La recherche toujours plus poussée faite par la science du vivant sur les systèmes et fonctions biologiques aux fins de la création de solutions dans des domaines tels que l’agronomie, la pharmacie, l’agriculture et l’énergie a donné naissance à un domaine qui se développe aujourd’hui et qui s’appelle Biologie de synthèse. Découvrons dans notre article ses tenants et aboutissants.
Biologie synthétique : concepts et objectifs
Par son principe, la biologie de synthèse est une science biotechnologique qui cherche à synthétiser des systèmes et fonctions biologiques encore non-existants et ce dans le but de vérifier et d’élargir notre compréhension des principes qui gouvernent la biologie d’un côté et de l’autre côté, d’arriver à faire apparaître dans le respect des règles de sécurité biologique de nouveaux organismes jouant des rôles biologiques complexes et pouvant rendre service à différents domaines. En s’inspirant de principes d’ingénierie tels que ceux appliqués en électronique et en génie civil, la biologie synthétique veut rendre la génie biologique plus accessible et moins onéreuse. Son défi est d’arriver à concevoir un domaine aussi innovant que l’ingénierie de souche même si cela soulève des questions d’ordre éthique et philosophique compte tenu du fait qu’il y a là manipulation de certaines fonctions biologiques naturelles pour en obtenir d’autres.
Historique de la biologie de synthèse
Dès le début du XXe siècle, il y eût l’idée de contrôler et diriger en laboratoire les mécanismes de l’évolution avec comme ambition la création de nouvelles formes de vie. L’idée de tester la validité de la connaissance des humains en biologie par une procédure d’analyse suivie de synthèse a été exprimée par le biologiste français Stéphane Leduc dans son ouvrage intitulé « La biologie de synthèse ». Dans les années 70-80, le génie génétique a vu le jour avec la réalisation du premier gène de synthèse en 1977 pour produire l’insuline et la somatostatine ainsi que l’invention de la réaction en chaîne par polymérase PCR en 1984. Ce n’est qu’à la fin des années 90 que quatre biologistes à l’université de Berkeley ont posé les bases de la biologie constructive ou intentionnelle qui est l’ancêtre de la véritable biologie de synthèse et qui, contrairement au génie génétique, se veut aussi rationnelle que l’ingénierie avec ses principes.
Une véritable ingénierie de souche
Au commencement de l’éclosion de la biologie synthétique, l’intention était d’étudier et de reproduire un génome qui regrouperait à peu près l’essentiel des gènes indispensables à la vie et à la reproduction d’une bactérie. Dans ce but, la recherche du plus petit organisme cultivable en souche pure dans un environnement sans stress a donné comme résultat le Mycoplasma genitalium qui possède 482 gènes codant des protéines. De lui découla la première bactérie synthétique : le Mycoplasma laboratorium fabriqué par Craig Venter en 2007. 2010 a vu la naissance du premier organisme contenant un génome entièrement fabriqué par l’homme : la souche Mycoplasma capricolum. Enfin, en 2016, un assemblage des éléments indispensables et découpés du génome du Mycoplasma mycoïdes a été fait pour donner naissance à une cellule synthétique dont des gènes participent à la régulation du génome, à la structuration et au fonctionnement de la membrane, au métabolisme et à la préservation du code génétique.
La biologie de synthèse est une véritable révolution biotechnologique. Elle consiste en la création de systèmes biologiques aux fonctions prévisibles par opposition à celles produites par le génie génétique et qui se sont révélées plutôt aléatoires. Par exemple, une bactérie synthétique est reconstruite par génie génétique autour d’un chromosome de synthèse.