{"id":3811,"date":"2012-12-19T16:14:50","date_gmt":"2012-12-19T14:14:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.largeur.com\/?p=3811"},"modified":"2012-12-19T21:27:47","modified_gmt":"2012-12-19T19:27:47","slug":"futur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/largeur.com\/?p=3811","title":{"rendered":"Domestiquer les microbes, enjeu scientifique du XXIe si\u00e8cle"},"content":{"rendered":"

\"bacterieOK.jpg\"Dans l\u2019amphith\u00e9\u00e2tre, une assembl\u00e9e de biologistes, ing\u00e9nieurs, physiciens et m\u00e9decins suit avec attention la pr\u00e9sentation de deux jeunes orateurs. \u00abNous avons modifi\u00e9 le code g\u00e9n\u00e9tique d\u2019une bact\u00e9rie pour qu\u2019elle devienne sensible \u00e0 la lumi\u00e8re\u00bb, explique Sandro Kundert, \u00e9tudiant \u00e0 l\u2019EPF Zurich. Sur le mur du fond, un sch\u00e9ma montre comment un rayon lumineux peut enclencher une r\u00e9action m\u00e9tabolique. Une auditrice intrigu\u00e9e intervient: \u00abA quoi cela va-t-il servir?\u00bb \u00abImaginez une cr\u00e8me solaire faite de bact\u00e9ries qui peuvent vivre dans les interstices de la peau, r\u00e9pond le jeune homme. Celles-ci pourraient s\u00e9cr\u00e9ter un film protecteur en fonction de la lumi\u00e8re qu\u2019elles re\u00e7oivent. Notre travail pose les bases d\u2019une telle application.\u00bb<\/p>\n

Sandro Kundert et son camarade Stefan Ganscha sont venus pr\u00e9senter \u00e0 l\u2019EPFL une contribution au concours \u00abInternational Genetically Engineered Machine Competition\u00bb. La g\u00e9n\u00e9tique a progress\u00e9 si rapidement ces derni\u00e8res ann\u00e9es que m\u00eame des \u00e9tudiants de premier cycle peuvent d\u00e9sormais concevoir des s\u00e9quences d\u2019ADN sur ordinateur, les produire chimiquement et les transplanter dans des micro-organismes vivants. Une fois dot\u00e9s de capacit\u00e9s que la nature n\u2019avait pas pr\u00e9vues, ceux-ci peuvent produire de nouveaux compos\u00e9s chimiques utiles \u00e0 la soci\u00e9t\u00e9.<\/p>\n

Un nouvel outil industriel<\/strong><\/p>\n

Bien au-del\u00e0 du simple cosm\u00e9tique mentionn\u00e9 par l\u2019\u00e9tudiant zurichois, l\u2019id\u00e9e \u00e0 long terme est de domestiquer les microbes afin de lutter contre les grands maux de la plan\u00e8te. Un nombre croissant de scientifiques imaginent comment des bact\u00e9ries pourraient \u00eatre rel\u00e2ch\u00e9es dans l\u2019atmosph\u00e8re, les lacs, les rivi\u00e8res, les h\u00f4pitaux et les maisons, chacune accomplissant une mission pr\u00e9cise dict\u00e9e par les instructions contenues dans ses g\u00e8nes synth\u00e9tiques.<\/p>\n

Certaines pi\u00e9geront le gaz carbonique dans les min\u00e9raux du sous-sol alors que d\u2019autres le dig\u00e9reront pour recracher du biocarburant. De nouvelles recrues microscopiques serviront d\u2019engrais pour les cultures agricoles des r\u00e9gions arides, en apportant des nutriments aux racines et en les prot\u00e9geant des maladies et des insectes. Inject\u00e9es dans le sang de patients atteints de cancer, des bact\u00e9ries th\u00e9rapeutiques navigueront vers les tumeurs pour y s\u00e9cr\u00e9ter localement des m\u00e9dicaments puissants, une mani\u00e8re de laisser intact le reste de l\u2019organisme. Dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re Sud, les moustiques transporteront dans leurs intestins une bact\u00e9rie emp\u00eachant la propagation de la malaria et d\u2019autres parasites.<\/p>\n

\u00abL\u2019ing\u00e9nierie des microbes fera partie des plus grandes entreprises scientifiques du XXIe si\u00e8cle, d\u00e9clare par t\u00e9l\u00e9phone le bio\u00e9thicien am\u00e9ricain Arthur Caplan, l\u2019une des dix personnalit\u00e9s scientifiques les plus influentes selon le magazine Discover. Il s\u2019agira d\u2019une technologie cl\u00e9 d\u00e9ploy\u00e9e contre les probl\u00e8mes d\u2019alimentation, d\u2019\u00e9nergie ou encore de pollution.\u00bb<\/p>\n

Cette vision ne rel\u00e8ve pas de la science-fiction: des micro-organismes modifi\u00e9s sont d\u00e9j\u00e0 utilis\u00e9s \u00e0 des fins industrielles. Roche commercialise ainsi des \u00abm\u00e9dicaments biologiques\u00bb (\u00abbiologics\u00bb) contre le cancer fabriqu\u00e9s par des cellules vivantes manipul\u00e9es g\u00e9n\u00e9tiquement. Les ing\u00e9nieurs de Dupont ont reprogramm\u00e9 une bact\u00e9rie provenant de l\u2019intestin humain, E. coli, pour transformer du ma\u00efs en polyester haut de gamme utilis\u00e9 pour fabriquer de la moquette. \u00abDupont en a fait une affaire rentable, commente le g\u00e9n\u00e9ticien Philippe Marli\u00e8re. Je suis convaincu que cette approche deviendra un r\u00e9el outil industriel dans les prochaines d\u00e9cennies. Selon moi, elle pourrait m\u00eame \u00eatre appel\u00e9e \u00e0 supplanter la chimie traditionnelle.\u00bb<\/p>\n

S\u2019affranchir du p\u00e9trole<\/strong><\/p>\n

Philippe Marli\u00e8re a cofond\u00e9 Global Bioenergies, une start-up sp\u00e9cialis\u00e9e dans la conversion de ressources renouvelables (ma\u00efs, paille ou encore bois) en hydrocarbures industriels normalement issus du p\u00e9trole \u2013 une prouesse qu\u2019aujourd\u2019hui la chimie n\u2019arrive pas \u00e0 accomplir. L\u2019entreprise a d\u00e9j\u00e0 modifi\u00e9 un microbe pour transformer du sucre en isobut\u00e8ne, une brique \u00e9l\u00e9mentaire de la p\u00e9trochimie qui sert \u00e0 fabriquer divers carburants, plastiques et caoutchoucs.<\/p>\n

\u00abComme l\u2019isobut\u00e8ne n\u2019est pas produit de mani\u00e8re naturelle par la bact\u00e9rie, il nous a d\u2019abord fallu cr\u00e9er une voie m\u00e9tabolique totalement nouvelle, explique le scientifique fran\u00e7ais. Apr\u00e8s avoir con\u00e7u les enzymes qui catalysent la cha\u00eene de r\u00e9actions chimiques d\u00e9sir\u00e9e, nous les avons inscrits dans le programme g\u00e9n\u00e9tique du micro-organisme, ce qui l\u2019a destin\u00e9, tout comme sa descendance, \u00e0 fabriquer de l\u2019isobut\u00e8ne.\u00bb<\/p>\n

Des descendants comme unit\u00e9s de production<\/strong><\/p>\n

Global Bioenergies travaille \u00e0 augmenter l\u2019efficacit\u00e9 de ses microbes. \u00abIl faudra encore cinq ans pour devenir comp\u00e9titif sur le march\u00e9 des k\u00e9ros\u00e8nes d\u2019avion, estime Philippe Marli\u00e8re. La mise au point d\u2019une nouvelle voie m\u00e9tabolique demande toujours \u00e9norm\u00e9ment de temps, car il s\u2019agit de modifier un \u00eatre vivant.\u00bb En revanche, une fois le d\u00e9veloppement achev\u00e9, les bact\u00e9ries offrent un avantage clair, rel\u00e8ve le scientifique: \u00abIl suffit de reprogrammer un seul microbe. Comme il se reproduit de mani\u00e8re exponentielle, il g\u00e9n\u00e8re ensuite non seulement le produit final mais \u00e9galement une source in\u00e9puisable de descendants, qui agissent comme autant de nouvelles unit\u00e9s de production.\u00bb<\/p>\n

\u00abNotre ambition est de ma\u00eetriser l\u2019ing\u00e9nierie des bact\u00e9ries aussi bien que celle des ordinateurs, explique Sven Panke, chercheur en biologie synth\u00e9tique \u00e0 l\u2019EPF Zurich. Les propri\u00e9t\u00e9s des composants \u00e9lectroniques sont stables et bien connues, ce qui permet aux ing\u00e9nieurs de dessiner des sch\u00e9mas et de pr\u00e9voir comment le courant va s\u2019\u00e9couler.\u00bb En mati\u00e8re de micro-organismes, c\u2019est une tout autre histoire: \u00abLa triste r\u00e9alit\u00e9 est que les biologistes ont beaucoup d\u2019id\u00e9es d\u2019applications mais n\u2019arrivent que rarement \u00e0 les r\u00e9aliser. La machinerie mol\u00e9culaire est trop complexe. A ce stade, nous ne comprenons pas assez bien les multiples interactions qui existent pour concevoir un nouveau processus biologique de mani\u00e8re pr\u00e9visible et en peu de temps.\u00bb<\/p>\n

Le chercheur am\u00e9ricain Craig Venter propose une solution radicale pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me: r\u00e9duire au minimum le nombre de g\u00e8nes d\u2019une bact\u00e9rie jusqu\u2019\u00e0 atteindre la forme de vie la plus simple possible — et donc la mieux pr\u00e9visible. Ce microbe \u00abminimal\u00bb ne contiendrait que l\u2019ADN n\u00e9cessaire \u00e0 sa survie et son autor\u00e9plication — le plus petit d\u00e9nominateur commun de la vie sur Terre. Il pourrait alors servir de support \u00e0 toutes sortes de nouvelles fonctionnalit\u00e9s. \u00abLe probl\u00e8me, c\u2019est que le travail de Craig Venter a plus d\u2019impact au niveau conceptuel que pratique, estime Sven Panke. Sa strat\u00e9gie consiste \u00e0 \u00abtailler\u00bb dans le g\u00e9nome d\u2019une sorte de bact\u00e9ries que personne d\u2019autre n\u2019utilise en biotechnologie. Adopter celle-ci impliquerait de remettre \u00e0 z\u00e9ro des ann\u00e9es de recherche et red\u00e9velopper l\u2019ensemble de nos proc\u00e9d\u00e9s de base.\u00bb<\/p>\n

Synth\u00e9tiser de l\u2019ADN \u00e0 volont\u00e9<\/strong><\/p>\n

En attendant l\u2019arriv\u00e9e de ce nouvel \u00eatre vivant \u00abminimal\u00bb, Craig Venter — d\u00e9j\u00e0 c\u00e9l\u00e8bre pour avoir s\u00e9quenc\u00e9 le premier g\u00e9nome humain \u2013 poursuit le d\u00e9veloppement de technologies qui promettent de r\u00e9volutionner l\u2019ing\u00e9nierie g\u00e9n\u00e9tique. En 2010, il annon\u00e7ait avoir produit la premi\u00e8re bact\u00e9rie dont l\u2019ADN est enti\u00e8rement synth\u00e9tique — un r\u00e9sultat consid\u00e9r\u00e9 par certains comme une \u00e9tape fondamentale dans la domestication du vivant, et par d\u2019autres comme un coup m\u00e9diatique. \u00abCraig Venter n\u2019a pas \u00e9crit un nouveau g\u00e9nome complet, relativise Sven Panke. Personne ne peut le faire actuellement. Il a cr\u00e9\u00e9 une copie artificielle du g\u00e9nome d\u2019une bact\u00e9rie en y ajoutant quelques s\u00e9quences. Il a ensuite ins\u00e9r\u00e9 cet ADN dans une bact\u00e9rie d\u2019une autre sorte, apr\u00e8s l\u2019avoir vid\u00e9e de son propre code g\u00e9n\u00e9tique. Le nouveau g\u00e9nome l\u2019a transform\u00e9: elle est devenue de la m\u00eame souche que le premier microbe.\u00bb<\/p>\n

\u00abCette exp\u00e9rience est h\u00e9ro\u00efque, conteste Philippe Marli\u00e8re. Les biologistes ont tendance \u00e0 ne d\u00e9battre que le r\u00e9sultat final: un micro-organisme certes sans grand int\u00e9r\u00eat. Ils ne voient pas que l\u2019innovation majeure r\u00e9side en r\u00e9alit\u00e9 dans les techniques mises au point pour arriver au r\u00e9sultat.\u00bb Le scientifique prend une analogie historique: \u00abLes premiers livres imprim\u00e9s par Gutenberg n\u2019ont pas \u00e9t\u00e9 sp\u00e9cialement appr\u00e9ci\u00e9s. Les gens de l\u2019\u00e9poque n\u2019avaient pas remarqu\u00e9 que pour les fabriquer, l\u2019homme avait invent\u00e9 l\u2019imprimerie. Craig Venter a lui d\u00e9velopp\u00e9 un outil pour synth\u00e9tiser un g\u00e9nome bact\u00e9rien complet. On peut d\u00e9sormais r\u00e9\u00e9crire un ADN long de millions de bases (les lettres A, C, T, G, ndlr) sans commettre la moindre erreur, alors qu\u2019auparavant on se limitait \u00e0 une dizaine de milliers. Pour moi, ce changement d\u2019\u00e9chelle va r\u00e9volutionner la biotechnologie.\u00bb<\/p>\n

Vers un nouveau code g\u00e9n\u00e9tique <\/strong><\/p>\n

En sortant de l\u2019amphith\u00e9\u00e2tre de l\u2019EPFL, Sven Panke, qui chapeaute \u00e0 Zurich le projet des deux jeunes \u00e9tudiants Sandro Kundert et Stefan Ganscha, commente leur pr\u00e9sentation: \u00abJe l\u2019admets: tout le monde n\u2019accepterait pas de s\u2019enduire la peau d\u2019une cr\u00e8me contenant des bact\u00e9ries g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9es.\u00bb<\/p>\n

L\u2019id\u00e9e de r\u00e9pandre sur soi et dans l\u2019environnement des microbes synth\u00e9tiques soul\u00e8ve d\u2019importantes questions de s\u00e9curit\u00e9 et d\u2019\u00e9thique, et pourrait avoir de la peine \u00e0 convaincre la population d\u00e9j\u00e0 tr\u00e8s critique envers l\u2019agriculture OGM. Peut-on vraiment ma\u00eetriser le risque que ces germes \u00e9chappent \u00e0 notre contr\u00f4le et qu\u2019ils se r\u00e9pandent, mutent et finissent par devenir dangereux? Pour Sven Panke, la g\u00e9n\u00e9tique pratiqu\u00e9e aujourd\u2019hui en laboratoire ne pr\u00e9sente \u00abaucun risque\u00bb. Mais le chercheur admet que cette science \u00e9volue vite: \u00abLes exp\u00e9riences vont devenir de plus en plus ambitieuses. Les risques doivent \u00eatre constamment r\u00e9\u00e9valu\u00e9s.\u00bb L\u2019\u00e9thicien Arthur Caplan plaide pour davantage de transparence dans la recherche en biotechnologie. \u00abNous devons savoir ce qui se passe dans ces laboratoires\u00bb, insiste-t-il.<\/p>\n

Philippe Marli\u00e8re d\u00e9fend une approche surprenante face \u00e0 ces questions de s\u00e9curit\u00e9: cr\u00e9er des micro-organismes dont la biologie s\u2019\u00e9loigne le plus possible de celle trouv\u00e9e dans la nature. \u00abLa proximit\u00e9 g\u00e9n\u00e9tique constitue une source de probl\u00e8mes, explique le g\u00e9n\u00e9ticien. Prenez le sida: c\u2019est la parent\u00e9 entre le singe et l\u2019homme qui a permis le transfert du virus entre ces deux esp\u00e8ces.\u00bb<\/p>\n

Paradoxalement, les microbes les plus \u00abd\u00e9viants\u00bb seraient ainsi les moins risqu\u00e9s. Pour les cr\u00e9er, certains chercheurs d\u00e9veloppent l\u2019utilisation d\u2019un langage g\u00e9n\u00e9tique diff\u00e9rent du n\u00f4tre. En 2010, l\u2019\u00e9quipe de Philippe Marli\u00e8re franchit un pas important: elle annonce avoir donn\u00e9 vie \u00e0 une bact\u00e9rie dans laquelle l\u2019une des bases constituant l\u2019ADN, la thymine (le T du code g\u00e9n\u00e9tique A, C, G, T) a \u00e9t\u00e9 remplac\u00e9e par un composant artificiel toxique pour les organismes naturels. D\u2019autres chercheurs ont ensuite montr\u00e9 qu\u2019il est possible de faire porter l\u2019information g\u00e9n\u00e9tique par d\u2019autres types d\u2019assemblages mol\u00e9culaires artificiels baptis\u00e9s \u00abacides x\u00e9nonucl\u00e9iques\u00bb ou AXN. \u00abCette nouvelle biologie va nous permettre de cr\u00e9er des micro-organismes qui d\u00e9pendent d\u2019une nourriture artificielle fournie uniquement par les humains. Ces derniers pourront ainsi choisir \u00e0 tout moment de couper leur alimentation.\u00bb<\/p>\n

Arthur Caplan soutient lui aussi la strat\u00e9gie des bact\u00e9ries d\u00e9viantes et souligne m\u00eame qu\u2019il s\u2019agit de la seule mani\u00e8re \u00e9thique de proc\u00e9der: \u00abCertes, ils sonnent dangereux, ces extraterrestres sortis des laboratoires. Mais en r\u00e9alit\u00e9, ces microbes seraient con\u00e7us pour rester \u00abfaibles\u00bb et respectueux de l\u2019environnement. Ils seraient bien plus s\u00fbrs.\u00bb<\/p>\n

La modification g\u00e9n\u00e9tique des bact\u00e9ries et leur domestication doit \u00eatre encadr\u00e9e par des lois internationales strictes, poursuit le sp\u00e9cialiste: \u00abNous devons exiger trois r\u00e8gles de base: la tra\u00e7abilit\u00e9 des microbes, leur d\u00e9pendance aux humains pour survivre et leur autodestruction au bout d\u2019un certain temps. Nous n\u2019avons pas besoin de ces lois dans dix ans, mais d\u00e8s demain.\u00bb Pour lui, le risque en vaut la peine: \u00abAu final, je suis persuad\u00e9 que nos enfants se porteront mieux dans un monde peupl\u00e9 de bact\u00e9ries synth\u00e9tiques.\u00bb
\n_______<\/p>\n

Une version de cet article est parue dans le magazine Reflex.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En modifiant des bact\u00e9ries pour leur faire produire des m\u00e9dicaments et des biocarburants, les g\u00e9n\u00e9ticiens veulent mettre au service de l\u2019homme la plus vieille forme de vie de la plan\u00e8te. Explications.<\/p>\n","protected":false},"author":19858,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-3811","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-latitude","latitude"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3811","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/19858"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3811"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3811\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3811"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3811"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3811"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}