Lorsque vous entendez « biologie », vous pensez probablement à quelque chose comme « nature » ou « naturel », mais l’humanité interfère avec la biologie depuis des milliers d’années et, au XXIe siècle, nos outils sont plus puissants que jamais.
Nous sommes passés d’une sélection approximative de plantes et d’animaux sur plusieurs générations pour répondre à nos besoins à la création pure et simple de la biologie dont nous avons besoin.
Vous ne vous en rendez peut-être pas compte, mais notre maîtrise de la biologie a tranquillement explosé, et il ne faudra pas attendre longtemps avant que les fruits de ce travail ne deviennent apparents.
La biologie synthétique trouve son nom dans les années 1910, mais frappe l’imagination dans les années 70
Bien que le concept de modification des organismes vivants existe depuis des siècles, le terme « biologie synthétique » a été inventé pour la première fois dans les années 1910. Il a été utilisé par un biologiste français, Stéphane Leduc, dans une publication intitulée Théorie physico-chimique de la vie et générations spontanées, puis deux ans plus tard dans La Biologie Synthétique.
Plus tard, Wacław Szybalski a popularisé le terme en 1974 en référence au génie génétique, mais il était loin de se douter qu’un jour la biologie synthétique irait au-delà de la simple manipulation de la vie existante.
Les humains ont breveté la vie en 1981
Si vous modifiez génétiquement un organisme pour en faire un être vivant capable de remplir une fonction dont vous pouvez tirer profit, pouvez-vous le breveter ? Telle était la grande question qui se posait en 1981 lorsque le Dr Ananda Chakrabarty a obtenu un brevet.
Le brevet 4 259 444 concernait un microbe OGM et avait été demandé dès 1972. Le microbe en question avait été conçu pour manger du pétrole, dans l’idée qu’il pourrait être utilisé pour nettoyer en toute sécurité les rejets de pétrole.
Bien que l’invention n’ait pas été développée parce que General Electric avait trouvé d’autres solutions plus efficaces, le brevet lui-même revêt une importance historique, car il a créé un précédent selon lequel il était possible de breveter la vie elle-même.
Nous cartographions notre propre génome dans les années 90
En cartographiant le génome humain, notre espèce tout entière a fait un énorme bond en avant dans la connaissance de ses propres caractéristiques. Cela ne signifiait pas que nous allions tout comprendre, mais le fait d’avoir une cartographie complète était une première étape nécessaire.
Grâce aux progrès du matériel informatique, le projet a été achevé plus tôt que prévu, en 2003. Ce projet constitue aujourd’hui le fondement de la science génétique humaine et l’une de nos plus grandes réalisations. Pas aussi tape-à-l’œil qu’un alunissage, mais certainement plus important !
Les aliments OGM sont approuvés en 1994
Le premier aliment génétiquement modifié, la tomate Flavr Savr, a été autorisé à la vente en 1994. Créée par Calgene, la Food and drug administration a approuvé la vente de la tomate OGM et n’a pas exigé d’étiquetage spécial parce qu’elle n’a trouvé aucune différence en matière de sécurité ou de nutrition entre la Flavr Savr et les tomates non OGM. Cependant, la tomate Flavr Savr n’a été commercialisée que trois ans sur le marché, car Calgene n’a pas réussi à le rendre financièrement viable. La société a ensuite été rachetée par Monsanto.
Depuis lors, les aliments OGM ont prospéré, permettant une meilleure sécurité alimentaire et des cultures améliorées, en s’appuyant sur des milliers d’années de sélection des cultures par diverses civilisations humaines. Toutefois, les réactions du public à l’égard des OGM ont été mitigées et, outre la science elle-même, tout le monde n’est pas satisfait des pratiques commerciales d’entreprises telles que Monsanto.
Néanmoins, la prise de contrôle directe des gènes qui produisent nos aliments constitue un tournant historique majeur pour la biologie synthétique, et nous n’avons vu que la partie émergée de l’iceberg en ce qui concerne les possibilités de manipulation génétique des plantes et des animaux. Par exemple, des porcs OGM ont été créés avec des organes qui peuvent être transplantés chez l’homme.
Nous avons créé la vie artificielle à partir de rien
En 2008, des scientifiques de l’Institut J. Craig Venter ont synthétisé l’intégralité du génome d’une bactérie, créant ainsi le premier génome artificiel. Ils ont utilisé une cellule bactérienne existante et ont remplacé son génome par un génome synthétisé en laboratoire. Selon Venter :
« Nous l’appelons synthétique parce que la cellule est totalement dérivée d’un chromosome synthétique, fabriqué avec quatre bouteilles de produits chimiques sur un synthétiseur chimique, à partir d’informations contenues dans un ordinateur. »
Mais ce n’était qu’une étape intermédiaire. Le défi suivant était encore plus grand. Non contents d’avoir synthétisé un génome à partir de zéro, Venter et son équipe ont ensuite créé la première cellule synthétique autoréplicative.
Depuis que l’équipe de Venter a créé des organismes vivants avec des génomes synthétisés à partir de produits chimiques bruts, ceux-ci possèdent des gènes qui ne sont partagés avec aucune autre créature vivante. Ils n’ont pas d’ancêtres génétiques, même s’ils sont basés sur des organismes naturels dont les gènes ont été cartographiés et étudiés.
Les travaux de M. Venter ont conduit directement à des méthodes de synthèse de vaccins et ont ouvert la voie à la création, un jour, d’un organisme multicellulaire entièrement synthétique et construit à partir de zéro, ou de machines biologiques qui ne sont pas le résultat de l’évolution, mais de la conception.
CRISPR débloque l’ingénierie des gènes
L’une des plus grandes percées de la biologie synthétique a eu lieu en 2012 avec la commercialisation de CRISPR-Cas9, un outil révolutionnaire d’édition de gènes. La technique CRISPR elle-même a été inventée en 1987, mais il a fallu des décennies de développement et de progrès technologiques avant qu’elle puisse être utilisée. L’importance de CRISPR réside dans le fait qu’il est possible de modifier les gènes de créatures vivantes in vivo. Il est donc possible de traiter certaines maladies génétiques, même chez les adultes. En 2023, plus de 200 personnes avaient bénéficié de la thérapie génique CRISPR.
L’utilisation de CRISPR pour modifier les gènes d’embryons est peut-être plus intrigante, bien que cette voie soit pleine de dangers. Néanmoins, la possibilité de corriger des maladies génétiques chez l’embryon et d’obtenir ainsi un enfant en bonne santé est séduisante. Les questions éthiques sont cependant profondes, surtout lorsqu’il s’agit de modifier des embryons déjà sains pour les rendre « meilleurs » d’une manière ou d’une autre. Il peut s’agir d’une durée de vie plus longue, d’une meilleure résistance au cancer, d’une plus grande intelligence ou de toute autre chose influencée en fin de compte par nos gènes.
Il y a aussi le fait que CRISPR peut apporter des modifications au génome qui peuvent être héritées, ce qui signifie que l’on ne modifie pas seulement les gènes d’un individu, mais toute sa future lignée.
Les Xénobots arrivent
Tout ce développement de la biologie synthétique a abouti à un résultat prévisible : Les xénobots. Des scientifiques de l’université du Vermont, de l’université Tufts et du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l’université de Harvard ont fusionné la robotique et la génétique en créant les Xenobots.
En prélevant des cellules vivantes sur des embryons de grenouilles, l’équipe a réassemblé ces cellules pour en faire de petits robots biologiques. Des machines vivantes capables d’aller là où on leur demande et d’accomplir une tâche quelconque, même si ces premières versions ne peuvent pas faire grand-chose. Cependant, peu de temps après la révélation des Xenobots, les scientifiques ont découvert un moyen de les faire se reproduire de manière asexuée, en utilisant une nouvelle méthode de reproduction connue sous le nom de « reproduction cinématique ». Ce qui est fascinant, c’est que ce comportement n’a pas été programmé, mais que les Xenobots ont commencé à le faire spontanément.
Nous prenons désormais le contrôle de la biologie
Il semble que tout ce qui s’est passé au cours de notre histoire pour tenter de plier la biologie à nos besoins n’ait été qu’un prélude. Nous sommes sur le point de nous comprendre nous-mêmes et de comprendre toute la vie sur Terre, d’en prendre le contrôle et de la remodeler de toutes les manières possibles et imaginables.
Cependant, les dangers potentiels sont immenses et, si nous ne sommes pas extrêmement prudents, cela pourrait conduire à des résultats très indésirables.
