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FABRIQUER DU VIVANT EN LABO

Rappel des épisodes précédents… Le premier défi a été de séquencer le code génétique des êtres vivants, autrement dit de le « lire ». « Le décodage du génome humain a pris 10 ans et coûté 3 milliards de dollars. Aujourd’hui, l’opération prend une journée pour moins de 1000 $ »*, indique Emily Leproust, fondatrice de Twist Bioscience à San Francisco, société spécialisée dans la fabrication d’ADN de synthèse. Puis est venu le temps des manipulations, avec les organismes génétiquement modifiés (OGM), il y a déjà bien longtemps. Il s’agissait alors de modifier le code génétique d’un organisme vivant, le maïs par exemple, pour lui apporter une caractéristique, comme la résistance aux maladies. Mais depuis les années 70, les chercheurs rêvent de fabriquer du code génétique, autrement dit « d’écrire » de l’ADN. Les progrès fulgurants de l’édition génomique ont peu à peu donné une réalité à ce fantasme. La biologie de synthèse peut aujourd’hui créer en laboratoire des organismes vivants, inconnus dans la nature.

LA RECETTE DE L’ADN DE SYNTHÈSE

De nombreuses start-ups et laboratoires de recherche travaillent aujourd’hui dans le monde à la conquête de ce qui s’annonce comme un marché colossal, au-delà de la performance scientifique. Pour faire simple, l’aventure ressemble à un jeu de construction avec des éléments de base, proposés sur le marché par différents fournisseurs : ceux qui fabriquent des gènes, ceux qui commercialisent des organismes à partir de ces gènes. Pour créer un organisme de synthèse, il faut des brins d’ADN reliés entre eux par des enzymes ou des bactéries. L’idée est de reprogrammer le code des cellules pour changer leur vocation première. Exemple : une levure qui dégrade le sucre en alcool (éthanol) pourrait produire de l’essence ou de la soie. La production de brins d’ADN reste aujourd’hui encore le maillon faible, même si des avancées colossales ont été faites. Pour passer du labo à l’application industrielle concrète, le défi est de fabriquer des lignes de code génétique suffisamment longues, de qualité (sans erreur de réplication), rapidement et à moindre coût. La possibilité d’utiliser la biologie de synthèse et non la chimie pour fabriquer de l’ADN marque une rupture dans les « usines à gènes ». En cultivant des enzymes, la technologie naturelle a permis de produire de l’ADN 10 à 20 fois plus rapidement qu’avec la chimie.

UNE COURSE À LA PERFORMANCE EST ENGAGÉE

Au siècle dernier, la loi de Moore prédisait que la puissance de traitement des ordinateurs serait multipliée par deux tous les 18 mois pour le même prix. L’histoire lui a donné raison. Aujourd’hui, les acteurs internationaux de la biologie de synthèse vivent la même courbe de croissance exponentielle avec la synthèse enzymatique de l’ADN. Une accélération qui ouvre la porte à de multiples applications.

DE L’ADN DE SYNTHÈSE, POUR QUOI FAIRE ?

Les grands groupes pétroliers mondiaux ont déjà investi des sommes considérables dans ces technologies, avec l’espoir de trouver une alternative crédible aux énergies fossiles grâce aux biocarburants issus de la biologie de synthèse. Des algues capables de transformer la biomasse en carburant par exemple. Les champs d’application concernent presque tous les domaines, de la production de vaccins et de médicaments moins chers aux nouveaux biomatériaux recyclables, comme les bioplastiques issus du maïs, jusqu’aux bactéries mangeuses de pollution. Pourra-t-on bientôt régler les problèmes posés par les technologies d’hier avec les biotechnologies de demain, comme la pollution et la surconsommation des ressources naturelles ? Des entreprises produisent déjà de la viande de synthèse, des soies d’araignée ultra-résistantes, des cuirs de synthèse… L’espoir est grand, mais ces produits de synthèse vont entrer en concurrence avec les productions traditionnelles, caoutchouc, vanille, huiles essentielles, médicaments… Le principal danger reste l’absence totale de réglementation internationale dans ce domaine, surtout quand on sait que l’on peut fabriquer un virus de toutes pièces. Et que faire de tous ces organismes vivants de synthèse à terme, même si les spécialistes assurent qu’ils ne pourront pas se reproduire?

UN FORMAT UNIVERSEL DE STOCKAGE DES DONNÉES

Pourtant, les perspectives sont très prometteuses, notamment en thérapie génique et en stockage de données, la mission initiale de l’ADN étant de stocker de l’information. Facile à lire, facile à copier, l’ADN pourrait devenir un support de choix pour stocker les informations. Emily Leproust, explique que Twist Bioscience a collaboré avec l’Université de Washington et Microsoft pour montrer comment stocker de la musique dans de l’ADN. Les données de deux morceaux « Smoke on the Water » de Deep Purple et « Tutu » de Miles Davis ont été encodées dans de l’ADN qui a été synthétisé. « Nous avons relu la musique pour nous assurer qu’elle était correcte à 100% et c’était le cas ! À présent, l’ADN sera conservé à jamais dans le cadre du programme Mémoire du monde de l’UNESCO. Comme nous l’a dit le compositeur de musique Quincy Jones, il est remarquable de voir ainsi un morceau d’imagination humaine avoir une chance de ne jamais se perdre et de rester accessible à des générations très éloignées»*.

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* Emily Leproust, orfèvre de l’ADN
Journal Le Monde – Septembre 2017

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Par Anne-marie Clerc
Photos © Metamorworks