Genome Transplantation in Bacteria: Changing One Species to Another

Lartigue, Carole; Glass, John I.; Alperovich, Nina; Pieper, Rembert; Parmar, Prashanth P.; Hutchison, Clyde A.; Smith, Hamilton O.; Venter, J. Craig

doi:10.1126/science.1144622

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“…For success in the production of alternative biofuels, similar metabolic engineering strategies will be necessary; for example, the development of targeted and efficient transport systems, the improvement of the resistance of biofuels producers to the toxic effects of accumulating biomolecules, the optimization of carbon flux to the desired products, and the construction of strains that are robust under industrial process conditions [14,[72][73][74]. Some advances that might have enormous potential in the field of microbial biofuel production include the engineer-ing of a reduced-genome E. coli strain that can be used for the systematic design of desired phenotypes [75], and the inter-microbial genome transplantation demonstrated in Mycoplasma caprilocum [76]. These examples represent the first steps towards engineering an entire biological system from the ground up.…”

Section: Box 2 Microbial Sources Of Other Petrochemical Commoditiesmentioning

confidence: 99%

Biofuel alternatives to ethanol: pumping the microbial well

Fortman

Chhabra

Mukhopadhyay

et al. 2008

Trends in Biotechnology

338

209

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Section: Box 2 Microbial Sources Of Other Petrochemical Commoditiesmentioning

confidence: 99%

Biofuel alternatives to ethanol: pumping the microbial well

Fortman

Chhabra

Mukhopadhyay

et al. 2008

Trends in Biotechnology

338

209

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“…(2,3) In the 1990s, the advent of highthroughput sequencing spurred application of this powerful new technology to the challenging endeavor of trying to understand the genetic basis of various inherited human diseases. One such disease was sclerosteosis, a very rare, recessively inherited highbone-mass disorder that was thought to be caused primarily by excessive osteoblast-mediated bone formation rather than by defective osteoclast-mediated bone resorption.…”

Section: Discovery Of Sclerostinmentioning

confidence: 99%

Sclerostin: A gem from the genome leads to bone-building antibodies

Pászty

Turner

Robinson

2010

Journal of Bone and Mineral Research

113

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Discovery of SclerostinG enomics technologies and DNA sequencing have had a transformative impact on biological research, giving us unprecedented access to the genomes of numerous organisms and ushering in such new fields as systems biology (1) and, more recently, synthetic biology. (2,3) In the 1990s, the advent of highthroughput sequencing spurred application of this powerful new technology to the challenging endeavor of trying to understand the genetic basis of various inherited human diseases. One such disease was sclerosteosis, a very rare, recessively inherited highbone-mass disorder that was thought to be caused primarily by excessive osteoblast-mediated bone formation rather than by defective osteoclast-mediated bone resorption. (4,5) Within the realm of inherited high-bone-mass disorders, (6) it was the hope for a discovery in the area of osteoblast biology that made sclerosteosis particularly interesting.Indeed, the identification of new bone-building pathways that might yield novel anabolic agents had been a long-standing goal in bone biology, with hopes for therapeutic application in fracture healing, orthopedic procedures, and low-bone-mass conditions such as osteoporosis. Against this backdrop came the exciting news, independently from Mary Brunkow's group at Celltech R&D, Inc., (7,8) and from Wim Van Hul's group at the University of Antwerp, (9) that sclerosteosis was caused by mutations in a single gene (SOST) encoding a novel secreted protein. Because these were inactivating mutations, it was clear that this protein, aptly given the name sclerostin, functioned either directly or indirectly as an inhibitor of bone formation. During this same general time period, large-scale cDNA/ expressed sequence tag (EST) (10)(11)(12) and genomic DNA sequencing efforts were being made in academia and industry to rapidly identify new human genes. A novel secreted protein of unknown function, which turned out to be sclerostin, was discovered by computational mining of large DNA sequence databases using either homology-based programs (eg, BLAST) (13,14) or a special CxGxC-class cystine-knot search pattern (C Paszty, unpublished) (15) designed to identify new families of cystine-knot proteins. (16,17) Thus sclerostin emerged during an exciting era of gene discovery that was fueled, in part, by the development of important genomics technologies and the advent of high-throughput DNA sequencing.Similar to sclerostin inactivation in humans, mice with a targeted deletion of the sclerostin gene (SOST knockout mice) were found to have high bone mass, demonstrating evolutionary conservation of sclerostin's function as a negative regulator of bone formation. (18) Analysis of bones from these mice revealed that bone formation was markedly increased on each of the key skeletal surfaces where new bone is normally formed (surface of trabecular bone and internal and external surfaces of cortical bone). Consistent with the increases in bone formation and bone mass, robust increases in bone strength also were found in these anima...

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“…Le développement de cette école se poursuit ensuite, de 2002 à 2010, et l'on retrouve les étapes clés du projet de Craig Venter, de la synthèse de la première bactérie au génome entièrement synthétique. On voit ainsi successivement apparaître les travaux de Glass en 2006 [11] qui visent à identifier un génome minimal, les travaux de Lartigue en 2007 sur la transplantation du génome [12], et, en 2008, les travaux de Gibson sur la synthèse du génome intégral [13], pour arriver à l'expérience finale en 2010 avec la synthèse du génome entièrement synthétique [14]. Nous avons également identifié les références historiques de l'école Protocell.…”

Section: Représentation Radarunclassified

Caractérisation du processus d’émergence de la biologie synthétique à partir d’une approche scientométrique

Raimbault¹,

Cointet²,

Joly³

2013

Med Sci (Paris)

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La biologie de synthèse est un espace hétérogène dont la définition n'est pas stabilisée. Elle se situe à l'intersection de différents champs disciplinaires : chimie, biologie moléculaire, bio-informatique, et est classiquement abordée par la littérature selon trois angles [1-3] :• une approche « DNA based device construction » (biobrick), ou approche bottom-up, focalisée sur l'ingénierie de circuits de gènes synthétiques ; • une approche « genome-driven cell engineering », ou approche top-down, focalisée sur la synthèse d'un génome dans son intégralité ; • une approche « proto-cell creation » qui vise à recréer des systèmes cellulaires minimaux, et en vertu de laquelle les recherches sont focalisées sur le principe de l'émergence, ouvertement présenté comme un obstacle par les tenants de la première approche. Méthodologie de l'analyseL'analyse scientométrique que nous avons menée avait pour objectif de caractériser le processus d'émergence in vivo, c'est-à-dire alors même qu'il était à l'oeuvre. Pour cela, nous avons travaillé à partir des hypothèses suivantes :• il est possible de suivre la dynamique d'une science à partir des publications scientifiques, qui permettent de retracer la morphogenèse et la dynamique du domaine considéré. Cette hypothèse communément admise est issue du concept d'inscription littéraire développé par Latour et Woolgar [4] ;• la seconde hypothèse porte sur le fait de considérer la production scientifique comme une activité sociotechnique. Appliqué à notre étude, cela signifie que dans la constitution même de ce domaine émergent, on retrouve des interactions fortes avec l'environnement disciplinaire mais aussi avec l'environnement sociétal ; • enfin, la dernière hypothèse considère l'émergence d'un nouveau domaine scientifique comme étant le théâtre d'une renégociation des frontières disciplinaires préexistantes. Pour réaliser cette analyse, nous avons pris en considération les dynamiques propres à l'émergence :• dans un premier temps, nous avons considéré que les idées, quoique nouvelles, doivent être suffisamment crédibles pour être acceptées par les autres champs scientifiques [5] ;• dans un second temps, nous avons pris en compte le fait que tout champ émergent est soumis à une tension liée au fait de devoir accepter de très nombreux nouveaux arrivants, tout en construisant des frontières autour de normes et de pratiques pour forger une identité au domaine (boundary work) [6] ; • enfin, dans un domaine en émergence comme l'est la biologie de synthèse, il faut être attentif aux « petits événements » dont les conséquences peuvent être très importantes par la suite (dépendance de sentier). Paul de Brem

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Genome Transplantation in Bacteria: Changing One Species to Another

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Biofuel alternatives to ethanol: pumping the microbial well

Biofuel alternatives to ethanol: pumping the microbial well

Sclerostin: A gem from the genome leads to bone-building antibodies

Caractérisation du processus d’émergence de la biologie synthétique à partir d’une approche scientométrique

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