Article.
Vers
la vie synthétique. Nouvelle avancée
Jean-Paul Baquiast 09/02/2007
Rappelons que l'on nomme vie synthétique
une forme de vie consistant à créer de nouveaux
organismes en recombinant d'une autre façon les composants
du génome. Le génome étant l'élément
essentiel par lesquels les organismes vivants se distinguent
des entités non vivantes, c'est sur lui que portent
aujourd'hui tous les efforts pour créer de nouvelles
formes de vie, qu'elle soit synthétique ou artificielle.
La vie artificielle est une forme de vie
dont tous les composants essentiels pourraient être
réalisés à partir de processus chimiques
ou physiques propres à l'univers matériel.
Ceci permettrait à ceux qui veulent obtenir de nouveaux
organismes vivants de se passer de ce que l'humanité
à fait depuis des millénaires: partir des
organismes vivants actuels et les transformer, notamment
par hybridation.
Rien n'empêcherait en principe de réaliser
des formes de vie artificielle ou synthétique capable
de posséder toutes les caractéristiques de
la vie, notamment la triade reproduction, sélection,
amplification, ceci sans faire appel à une organisation
telle que le génome traditionnel. Néanmoins
l'état des connaissances n'est pas aujourd'hui suffisant
pour espérer rapidement obtenir de tels résultats.
Les recherches se limitent à essayer de transformer
le génome, au moins partiellement.
Ces recherches font peur. Certains voudraient
les faire interdire au nom de raisons dites éthiques.
Mais rien ne sera fait en ce sens, partant du fait propre
à l'humanité d'aujourd'hui que tout ce que
la science pourra faire se fera. Il est plus important dans
l'immédiat de s'informer sur les recherches des laboratoires
et tenter de comprendre leurs implications.
Or les publications concernant les progrès
de la recherche dans le domaine de la vie synthétique
sont de plus en plus nombreuses. C'est le cas d'un article
référencé ci-dessous que viennent de
publier des chercheurs du Sripps Research Institute américain.
Ils annoncent avoir réalisé un premier organisme
semisynthétique stable, le terme de stable signifiant
qu'il puisse se conserver en dehors des conditions de sa
création.
Il s'agit d'une bactérie disposant
de deux nouvelles bases (appelée X et Y) s'ajoutant
aux 4 bases (A,T,C et G) caractérisant tous les organismes
vivants actuels. La taille du génome se mesure en
nombre de nucléotides, ou bases. La plupart du temps,
on parle de pb (pour paire de bases, puisque la majorité
des génomes est constituée de doubles brins
d'ADN ou bien d'ARN). Le génome comporte deux paires
de bases consituant les barreaux de l'échelle de
l'ADN. Elles se combinent différemment selon les
espèces. Sur le génome, https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9nome
L'addition de nouvelles bases permettra
en étendant l'alphabet génétique d'obtenir
de nouvelles protéines susceptibles d'usages thérapeutiques.
Rappelons que les généticiens insistent habituellement
sur l'intérêt thérapeutique de leurs
recherches, mais celles-ci peuvent servir à de tous
autres buts n'ayant rien de thérapeutique.La recherche,
dirigée par le Pr Floyd Romesberg, a montré
que le nouveau « super organisme »
monocellulaire obtenu peut reproduire indéfiniment
la nouvelle paire de base en se divisant. C'est ce qui permet
de parler d'organisme stable.
L'article précise que les organismes
synthétique se reproduisent avec peine et perdent
rapidement leurs caractères génétiques.
Ici les chercheurs ont fait appel à diverses procédures
chimiques et génétiques pour permettre au
nouvel organisme de se développer « en
bonne santé » , de façon autonome
et en conservant indéfiniment la nouvelle information
génétique. Ils étudient actuellement
la façon de transformer le nouvel ADN en nouvel ARN.
Les cellules utilisent en particulier l'ARN comme un support
intermédiaire des gènes pour synthétiser
les protéines dont elles ont besoin. L'ARN peut remplir
de nombreuses autres fonctions et en particulier intervenir
dans des réactions chimiques du métabolisme
cellulaire.
Précisons qu'un des auteurs de la recherche est le
maitre de conférence à l'Université
Paris Sud Thomas Lavergne
https://www.limsi.fr/fr/infos?login=lavergne
Nous ne ferons pas ici de pronostics prématurés
sur les suites d'une telle découverte. Bornons-nous
à dire que l'apparition d'un organisme au génome
doté de six paires de bases alors que ceux existant
depuis que la vie cellulaire est apparu n'en ont que quatre,
pourrait être révolutionnaire. Que ferait une
telle bactérie relâchée dans la nature
face à des bactéries traditionnelles. Nous
y reviendrons sans doute ultérieurement.
Commentaire
par les auteurs
To ensure the new
semisynthetic organism retains the new synthetic base pair
as it divides, the researchers used CRISPR-Cas9 (a sort
of scissors for modifying DNA). They engineered the organism
to react to a genetic sequence that doesn’t have X
and Y as a foreign invader (an immune response).
So any new cell that dropped X and Y would be marked for
destruction — leaving the scientists with an organism
that could hold on to the new bases.
In their experiments, that enabled their semisynthetic organism
to keep X and Y in its genome after dividing 60 times, leading
the researchers to believe it can hold on to the new base
pair indefinitely.
“We can now get the light of life to stay on,”
said Romesberg, senior author of the new study. “That
suggests that all of life’s processes can be subject
to manipulation.”
Romesberg emphasized that this work is only in single cells
and is not meant to be used in more complex organisms. So
far, scientists can only get the organism to store genetic
information.
While applications for this kind of organism are still far
in the future, the researchers say the work could be used
to create new functions for single-celled organisms that
play important roles in drug discovery and “much more.”
(Romesberg has created created a biotech company named Synthorx
for discovering and developing novel protein therapeutics.)
Next, the researchers plan to study how their new genetic
code can be transcribed into RNA, the molecule in cells
needed to translate DNA into useful proteins.
Scientists at the University of Grenoble and Henan Normal
University were also involved in the study, which was supported
by grants from the National Institutes of Health, theNational
Science Foundation, the National Natural Science Foundation
of China, Labex ARCANE, NanoBio-ICMG platforms, and a postdoctoral
fellowship from the American Cancer Society.
Abstract of A
semisynthetic organism engineered for the stable expansion
of the genetic alphabet
All natural organisms
store genetic information in a four-letter, two-base-pair
genetic alphabet. The expansion of the genetic alphabet
with two synthetic unnatural nucleotides that selectively
pair to form an unnatural base pair (UBP) would increase
the information storage potential of DNA, and semisynthetic
organisms (SSOs) that stably harbor this expanded alphabet
would thereby have the potential to store and retrieve increased
information. Toward this goal, we previously reported that Escherichia
coli grown in the presence of the unnatural nucleoside
triphosphates dNaMTP and d5SICSTP, and provided with the
means to import them via expression of a plasmid-borne nucleoside
triphosphate transporter, replicates DNA containing a single
dNaM-d5SICS UBP. Although this represented an important
proof-of-concept, the nascent SSO grew poorly and, more
problematically, required growth under controlled conditions
and even then was unable to indefinitely store the unnatural
information, which is clearly a prerequisite for true semisynthetic
life. Here, to fortify and vivify the nascent SSO, we engineered
the transporter, used a more chemically optimized UBP, and
harnessed the power of the bacterial immune response by
using Cas9 to eliminate DNA that had lost the UBP. The optimized
SSO grows robustly, constitutively imports the unnatural
triphosphates, and is able to indefinitely retain multiple
UBPs in virtually any sequence context. This SSO is thus
a form of life that can stably store genetic information
using a six-letter, three-base-pair alphabet.
Reference
http://www.pnas.org/content/114/6/1317.abstract
Automates
Intelligents s'enrichit du