laboratoire de David Harker au Brooklyn Polytechnic Institute, où il a continué à développer ses compétences dans l'analyse des données de diffraction des rayons X pour les protéines, travaillant principalement sur la ribonucléase et les mécanismes de synthèse des protéines. David Harker, le cristallographe américain aux rayons X, a été décrit comme « le John Wayne de la cristallographie » par Vittorio Luzzati, cristallographe au Centre de génétique moléculaire de Gif-sur-Yvette près de Paris, qui avait travaillé avec Rosalind Franklin. [ citation requise ]

Après la découverte du modèle à double hélice de l'ADN, les intérêts de Crick se sont rapidement tournés vers les implications biologiques de la structure. En 1953, Watson et Crick publièrent un autre article dans La nature qui déclarait : « il semble donc probable que la séquence précise des bases soit le code qui porte l'information génétique ». [56]

En 1956, Crick et Watson ont spéculé sur la structure des petits virus. Ils ont suggéré que les virus sphériques tels que le Tomato bushy stunt virus avaient une symétrie icosaédrique et étaient constitués de 60 sous-unités identiques. [57]

Après son court séjour à New York, Crick est retourné à Cambridge où il a travaillé jusqu'en 1976, date à laquelle il a déménagé en Californie. Crick s'est engagé dans plusieurs collaborations de diffraction des rayons X, comme celle avec Alexander Rich sur la structure du collagène. [58] Cependant, Crick s'éloignait rapidement du travail continu lié à son expertise dans l'interprétation des schémas de diffraction des rayons X des protéines.

George Gamow a créé un groupe de scientifiques intéressés par le rôle de l'ARN en tant qu'intermédiaire entre l'ADN en tant que molécule de stockage génétique dans le noyau des cellules et la synthèse de protéines dans le cytoplasme (le RNA Tie Club). Il était clair pour Crick qu'il devait y avoir un code par lequel une courte séquence de nucléotides spécifierait un acide aminé particulier dans une protéine nouvellement synthétisée. En 1956, Crick a écrit un article informel sur le problème de codage génétique pour le petit groupe de scientifiques du groupe ARN de Gamow. [59] Dans cet article, Crick a examiné les preuves soutenant l'idée qu'il y avait un ensemble commun d'environ 20 acides aminés utilisés pour synthétiser des protéines. Crick a proposé qu'il y avait un ensemble correspondant de petites "molécules adaptatrices" qui se lieraient hydrogène à de courtes séquences d'un acide nucléique, et également se lieraient à l'un des acides aminés. Il a également exploré les nombreuses possibilités théoriques par lesquelles de courtes séquences d'acides nucléiques pourraient coder pour les 20 acides aminés.

Entre le milieu et la fin des années 1950, Crick s'est beaucoup investi intellectuellement dans la recherche du mystère de la synthèse des protéines. En 1958, la pensée de Crick avait mûri et il pouvait énumérer de manière ordonnée toutes les caractéristiques clés du processus de synthèse des protéines : [7]

  • information génétique stockée dans la séquence des molécules d'ADN
  • une molécule d'ARN « messager » pour transporter les instructions de fabrication d'une protéine dans le cytoplasme
  • molécules adaptatrices ("elles pourraient contenir des nucléotides") pour faire correspondre de courtes séquences de nucléotides dans les molécules messagères d'ARN à des acides aminés spécifiques
  • complexes ribonucléiques-protéiques qui catalysent l'assemblage d'acides aminés en protéines selon l'ARN messager

Les molécules adaptatrices se sont finalement révélées être des ARNt et les "complexes ribonucléiques-protéines" catalytiques sont devenus connus sous le nom de ribosomes. Une étape importante fut la réalisation ultérieure (en 1960) que l'ARN messager n'était pas le même que l'ARN ribosomique. Rien de tout cela, cependant, n'a répondu à la question théorique fondamentale de la nature exacte du code génétique. Dans son article de 1958, Crick spéculait, comme d'autres, qu'un triplet de nucléotides pouvait coder pour un acide aminé. Un tel code pourrait être « dégénéré », avec 4 × 4 × 4 = 64 triplets possibles des quatre sous-unités nucléotidiques alors qu'il n'y avait que 20 acides aminés. Certains acides aminés peuvent avoir plusieurs codes triplet. Crick a également exploré d'autres codes dans lesquels, pour diverses raisons, seuls certains des triplets ont été utilisés, produisant "par magie" seulement les 20 combinaisons nécessaires. [60] Des résultats expérimentaux étaient nécessaires. La théorie seule ne pouvait pas décider de la nature du code. Crick a également utilisé le terme « dogme central » pour résumer une idée qui implique que le flux d'informations génétiques entre les macromolécules serait essentiellement à sens unique :

Certains critiques pensaient qu'en utilisant le mot « dogme », Crick impliquait qu'il s'agissait d'une règle qui ne pouvait pas être remise en question, mais tout ce qu'il voulait vraiment dire, c'était que c'était une idée convaincante sans beaucoup de preuves solides pour la soutenir. Dans sa réflexion sur les processus biologiques liant les gènes de l'ADN aux protéines, Crick a rendu explicite la distinction entre les matériaux impliqués, l'énergie requise et le flux d'informations. Crick s'est concentré sur cette troisième composante (l'information) et elle est devenue le principe organisateur de ce qui est devenu la biologie moléculaire. Crick était alors devenu un biologiste moléculaire théorique très influent.

La preuve que le code génétique est un code triplet dégénéré est finalement venue d'expériences génétiques, dont certaines ont été réalisées par Crick. [61] Les détails du code proviennent principalement des travaux de Marshall Nirenberg et d'autres qui ont synthétisé des molécules d'ARN synthétiques et les ont utilisées comme modèles pour in vitro synthèse des protéines. [62] Nirenberg a d'abord annoncé ses résultats à une petite audience à Moscou lors d'une conférence de 1961. La réaction de Crick a été d'inviter Nirenberg à prononcer son discours devant un public plus large. [63]

Utilisation des données d'autres chercheurs Modifier

Une controverse persistante a été générée par l'utilisation par Watson et Crick des données de diffraction des rayons X de l'ADN recueillies par Franklin et Wilkins. La controverse est née du fait que certaines des données non publiées de Franklin ont été utilisées à son insu ou sans son consentement par Watson et Crick dans leur construction du modèle à double hélice de l'ADN. [36] [64] Des quatre chercheurs en ADN, seul Franklin avait un diplôme en chimie [36] Wilkins et Crick avaient une formation en physique, Watson en biologie.

Avant la publication de la structure en double hélice, Watson et Crick avaient peu d'interaction directe avec Franklin elle-même. Ils étaient cependant conscients de son travail, plus conscients qu'elle ne le pensait elle-même. Watson était présent à une conférence, donnée en novembre 1951, où Franklin présentait les deux formes de la molécule, type A et type B, et discutait de la position des unités phosphate sur la partie externe de la molécule. Elle a également précisé la quantité d'eau à trouver dans la molécule en fonction des autres parties de celle-ci, données qui ont une importance considérable en termes de stabilité de la molécule. Elle a été la première à découvrir et à formuler ces faits, qui ont en fait constitué la base de toutes les tentatives ultérieures de construire un modèle de la molécule. Avant cela, Linus Pauling et Watson et Crick avaient généré des modèles erronés avec les chaînes à l'intérieur et les bases pointées vers l'extérieur. [65] Son identification du groupe spatial pour les cristaux d'ADN a révélé à Crick que les deux brins d'ADN étaient antiparallèles.

En janvier 1953, Watson a montré une photographie aux rayons X de l'ADN-B (appelée photographie 51), [66] par Wilkins. [67] [68] Wilkins avait reçu la photographie 51 du doctorant de Rosalind Franklin, Raymond Gosling. [67] [69] Wilkins et Gosling avaient travaillé ensemble dans l'Unité de biophysique du Medical Research Council (MRC) avant que le directeur John Randall ne nomme Franklin pour prendre en charge à la fois le travail de diffraction de l'ADN et la direction de la thèse de Gosling. Il semble que Randall n'ait pas communiqué efficacement avec eux au sujet de la nomination de Franklin, ce qui a contribué à la confusion et aux frictions entre Wilkins et Franklin. [70]

À la mi-février 1953, le directeur de thèse de Crick, Max Perutz, donna à Crick une copie d'un rapport rédigé pour une visite du comité de biophysique du Medical Research Council à King's en décembre 1952, contenant des données du groupe King's, y compris certains des calculs cristallographiques de Franklin. [71] [72] [73] [74]

Franklin ignorait que la photographie 51 et d'autres informations avaient été partagées avec Crick et Watson. Elle a écrit une série de trois projets de manuscrits, dont deux comprenaient un squelette d'ADN à double hélice. Ses deux manuscrits de forme A sont parvenus à Acta Crystallographica à Copenhague le 6 mars 1953 [75] un jour avant que Crick et Watson n'aient terminé leur modèle. [76]

Les images de diffraction des rayons X recueillies par Gosling et Franklin ont fourni la meilleure preuve de la nature hélicoïdale de l'ADN. Le travail expérimental de Franklin s'est donc avéré crucial dans la découverte de Watson et Crick. Ses résultats expérimentaux ont fourni des estimations de la teneur en eau des cristaux d'ADN, et ces résultats étaient les plus cohérents avec les trois squelettes sucre-phosphate se trouvant à l'extérieur de la molécule. [77] La ​​photographie aux rayons X de Franklin a montré que les épines dorsales devaient être à l'extérieur. Bien qu'elle ait d'abord insisté avec véhémence sur le fait que ses données n'obligeaient personne à conclure que l'ADN a une structure hélicoïdale, dans les projets qu'elle a soumis en 1953, elle plaide en faveur d'une double colonne vertébrale hélicoïdale de l'ADN. Son identification du groupe spatial pour les cristaux d'ADN a révélé à Crick que les brins d'ADN étaient antiparallèles, ce qui a aidé Watson et Crick à décider de rechercher des modèles d'ADN avec deux brins polynucléotidiques antiparallèles.

En résumé, Watson et Crick disposaient de trois sources pour les données inédites de Franklin : 1) son séminaire de 1951, auquel assistait Watson, [78] 2) des discussions avec Wilkins, [79] qui travaillait dans le même laboratoire avec Franklin, 3) un progrès de la recherche rapport qui visait à promouvoir la coordination des laboratoires soutenus par le Medical Research Council. [80] Watson, Crick, Wilkins et Franklin ont tous travaillé dans les laboratoires du MRC.

Crick et Watson ont estimé qu'ils avaient bénéficié de la collaboration avec Wilkins. Ils lui ont offert une co-paternité sur l'article qui a d'abord décrit la structure en double hélice de l'ADN. Wilkins a refusé l'offre, un fait qui a peut-être conduit au caractère laconique de la reconnaissance des travaux expérimentaux effectués au King's College dans l'article publié. Plutôt que de faire de l'un des chercheurs en ADN du King's College co-auteurs de l'article sur la double hélice de Watson et Crick, la solution qui a été trouvée consistait à publier deux articles supplémentaires du King's College avec l'article sur l'hélice. Brenda Maddox suggère qu'en raison de l'importance de ses résultats expérimentaux dans la construction de modèles et l'analyse théorique de Watson et Crick, Franklin aurait dû avoir son nom sur l'article original de Watson et Crick en La nature. [81] Franklin et Gosling ont soumis leur propre « second » article commun à La nature en même temps que Wilkins, Stokes et Wilson ont soumis le leur (c'est-à-dire le « troisième » article sur l'ADN).

Le portrait de Franklin par Watson dans La double hélice était négative et donnait l'impression qu'elle était l'assistante de Wilkins et qu'elle était incapable d'interpréter ses propres données ADN. [82]

Les images de diffraction des rayons X recueillies par Franklin ont fourni la meilleure preuve de la nature hélicoïdale de l'ADN. Alors que les travaux expérimentaux de Franklin se sont avérés importants pour le développement d'un modèle correct par Crick et Watson, elle-même ne pouvait pas s'en rendre compte à l'époque. Lorsqu'elle a quitté le King's College, le directeur Sir John Randall a insisté sur le fait que tous les travaux d'ADN appartenaient exclusivement à King's et a ordonné à Franklin de ne même pas y penser. [83] Franklin a par la suite fait un travail superbe dans le laboratoire de J. D. Bernal au Birkbeck College avec le virus de la mosaïque du tabac étendant les idées sur la construction hélicoïdale. [36]

Crick était souvent décrit comme très bavard, avec Watson – en La double hélice – impliquant un manque de pudeur. [84] Sa personnalité combinée à ses réalisations scientifiques a produit de nombreuses opportunités pour Crick de stimuler les réactions des autres, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du monde scientifique, qui était le centre de sa vie intellectuelle et professionnelle. [85] Crick parlait rapidement et assez fort, et avait un rire contagieux et résonnant et un sens de l'humour vif. Un collègue de l'Institut Salk l'a décrit comme « une centrale intellectuelle de brainstorming avec un sourire malicieux. Francis n'a jamais été mesquin, juste incisif. Il a détecté des défauts microscopiques de logique. le champion des poids lourds." [86]

Eugénisme Modifier

Crick a parfois exprimé ses opinions sur l'eugénisme, généralement dans des lettres privées. Par exemple, Crick a préconisé une forme d'eugénisme positif dans laquelle les parents riches seraient encouragés à avoir plus d'enfants. [87] Il a fait remarquer un jour : « À long terme, il est inévitable que la société commence à s'inquiéter du caractère de la prochaine génération. Ce n'est pas un sujet pour le moment que nous pouvons aborder facilement parce que les gens ont tellement de croyances religieuses. et jusqu'à ce que nous ayons une vision plus uniforme de nous-mêmes, je pense qu'il serait risqué d'essayer de faire quoi que ce soit dans le sens de l'eugénisme. ils devraient essayer d'améliorer la prochaine génération d'une manière ou d'une autre."

Harcèlement sexuel Modifier

La biologiste Nancy Hopkins dit que lorsqu'elle était étudiante de premier cycle dans les années 1960, Crick a mis ses mains sur ses seins lors d'une visite au laboratoire. [88] Elle a décrit l'incident : « Avant que je puisse me lever et serrer la main, il avait traversé la pièce à toute allure, s'était tenu derrière moi, avait mis ses mains sur mes seins et avait dit : « sur quoi travaillez-vous ? » » [89]

Crick s'est qualifié d'humaniste, ce qu'il a défini comme la conviction « que les problèmes humains peuvent et doivent être affrontés en termes de ressources morales et intellectuelles humaines sans invoquer une autorité surnaturelle ». Il a publiquement appelé à ce que l'humanisme remplace la religion en tant que force directrice de l'humanité, écrivant :

Le dilemme humain n'est pas nouveau. Nous nous trouvons sans aucun désir de notre part sur cette planète qui tourne lentement dans un coin obscur d'un vaste univers. Notre intelligence interrogative ne nous laissera pas vivre dans un contentement de vache avec notre sort. Nous avons un besoin profond de savoir pourquoi nous sommes ici. De quoi est fait le monde ? Plus important, de quoi sommes-nous faits ? Dans le passé, la religion répondait à ces questions, souvent de manière très détaillée. Maintenant, nous savons que presque toutes ces réponses sont très susceptibles d'être absurdes, car elles sont nées de l'ignorance de l'homme et de son énorme capacité d'auto-tromperie. Les simples fables des religions du monde en sont venues à ressembler à des contes racontés aux enfants. Même compris symboliquement, ils sont souvent pervers, voire plutôt désagréables. Les humanistes vivent donc dans un monde mystérieux, passionnant et en expansion intellectuelle, qui, une fois entrevu, donne l'impression que les vieux mondes des religions semblent faussement confortables et périmés. [90]

Crick était particulièrement critique envers le christianisme :

Je ne respecte pas les croyances chrétiennes. Je pense qu'ils sont ridicules. Si nous pouvions nous en débarrasser, nous pourrions plus facilement nous attaquer au problème sérieux d'essayer de découvrir ce qu'est le monde. [91]

Crick a plaisanté un jour : « Le christianisme peut être acceptable entre adultes consentants en privé, mais ne devrait pas être enseigné aux jeunes enfants. » [92]

Dans son livre Des Molécules et des Hommes, Crick a exprimé son point de vue sur la relation entre la science et la religion. [93] Après avoir suggéré qu'il deviendrait possible pour un ordinateur d'être programmé pour avoir une âme, il s'est demandé : à quel moment de l'évolution biologique le premier organisme a-t-il eu une âme ? A quel moment un bébé a-t-il une âme ? Crick a déclaré que l'idée d'une âme non matérielle qui pourrait entrer dans un corps et persister après la mort n'est que cela, une idée imaginée. Pour Crick, l'esprit est le produit de l'activité physique du cerveau et le cerveau a évolué naturellement pendant des millions d'années. Il a estimé qu'il était important que l'évolution par sélection naturelle soit enseignée dans les écoles et qu'il était regrettable que les écoles anglaises aient un enseignement religieux obligatoire. Il considérait également qu'une nouvelle vision scientifique du monde était en train de s'établir rapidement et prédit qu'une fois que le fonctionnement détaillé du cerveau serait finalement révélé, les concepts chrétiens erronés sur la nature des humains et du monde ne seraient plus tenables. " serait remplacé par une nouvelle compréhension de la base physique de l'esprit. Il était sceptique à l'égard de la religion organisée, se qualifiant de sceptique et d'agnostique avec « une forte inclination pour l'athéisme ». [94]

En 1960, Crick a accepté une bourse honorifique au Churchill College de Cambridge, l'un des facteurs étant que le nouveau collège n'avait pas de chapelle. Quelque temps plus tard, un don important a été fait pour établir une chapelle et le Conseil du Collège a décidé de l'accepter. Crick a démissionné de sa bourse en signe de protestation. [95] [96]

En octobre 1969, Crick a participé à une célébration du 100e anniversaire de la revue La nature dans lequel il a tenté de faire des prédictions sur ce que les 30 prochaines années réserveraient à la biologie moléculaire. Ses spéculations ont été publiées plus tard dans La nature. [97] Vers la fin de l'article, Crick a brièvement mentionné la recherche de la vie sur d'autres planètes, mais il avait peu d'espoir que la vie extraterrestre serait trouvée d'ici l'an 2000. Il a également discuté de ce qu'il a décrit comme une nouvelle direction possible pour la recherche. , ce qu'il appelait la "théologie biochimique".Crick a écrit "tant de gens prient qu'on a du mal à croire qu'ils n'en retirent pas quelque satisfaction". [97]

Crick a suggéré qu'il serait possible de trouver des changements chimiques dans le cerveau qui étaient des corrélats moléculaires de l'acte de prière. Il a émis l'hypothèse qu'il pourrait y avoir un changement détectable dans le niveau de certains neurotransmetteurs ou neurohormones lorsque les gens prient. Il aurait pu imaginer des substances telles que la dopamine qui sont libérées par le cerveau dans certaines conditions et produisent des sensations gratifiantes. La suggestion de Crick qu'il pourrait y avoir un jour une nouvelle science de la « théologie biochimique » semble avoir été réalisée sous un autre nom : il y a maintenant le nouveau domaine de la neurothéologie. [98] Le point de vue de Crick sur la relation entre la science et la religion a continué à jouer un rôle dans son travail alors qu'il faisait la transition de la recherche en biologie moléculaire à la neuroscience théorique.

Crick a demandé en 1998 " et si une partie de la Bible est manifestement fausse, pourquoi le reste devrait-il être accepté automatiquement ? . Et quoi de plus important que de trouver notre vraie place dans l'univers en supprimant un à un ces malheureux vestiges de croyances antérieures ? » [99]

En 2003, il a été l'un des 22 lauréats du prix Nobel qui ont signé le Manifeste Humaniste. [100]

Créationnisme Modifier

Crick était un critique ferme du créationnisme de la Jeune Terre. Dans l'affaire de la Cour suprême des États-Unis de 1987 Edwards c. Aguillard, Crick s'est joint à un groupe d'autres lauréats du prix Nobel qui ont déclaré que « la « science-création » n'a tout simplement pas sa place dans la classe de sciences des écoles publiques. » [101] Crick était aussi un défenseur de l'établissement de Darwin Day comme fête nationale britannique. [102]

Au cours des années 1960, Crick s'est intéressé aux origines du code génétique. En 1966, Crick a pris la place de Leslie Orgel lors d'une réunion où Orgel devait parler de l'origine de la vie. Crick a spéculé sur les étapes possibles par lesquelles un code initialement simple avec quelques types d'acides aminés aurait pu évoluer vers le code plus complexe utilisé par les organismes existants. [103] À cette époque, tout le monde considérait les protéines comme le seul type d'enzymes, et les ribozymes n'avaient pas encore été trouvés. De nombreux biologistes moléculaires ont été intrigués par le problème de l'origine d'un système de réplication des protéines aussi complexe que celui qui existe dans les organismes habitant actuellement la Terre. Au début des années 1970, Crick et Orgel ont en outre spéculé sur la possibilité que la production de systèmes vivants à partir de molécules ait pu être un événement très rare dans l'univers, mais une fois développée, elle pourrait être propagée par des formes de vie intelligentes utilisant la technologie du voyage spatial, un processus qu'ils ont appelé « panspermie dirigée ». [104] Dans un article rétrospectif, [105] Crick et Orgel ont noté qu'ils avaient été trop pessimistes quant aux chances d'abiogenèse sur Terre lorsqu'ils avaient supposé qu'une sorte de système protéique auto-répliquant était l'origine moléculaire de la vie.

En 1976, Crick a abordé l'origine de la synthèse des protéines dans un article avec Sydney Brenner, Aaron Klug et George Pieczenik. [106] Dans cet article, ils spéculent que les contraintes de code sur les séquences nucléotidiques permettent la synthèse des protéines sans avoir besoin d'un ribosome. Cependant, cela nécessite une liaison à cinq bases entre l'ARNm et l'ARNt avec un retournement de l'anti-codon créant un triplet codant, même s'il s'agit d'une interaction physique à cinq bases. Thomas H. Jukes a souligné que les contraintes de code sur la séquence d'ARNm requises pour ce mécanisme de traduction sont toujours préservées. [107]

La période de Crick à Cambridge a été l'apogée de sa longue carrière scientifique, mais il a quitté Cambridge en 1977 après 30 ans, après s'être vu offrir (et avoir refusé) la maîtrise de Gonville et Caius. James Watson a affirmé lors d'une conférence à Cambridge marquant le 50e anniversaire de la découverte de la structure de l'ADN en 2003 :

C'est peut-être un secret assez bien gardé que l'un des actes les plus ennuyeux de l'Université de Cambridge au cours du siècle dernier a été de refuser Francis Crick lorsqu'il a postulé pour devenir professeur de génétique, en 1958. Maintenant, il y a peut-être eu une série d'arguments, ce qui les a conduits à rejeter François. C'était vraiment dire, ne nous poussez pas à la frontière. [ citation requise ]

Le "secret assez bien gardé" en apparence avait déjà été enregistré dans le film de Soraya De Chadarevian Des conceptions pour la vie : la biologie moléculaire après la Seconde Guerre mondiale, publié par Cambridge University Press en 2002. Sa contribution majeure à la biologie moléculaire à Cambridge est bien documentée dans L'histoire de l'Université de Cambridge : Volume 4 (1870 à 1990), qui a été publié par la CUP en 1992.

Selon le site officiel du département de génétique de l'Université de Cambridge, les électeurs de la chaire n'ont pas pu parvenir à un consensus, ce qui a provoqué l'intervention du vice-chancelier de l'université, Lord Adrian. Lord Adrian a d'abord offert le poste de professeur à un candidat de compromis, Guido Pontecorvo, qui a refusé, et l'aurait ensuite offert à Crick, qui a également refusé.

En 1976, Crick a pris une année sabbatique au Salk Institute for Biological Studies à La Jolla, en Californie. Crick était membre non-résident de l'Institut depuis 1960. Crick a écrit : « Je me sentais chez moi dans le sud de la Californie. [108] Après le congé sabbatique, Crick a quitté Cambridge pour continuer à travailler au Salk Institute. Il a également été professeur adjoint à l'Université de Californie à San Diego. [109] [110] [111] Il s'est enseigné la neuroanatomie et a étudié beaucoup d'autres domaines de recherche de neuroscience. Il lui a fallu plusieurs années pour se désengager de la biologie moléculaire car des découvertes passionnantes ont continué à être faites, notamment la découverte de l'épissage alternatif et la découverte des enzymes de restriction, qui ont permis de rendre possible le génie génétique. Finalement, dans les années 1980, Crick a pu consacrer toute son attention à son autre intérêt, la conscience. Son livre autobiographique, Quelle poursuite folle : une vision personnelle de la découverte scientifique, comprend une description des raisons pour lesquelles il a quitté la biologie moléculaire et est passé aux neurosciences.

En commençant à travailler en neurosciences théoriques, Crick a été frappé par plusieurs choses :

  • il y avait de nombreuses sous-disciplines isolées au sein des neurosciences avec peu de contacts entre elles
  • beaucoup de gens qui s'intéressaient au comportement traitaient le cerveau comme une boîte noire
  • la conscience était considérée comme un sujet tabou par de nombreux neurobiologistes

Crick espérait qu'il pourrait contribuer au progrès des neurosciences en favorisant des interactions constructives entre les spécialistes des nombreuses sous-disciplines différentes concernées par la conscience. Il a même collaboré avec des neurophilosophes comme Patricia Churchland. En 1983, à la suite de leurs études sur des modèles informatiques de réseaux neuronaux, Crick et Mitchison ont proposé que la fonction du sommeil paradoxal est de supprimer certains modes d'interactions dans les réseaux de cellules du cortex cérébral des mammifères. ' ou 'désapprendre'. Dans la phase finale de sa carrière, Crick a établi une collaboration avec Christof Koch qui a conduit à la publication d'une série d'articles sur la conscience au cours de la période allant de 1990 [112] à 2005. Crick a pris la décision stratégique de concentrer son enquête théorique sur la conscience sur la façon dont le cerveau génère une conscience visuelle quelques centaines de millisecondes après avoir regardé une scène. Crick et Koch ont proposé que la conscience semble si mystérieuse parce qu'elle implique des processus de mémoire à très court terme qui sont encore mal compris. Crick a également publié un livre décrivant comment la neurobiologie avait atteint un stade suffisamment mature pour que la conscience puisse faire l'objet d'un effort unifié pour l'étudier aux niveaux moléculaire, cellulaire et comportemental. Le livre de Crick L'hypothèse étonnante a fait valoir que les neurosciences disposaient désormais des outils nécessaires pour commencer une étude scientifique sur la façon dont le cerveau produit des expériences conscientes. Crick était sceptique quant à la valeur des modèles informatiques de la fonction mentale qui ne sont pas basés sur des détails sur la structure et la fonction cérébrales.

Outre sa troisième part du prix Nobel de physiologie ou médecine 1962, il a reçu de nombreux prix et distinctions, dont les médailles Royal et Copley de la Royal Society (1972 et 1975), ainsi que l'Ordre du Mérite (le 27 novembre 1991 ), il a refusé une offre de CBE en 1963, [113] mais a souvent été appelé par erreur « Sir Francis Crick » et même parfois comme « Lord Crick ». Il a été élu membre de l'EMBO en 1964. [3]

L'attribution des prix Nobel à John Kendrew et Max Perutz, ainsi qu'à Crick, Watson et Wilkins a fait l'objet d'une satire dans un court sketch du programme télévisé de la BBC. C'était la semaine qui a été les prix Nobel étant appelés « les piscines Alfred Nobel de la paix ».

Médaille Francis Crick et conférence Modifier

La Francis Crick Medal and Lecture [114] a été créée en 2003 grâce à une dotation de son ancien collègue, Sydney Brenner, co-lauréat du prix Nobel 2002 de physiologie et médecine. [115] La conférence est donnée chaque année dans n'importe quel domaine des sciences biologiques, la préférence étant donnée aux domaines dans lesquels Francis Crick lui-même a travaillé. Il est important de noter que le poste de conférencier s'adresse aux scientifiques plus jeunes, idéalement de moins de 40 ans, ou dont la progression de carrière correspond à cet âge. Depuis 2019 [mise à jour], les conférences Crick ont ​​été données par Julie Ahringer, Dario Alessi, Ewan Birney, Simon Boulton, Jason Chin, Simon Fisher, Matthew Hurles, Gilean McVean, Duncan Odom, Geraint Rees, Sarah Teichmann, M. Madan Babu et Daniel Wolpert.

Institut Francis Crick Modifier

Le Francis Crick Institute est un centre de recherche biomédicale de 660 millions de livres sterling situé au nord de Londres, au Royaume-Uni. [116] Le Francis Crick Institute est un partenariat entre Cancer Research UK, Imperial College London, King's College London, le Medical Research Council, University College London (UCL) et le Wellcome Trust. [117] Achevé en 2016, c'est le plus grand centre de recherche et d'innovation biomédicale en Europe. [116]

Francis Crick Diplômé Conférences Modifier

La Graduate School of Biological, Medical and Veterinary Sciences de l'Université de Cambridge accueille les Francis Crick Graduate Lectures. Les deux premières conférences ont été données par John Gurdon et Tim Hunt. [118] [119]


L'isotachophorèse sépare et concentre les molécules chargées en solution uniquement sur la base de leur mobilité électrophorétique pour l'extraction d'ADN et d'ARN purs.

L'application de l'ITP pour purifier et quantifier les acides nucléiques à partir d'échantillons biologiques complexes a été lancée par le co-fondateur de Purigen et professeur à l'Université de Stanford, Juan G. Santiago. Le système de purification ionique est compatible avec une gamme d'échantillons, notamment des cellules et FFPE, pour aider les chercheurs, les scientifiques, les pathologistes et les oncologues à trouver la meilleure méthode d'extraction d'ADN et d'ARN.


Cultures disponibles dans le commerce améliorées grâce au génie génétique

Des cultures transgéniques ont été plantées dans différents pays depuis vingt ans, à partir de 1996. Environ 191,7 millions d'hectares ont été plantés en 2018 pour des cultures transgéniques à haute valeur marchande, telles que le soja, le maïs, le coton et le canola résistants aux insectes, le coton, le pomme de terre, riz et courge et papaye résistantes aux virus. Avec le génie génétique, plus d'un caractère peut être incorporé ou empilé dans une plante. Des cultures transgéniques à caractères combinés sont également disponibles dans le commerce. Il s'agit notamment du maïs, du soja et du coton tolérants aux herbicides et résistants aux insectes.


Microdochium nivale et Microdochium majus dans des échantillons de semences de céréales danoises à petits grains

Microdochium nivale et Microdochium majus sont deux des espèces fongiques trouvées dans le complexe Fusarium Head Blight (FHB) infectant les céréales à petits grains. Des tests PCR quantitatifs en temps réel ont été conçus pour séparer les deux Microdochium espèces basées sur le gène du facteur d'allongement de la traduction 1α (TEF-1α) et utilisées pour analyser un total de 374 échantillons de semences de blé, d'orge, de triticale, de seigle et d'avoine prélevés dans les champs des agriculteurs à travers le Danemark de 2003 à 2007. Les deux espèces fongiques ont été détectés dans les cinq espèces de céréales mais M. majus a montré une prévalence plus élevée que M. nivale la plupart des années pour toutes les espèces de céréales, à l'exception du seigle, où M. nivale représentait une plus grande proportion de la biomasse et était plus répandue que M. majus dans certains échantillons. Des échantillons historiques de blé et d'orge de 1957 à 2000 ont également montré une forte prévalence de M. majus plus de M. nivale indiquant que M. majus a été le principal courant Microdochium espèces dans les céréales danoises pendant au moins 50 ans. Analyse PCA des deux quantifiés Microdochium espèces dans les échantillons de blé, d'orge et de triticale ont généralement montré la coexistence de M. majus et M. nivale dans les trois espèces de céréales. Résistance à la strobilurine dans M. nivale/majus a été analysé dans des échantillons de blé sélectionnés de 2003 à 2007, des échantillons d'orge sélectionnés de 2007 ainsi que dans des échantillons historiques de 1957 à 2000 en utilisant l'analyse CAPS pour détecter la substitution G143A. Les résultats confirment la résistance à la strobilurine depuis 2003 dans le Microdochium populations de blé et a également confirmé pour la première fois la résistance de l'orge. La présence d'une résistance à la strobilurine devrait être prise en compte dans les futures stratégies de lutte contre les fongicides.

Points forts

► QPCR a séparé les deux Microdochium basé sur l'espèce TEF-1α dans 374 échantillons de graines. ► Microdochium majus dominé dans toutes les espèces de céréales sauf dans le seigle. ► Les échantillons historiques de 1957 à 2000 ont également montré une nette prédominance de M. majus. ► L'analyse ACP a montré la coexistence de M. majus et Microdochium nivale. ► Une résistance à la strobilurine a été observée à partir de 2003 dans le Microdochium populations de blé et d'orge.


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