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Pourquoi la création du premier organisme vivant semi-synthétique est une nouvelle étape du vivant

REUTERS/Wolfgang Rattay

REUTERS/Wolfgang Rattay

Des chercheurs ont créé une bactérie porteuse d'un patrimoine génétique qui n'a jamais existé.

Retenez ces noms: Denis A. Malyshev et Floyd Romesberg. Ces biologistes travaillent au Scripps Research Institute de La Jolla (Californie). Avec six de leurs collègues, ils annoncent avoir franchi une nouvelle étape, historique, dans la manipulation du vivant. Cette équipe signe dans la revue Nature (mise en ligne le 8 mai) une communication qui pourrait faire date dans l’histoire de la biologie (1): la création d’une bactérie d’un nouveau genre, une bactérie porteuse d’un patrimoine génétique qui n’a jamais existé depuis le début de la vie sur la Terre; une bactérie dont le code génétique n’est plus seulement constitué des «quatre lettres de l’alphabet du vivant» (les quatre «bases azotées» A, T, C, G structurant la célèbre hélice de l’ADN). Mais une bactérie comportant en son sein ces quatre «lettres» associées à deux autres, créées par les chercheurs américains par synthèse.

En pratique, l’équipe américaine annonce avoir réussi à intégrer dans le génome de la bactérie Escherichia coli une nouvelle paire de bases baptisées «d5SICS» et «dNaM». La prouesse technique réside dans le fait que ces deux éléments ont non seulement été «tolérés» par Escherischia coli mais que cette bactérie les a intégrés au sein de son propre mécanisme de reproduction d’elle-même. En d’autres termes, ces structures artificielles sont présentes dans la quasi-totalité de la descendance des bactéries devenues semi-synthétiques. C’est cette transmission au fil de la réplication bactérienne qui constitue une  première.

Attendu depuis plus d’une décennie dans la communauté scientifique, ce résultat n’a été obtenu qu’au prix d’une succession de manipulations complexes. Il s’agissait en substance d’obtenir que ce microorganisme fruit d’une très longue évolution «accepte» cette greffe synthétique de nouvelles «lettres» du vivant.

Pour l’heure, ces lettres sont tolérées au sein du vivant bactérien, ce qui constitue en soi un évènement. L’étape suivante, plus attendue encore, est de savoir si cette greffe s’intègrera pleinement dans l’intimité de la machinerie bactérienne et comment elle en modifiera le sens et les fonctions. Que restera-t-il alors de l’antique Escherischia coli et quels seront les profils et les performances  des nouvelles Escherischia coli semi-synthétiques?

Il ne s’agit plus ici d’une simple «recombinaison» de fragments de génomes créés à partir d’un alphabet du vivant, alphabet tenu jusqu’ici pour universel et indépassable. Il s’agit bien au contraire de la création d’une vie bactérienne nouvelle à partir d’un alphabet «enrichi» de deux nouvelles «bases». De ce point de vue, les perspectives ouvertes sont considérables, enthousiasmantes pour les uns, potentiellement effrayantes pour d’autres. Ces travaux réactivent sur une toute autre échelle les angoisses nées avec l’émergence des nouvelles techniques dite de «génie génétique» qui ont donné naissance aux OGM.

La publication de Nature pourrait bien être l’étape précédant une sorte de biologie réinventée, complétée, renouvelée par l’homme. Deux écoles s’opposent déjà. Pour les uns, on peut voir là un Eldorado avec d’innombrables applications dans les champs environnementaux, énergétiques ou médicaux. Pour les autres, il faudra vite déchanter quant aux applications commerciales.

Il semble clair, en revanche que l’homme a créé là des micro-organismes bactériens qui pourront pianoter sur un nouveau clavier, infiniment plus large, de son métabolisme et de sa reproduction; des micro-organismes à mi chemin du naturel et de l’artificiel, aux frontières du «paranaturel»; des bactéries comme frankensteinisées. On parle déjà ici de xénobiologie. Le chercheur français Philippe Marlière, très impliqué dans ce secteur, voit la xébobiologie comme la discipline qui verra la création de formes de vie radicalement étrangères à celles connues sur Terre, qu’il s’agisse de la chimie ou du codage génétique.

«Les travaux de Denis A. Malyshev et Floyd Romesberg constituent le franchissement d’un cap symbolique historique, a-t-il déclaré au Monde. 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 ne dit pas ce qui attend l’homme sur l’autre rive.

(1)    A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet” Denis A. Malyshev,  Kirandeep DhamiThomas LavergneTingjian Chen,Nan DaiJeremy M. FosterIvan R. Corrêa  & Floyd E. Romesberg Nature (2014) doi:10.1038/nature1331

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