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Divers scientifiques à travers le monde essaient de créer des cellules à partir de rien. Marileen Dogterom a reconstitué un cytosquelette aux Pays-Bas, Kate Adamala a attaché des récepteurs à une bicouche lipidique dans le Minnesota, et Tetsuya Yomo a construit un ARN qui peut évoluer comme un vrai au Japon.

Créer la vie à partir de rien

Mais dans l’ensemble, ils ont travaillé indépendamment sur différentes parties de la cellule. Aujourd’hui, un nombre croissant de collaborations fusionnent ces efforts et accélèrent les progrès vers un objectif audacieux: construire une cellule vivante à partir de molécules non vivantes.
C’est une idée dont on parle depuis des décennies, mais les scientifiques disent que les récents progrès technologiques ont rendu possible ce qui était autrefois un rêve illusoire. Une cellule construite à partir de la base permettrait aux chercheurs de mieux tester les médicaments, aux bioingénieurs de construire la prochaine génération de machines cellulaires et aux biologistes de répondre à la question fondamentale: que signifie être vivant?
De plus, les bailleurs de fonds et les administrateurs universitaires soutiennent de plus en plus un tel objectif. Un projet néerlandais de 25 millions d’euros dans six universités pour travailler à la construction d’une cellule synthétique a démarré en septembre. Une deuxième collaboration, celle-ci couvrant plusieurs universités européennes, s’est tenue en juillet dans un château allemand et envisage de demander une subvention d’un milliard d’euros dans le même but, et aux États-Unis, une équipe hétéroclite de diplômés et d’ingénieurs légendaires en génétique se sont rencontrés cette semaine à Caltech pour lancer un projet qu’ils appellent “Build-A-Cell.

Personnaliser ces créations

Ces efforts sont tous orientés vers un but commun: construire des organismes qui ont certaines propriétés des cellules, comme la capacité de se diviser et de transmettre l’information à leur progéniture. Les scientifiques peuvent également personnaliser ces nouvelles créations, en construisant des cellules pour faire des choses qui pourraient ne pas se produire dans la nature.
Mais peut-être le plus intéressant; ils pourraient construire quelque chose qui répond à notre définition de “vivant”, mais qui ne ressemblerait en rien à des cellules existantes, comme une molécule de stockage de l’information différente de l’ADN, ou serait enfermé non pas par des lipides, mais par des protéines. Créer et étudier une telle chose pourrait aider à répondre à la question fondamentale de ce que cela signifie pour quelque chose d’être vivant.
Plus tôt cette année, des chercheurs de l’Institut J. Craig Venter ont annoncé qu’ils avaient créé une cellule bactérienne minimale — une bactérie mycoplasmique qui contenait juste assez de gènes pour rester en vie. Ce nombre est de 473. Coupez un gène de plus, et la bactérie ne fonctionnera pas correctement. Ajoutez un gène supplémentaire, et la bactérie transportera un bagage inutile. Mais, au moment de la publication de l’étude, les scientifiques connaissaient seulement la fonction de 324 ces gènes. Les 149 autres ont fait quelque chose pour garder la cellule en vie, mais les scientifiques ne savaient pas quoi.
Cette approche ”top-down » — à partir d’un objet dans la nature et braser les bits en morceaux jusqu’à ce que vous arriviez à ce qui est fondamental à la vie est encore assez loin, mais ces efforts sont encore à leurs débuts. Des équipes de recherche individuelles font des progrès sur ces composantes, mais jusqu’à il y a quelques semaines, il n’y avait pas de grandes collaborations pour rassembler ces parties ou diriger les efforts de recherche. Mais les récents progrès dans les technologies de synthèse du génome rendent un tel projet à grande échelle plus réalisable aujourd’hui que jamais, disent les scientifiques.
Dogterom qui s’occupait du cytosquelette, un projet qui a débuté il y a 20 ans alors qu’elle était chercheuse post-doctorale aux Bell Labs de Murray Hill, au New Jersey. À l’époque, c’était juste de la science fondamentale. Mais au cours des dix dernières années, elle s’est davantage intéressée à l’idée d’insérer son cytosquelette dans une cellule synthétique et maintenant, en tant que professeur de bionanoscience à l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas, Dogterom est l’un des principaux scientifiques qui peuvent compter sur les 25 millions d’euros de collaboration.

La réunion Build-A-Cell

Drew Endy, un professeur de bioingénierie de Stanford qui a organisé la réunion Build-A-Cell, a une vision un peu plus grandiose. La capacité de construire des cellules, disait-il, pourrait transformer le tissu social en démocratisant les moyens de production. Les cellules sont des usines minuscules qui peuvent produire des éléments intéressants et vendables, mais peuvent également faire des copies d’eux-mêmes. Elles peuvent exister n’importe où sur la planète qui soutient la vie. Bien conçues, elles pourraient réorganiser la matière de multiples façons, remplaçant éventuellement la fabrication lourde et la production en usine qui se concentrent actuellement sur l’énergie qui est entre les mains de quelques riches.
La BioBricks Foundation, une organisation à but non lucratif a annoncé le mois dernier un accord avec Twist Bioscience, une société de synthèse de gènes, pour donner des copies de 10 000 différents gènes, dont la sélection sera déterminée par le vote en ligne. Les gènes synthétisés peuvent faire l’objet d’accords d’usage restrictifs — il peut être interdit de les vendre ou de les donner. Pas pour ces 10 000 gènes.

Créer tout ce dont nous avons besoin

L’espoir est que ce domaine naissant de l’ingénierie biologique procède d’une manière libre, ouverte, et collaborative, disponible au grand public, et peut-être restructurer la société dans ce processus. Mais une chose est sûre, si toutes ces collaborations aboutissent sur des cellules vivantes, nous serons alors dans une société complètement transformée et qui aurait la possibilité de créer tout ce dont elle aurait besoin.
Un article décrivant la création de cellules à partir de rien a été publié dans Nature.
Source : Stat News