Le système blanc bleu

Le système blanc/bleu est une technique permettant de repérer des clones d'intérêts parmi une population de clones différents. Ce système se base sur les propriétés d'une enzyme appelée ß-galactosidase, issue de l'opéron lactose.

L’opéron lactose est une unité de transcription constitué de 3 gènes codants chacun pour une enzyme différente dont la ß-galactosidase codée par le gène LacZ.

La ß-galactosidase est une enzyme codée par le gène LacZ et est constituée de deux sous-unités : alpha et omega. Chaque sous-unité est codée par un fragment différent (LacZ-alpha et LacZ-omega) et chacune d’entre elles est nécessaire afin d’obtenir une ß-galactosidase active et fonctionnelle.

Afin d'effectuer un repérage via le système blanc/bleu, il faut que la souche hôte utilisée pour le clonage soit de génotype LacZΔM15. Cela signifie que le fragment alpha du gène LacZ a été délété à son extrémité N-terminale par génie génétique. La souche synthétise donc un fragment omega inactif et par conséquent une ß-galactosidase non fonctionnelle.
On transforme ensuite notre souche hôte par un plasmide contenant le fragment alpha du gène LacZ. Par réassociation spatiale avec le peptide alpha codé par le plasmide, les deux fragments vont former une ß-galactosidase fonctionnelle, on dit qu’il y a alpha complémentation.

En présence d’Isopropyl ß-D-1-ThioGalactopyranoside (IPTG = inducteur) et de 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-beta-D-galactopyranoside (X-Gal = substrat), les colonies transformées non recombinées (plasmide sans insert) sont bleues. En effet, le gène LacZ-alpha du plasmide est transcrit et traduit car le plasmide est sous sa forme native, soit recircularisé sans avoir intégré l’insert. Il y a alpha complémentation et donc formation d’une ß-galactosidase fonctionnelle qui va hydrolyser le X-Gal en galactose + X. Ce dernier composé est de couleur bleue.

Les colonies transformées recombinées (plasmide avec insert) sont blanches car le gène LacZ-alpha est inactivé par l’insertion du fragment d’intérêt dans le plasmide. Il n’y a donc pas de synthèse du peptide alpha et donc absence de ß-galactosidase fonctionnelle. Le X-Gal n’est pas hydrolysé, les colonies sont blanches.