No backbone motif other than phospho-ribose and phospho-deoxyribose has been found in natural nucleic acids, currently restricting the molecular types of replicable biopolymers to DNA and RNA. With the aim of propagating and expressing a third type of nucleic acid in vivo, we assessed the replicability of polynucleotides with a phospho-hexitol backbone (HNA) in vivo and in vitro. Faithful polymerisation of up to four deoxynucleotides templated by hexitol oligonucleotides was established in vitro using DNA polymerase from Escherichia coli (PolA Klenow exo-fragment) and Thermus aquaticus (Taq polymerase). Condensation of up to three successive hTTPs (hexitol thymidine triphosphate) in response to a pentameric hexitol template (hA)₅ could also be demonstrated in vitro. Such a marginal HNA-dependent HNA polymerase activity of natural polymerases may be evolved in the future to catalyse in vitro amplification of HNA. The transmission of a two-codon-long genetic message carried on a hexameric hexitol template was also established using a selection screen for restoring thymidylate synthase activity in E. coli. These results exemplify the potential that can be explored by converting artificial substrates with natural enzymes in the field of informational polymer synthesis. To cite this article: S. Pochet et al., C. R. Biologies 326 (2003).

La faisabilité d'une enclave génétique propageant dans une cellule bactérienne certains messages génétiques portés par une catégorie de polynucléotides distincte du DNA et du RNA a été abordée en choisissant l'analogue hexitol HNA comme objet d'étude. Nous avons pu établir que de brefs messages génétiques couvrant jusqu'à six bases portées par des oligonucléotides HNA pouvaient être transcrits en DNA in vivo, en utilisant un crible nutritionnel pour sélectionner chez Escherichia coli la restauration de l'intégrité du gène de la thymidylate synthase. En outre, la biosynthèse d'une brève séquence de HNA par incorporation d'hexitol-nucléotides en réponse à une séquence de HNA complémentaire utilisée comme matrice put être démontrée dans des tests ex vivo à l'aide des DNA polymérases d'E. coli et de Thermus aquaticus. Jusqu'à trois incorporations successives de l'hexitol-nucléoside triphosphate hTTP en réponse au penta-hexitol-nucléotide (hA)₅ ont été observées. Ces résultats augurent favorablement de l'amplification ex vivo et de la propagation in vivo du HNA, une fois que des versions spécialisées des polymérases auront été obtenues par évolution dirigée. Pour citer cet article : S. Pochet et al., C. R. Biologies 326 (2003).