Qu'est-ce que la production de protéines recombinantes?
La production de protéines recombinantes est l'expression de protéines produites par des techniques de recombinaison d'ADN. Ce procédé permet de fabriquer ces substances en grande quantité. Cette production en série est destinée à la fois aux études de laboratoire et à la production industrielle.
Cette technique est souvent utilisée pour produire de l'hormone de croissance humaine et de l'insuline. L'obtention de l'hormone de croissance humaine par la production de protéines recombinantes constitue un progrès considérable par rapport à son obtention à partir de cadavres, car la présence de protéines obtenues à partir de cadavres entraînait parfois la transmission de maladies. Cette fabrication d’insuline est également bénéfique, car elle a permis de fabriquer des variantes d’insuline ayant différentes actions pharmacologiques dans le corps.
Les protéines sont des chaînes d'acides aminés, codées par l'ADN. Les gènes qui codent pour ces protéines sont placés dans des vecteurs spéciaux, ou unités d'ADN. On choisit les vecteurs qui produiront de grandes quantités de la protéine souhaitée. Ceci est connu sous le nom de surexpression .
La surexpression est effectuée dans des cellules hôtes spéciales. Parfois, les hôtes sont des bactéries ou des levures. Dans les cas où les protéines proviennent de mammifères, les hôtes sont fréquemment des lignées cellulaires d'insectes ou de mammifères. Un grand nombre de kits sont disponibles dans le commerce pour faciliter à la fois le clonage du gène et la production ultérieure de protéines recombinantes.
Ces kits contiennent des vecteurs spéciaux appelés vecteurs d’expression dotés d’un promoteur spécial pour produire de grandes quantités de protéines. Un promoteur est la section de l'ADN qui dirige la production de la séquence du gène qui le suit. Fréquemment, ces vecteurs d'expression peuvent être désactivés et sont inductibles. Surtout avec les hôtes bactériens, produire trop de protéines à la fois peut être toxique, inhibant la croissance des bactéries.
Il y a plusieurs façons différentes d'induire l'expression. Dans les deux cas, les bactéries se développent à une certaine densité. Ensuite, soit un composé est ajouté pour l'induction, soit la température est déplacée vers celle à laquelle le promoteur est actif.
Pour faciliter la purification des protéines des bactéries, le clonage est souvent effectué de manière à ce qu'il y ait une étiquette sur la protéine qui se liera à une matrice. Cela sépare la protéine des débris cellulaires. Par exemple, une étiquette de molécules d'histidine sur la protéine se liera à une colonne de nickel. Une fois que la protéine est liée, l'étiquette est clivée, laissant une protéine pure qui peut ensuite être éluée de la colonne. La purification d'une protéine par des méthodes traditionnelles peut prendre des années.
Un facteur supplémentaire à considérer est de savoir si la protéine doit être modifiée après sa production initiale. C'est souvent le cas des protéines de mammifère. Les bactéries ne modifient souvent pas correctement ces protéines, aussi une surexpression de ces protéines plus avancées est-elle souvent réalisée dans des cellules d’insecte ou de mammifère. Un certain nombre de sociétés de biotechnologie se spécialisent dans la production de protéines recombinantes.