Gène reporter, qu'est-ce que c'est ?
Avant tout...
Le gène reporter (= Rapporteur) est un gène-témoin codant pour une protéine d'activité connue et détectable. Celui-ci est souvent associé à un autre gène pour prouver que celui est bien lu et transcrit dans la cellule. Cette transgénèse va modifier le génome et donc le phénotype de l'organisme modifié receveur de ce gène.
Pour quoi faire ?
Le souci de la biologie moléculaire est que tout ce qui est manipulé est invisible à l'oeil nu. Dans le cas de la transgénèse, les chercheurs n'avaient aucun moyen de voir que le gène qu'ils ont implanté avait été lu et transcrit par la cellule. Ils ont trouvé l'idée d'associer le gène d'intérêt* et un gène qui a une activité ,quand il sera lu, visible à l'oeil nu. Le gène qui code pour l'enzyme luciférase est bien approprié pour ce genre de transgénèse. Il est très facile à trouver puisque qu'une grande partie des animaux marins l'utilisent pour s'éclarer, attaquer,se défendre, se réproduire et communiquer.
La Bioluminescence
La bioluminescence est une émission de lumière par des protéines visible par l'homme. On peut observer ce phénomène chez certaines bactéries, mollusques ou insectes, comme chez le ver luisant. La bioluminescence est dite "lumière froide", l'émission de lumière se fait en dégageant très peu d'énergie thermique, 98% de lumière pour 2% de chaleur, alors qu'une ampoule classique dégage 7% de lumière et 93% de chaleur pour une ampoule classique. La bioluminescence n'est pas un fait isolé comme on pourrait le penser, puisque 95% des individus marins se situant en dessous de -4000 mètres sont lumineux.
C'est un physologiste français, Raphael Dubois qui a prouvé que la bioluminescence est due à une réaction enzymatique. Tout d'abord, il s'est aperçu qu'il faut un minimun d'oxygène pour que la réaction se fasse et que le produit devienne lumineux. Il a ensuite voulu prélever les produits lumineux grâce au bouillonnement de l'eau, mais il s'est très vite rendu compte que la chaleur avait détruit les substances responsables, puisque qu'aucune réaction n'était survenue. Sachant que les enzymes se dénaturent au dessus de 60°C, il a prélevé à froid les réactifs, la réaction s'est alors produite. Il en a déduit que la bioluminescence est due à une réaction enzyme-substrat en présence d'oxygène. Dans le cas que nous étudierons, c'est le couple luciférine-luciférase.
Luciférine-luciférase
Lorsque ces deux protéines se rencontrent, elles s’associent en un complexe qui catalyse la réaction d’oxydation (perte d'un ou plusieurs électrons par une molécule) de la luciférine par le dioxygène (O2). Cette oxydation fait passer la luciférine d’un état stable à un état électroniquement excité et instable. Cette réaction enzymatique est possible grâce à l'intervention de dioxygène et de l'ATP. Avant la fin de la réaction le complexe Luciférase/ Luciférine est instable et pour redevenir stable la molécule va émettre un photon fluorescent, et créer du dioxyde de carbone.
Les deux protéines sont alors disponibles pour un nouveau cycle de réaction.
La lumière produite peut ensuite être réfléchie ou amplifiée par d’autres structures organiques.
La séquence des acides aminés confère à l'enzyme sa structure dans l'espace. Une modification de cette séquence peut concerner ou non le site actif. Si le site actif est touché, il peut présenter une forme différente, le substrat ne peut plus se lier, la catalyse n'a pas lieu. Si c'est une zone située en dehors d'une site actif, l'activité catalytique de l'enzyme peut être conservée.
