2014 : Une vie répliquante artificielle créée
Ce que l'on pensait encore impensable il y a quelques mois vient d'être réalisé par une équipe américaine : introduire deux fabrications artificielles dans l'ADN d'une bactérie et à faire en sorte que la bactérie reproduise ce nouvel ADN modifié...
Pour simplifier leur réalisation, on peut dire que, depuis toujours, le code de la vie transmis par l'ADN comporte quatre lettres : quatre bases azotées nommées ATCG. Les chercheurs américains ont réussi à ajouter deux lettres à ce code fondamentalb et à les faire se répliquer au sein de plusieurs générations de bactéries. L'ADN est un brin hélicoïdal (ou une double-hélice) en forme d'escalier dont les barreaux sont tous fabriqués avec les même matériaux chimiques, il n'existe donc dans la nature que deux sortes de barreaux, puisque l’alphabet biologique fonctionne par paires : dans l’ADN, AT (adénine-thymine) et CG (cytosine-guanine), les bases complémentaires, constituent chacunes les barreaux de la double hélice. Dans l’ARN, autre molécule porteuse d’information génétique, la base T est remplacée par U (pour uracile). La suite de ces lettres (AATTCGTAGC, par exemple) constitue des gènes, selon un code qui commande la fabrication de protéines nécessaires au fonctionnement de tous les organismes vivants.
" L’équipe dirigée par Floyd Romesberg (Scripps Research Institute, La Jolla, Californie) est donc parvenue à intégrer dans le génome d’une bactérie, Escherichia coli, une nouvelle paire de bases nucléiques, d5SICS et dNaM, dont la présence a été tolérée par la machinerie de réplication du micro-organisme : cette paire de bases non naturelles se retrouvait dans 99,4 % des descendants de la bactérie. Ces bases inédites ne figuraient pas dans les chromosomes de la cellule, mais dans un plasmide, un anneau d’ADN capable lui aussi de se répliquer au fil des générations, mais non essentiel à la survie de la bactérie.
Les propositions de nouvelles paires de bases s’était multipliées ces dernières années. Mais leur réplication avait eu lieu seulement in vitro. La percée de Floyd Romesberg et de ses collègues a consisté à faire accepter à un organisme façonné par des milliards d’années d’évolution des éléments totalement « orthogonaux », comme le disent les scientifiques. Une prouesse en plusieurs étapes.
Représentation de la double-hélice d'ADN - MesserWoland/CC BY-SA 3.0
Dans un article de commentaire lui aussi publié dans Nature, Ross Thyer et Jared Ellefson (université du Texas, Austin) décrivent ce qui pourrait suivre : faire en sorte que ces bases soient définitivement adoptées par l’organisme qui les réplique ; démontrer qu’elles peuvent être transcrites en ARN in vivo, c’est-à-dire qu’elles servent à coder des messages génétiques pris en charge par l’organisme d’accueil, pour contrôler l’expression des gènes par exemple.
Ce ne serait là qu’un avant goût d’une biologie renouvelée, avec un répertoire plus étendu de paires de bases, et un lexique de protéines infiniment plus riche. Les applications, encore hypothétiques, pourraient concerner la médecine, l’énergie, etc.
Il s’agit là d’un élément-clé d’une discipline en émergence, qui comme d’autres pans avancés des sciences (nanotechnologies par exemple), suscitent des critiques concernant l’éthique et la sécurité. Ces questions étaient au cœur de la première conférence sur la xénobiologie organisée du 6 au 8 mai à… Gênes par le Français Philippe Marlière. La xénobiologie vise à mettre au point des formes de vie étrangères à celles connues sur Terre, du point de vue chimique et du codage informationnel, pour émanciper le vivant de ses substrats naturels.
Pour lui, les travaux de Malyshev et de ses collègues constituent le franchissement d’un « cap symbolique historique : une troisième paire de bases entièrement artificielle a pu être répliquée in vivo. Il ne s'agit que de quelques générations dans une bactérie, mais le Rubicon est franchi. » Il estime cette avancée « dix fois plus significative » que l’annonce récente de l’expression d’un chromosome synthétique dans une levure. "
http://www.lexpress.fr/actualite/sciences/le-premier-organisme-semi-synthetique-avec-un-adn-artificiel-est-cree_1536539.html + http://www.lemonde.fr/sciences/article/2014/05/07/l-alphabet-de-la-vie-s-enrichit_4412957_1650684.html
Yves Herbo, Sciences, F, Histoire, 09-05-2014
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