Des chercheurs affirment se rapprocher de la création de la vie à partir de zéro après avoir élaboré de minuscules blobs vacillants qui utilisent de l’ADN synthétique pour se nourrir, croître et se multiplier dans une dish. Ces cellules synthétiques, constituées de composés chimiques, sembleraient être les premières à démontrer le cycle cellulaire complet de croissance, de réplication génétique et de division pour produire une nouvelle génération.
Ce travail ouvre la voie à des organismes artificiels conçus pour produire médicaments, aliments, carburants et autres matériaux. Il pourrait également éclairer la question fondamentale de savoir comment des agencements particuliers de matière inanimée franchissent le seuil pour devenir de la vie.
La Dr Kate Adamala, à la tête de la recherche à l’Université du Minnesota, déclare : « Ce n’est pas aussi robuste, rapide ni performant que la plupart des fonctions d’une cellule naturelle, mais cela prouve que des molécules peuvent reconstituer des comportements que nous n’associions jusqu’à présent qu’à des cellules vivantes naturelles. Si nous voulons pouvoir ingénierie la biologie, nous devons vraiment comprendre chaque composant du schéma, pour savoir ce que nous changeons. »
Les scientifiques tentent de créer une vie synthétique depuis des décennies. En 2010, Craig Venter, pionnier de la génétique, avait construit un organisme basé sur une bactérie provoquant la mammite chez les chèvres. D’autres ont réalisé des exploits similaires.
Au lieu de modifier des cellules naturelles, l’équipe d’Adamala a construit les SpudCells de manière artisanale pour s’assurer que chaque composant était connu et compris. Ils ont commencé avec de minuscules sphères remplies d’eau appelées liposomes, et ont ajouté un petit noyau d’ADN synthétique pour fournir des fonctions de base. Adamala nomme ces cellules « SpudCells » pour évoquer Spoutnik et l’aube de l’ère spatiale, mais ce n’est pas la seule raison : « Je suis Polonaise. Je suis principalement composée de pommes de terre », a-t-elle plaisanté.
Les SpudCells ne fonctionnent que dans un liquide riche en produits chimiques essentiels comme l’ATP, la principale molécule porteuse d’énergie que les cellules vivantes fabriquent à partir de nutriments. Pour grandir, les SpudCells fusionnent avec de minuscules liposomes « nourriciers » présents dans le liquide. Ces derniers contiennent des molécules, des enzymes et des structures microscopiques appelées ribosomes, nécessaires aux SpudCells pour produire des protéines. Le génome des SpudCells contient d’autres instructions pour copier leur génome et se diviser.
Pour imiter le concept évolutif de la survie du plus apte, les chercheurs ont montré comment les SpudCells bénéficiant d’un avantage génétique se répandent dans la population en supplantant les SpudCells d’origine. Selon le Professeur Tom Ellis de l’Imperial College de Londres, ce travail représente probablement « la plus grande avancée récente du domaine ». « Créer une cellule synthétique nous aide à comprendre les besoins essentiels de la vie et comment celle-ci pourrait émerger de la chimie », a-t-il ajouté. « Cela constitue également un système entièrement compris pour tester des circuits biologiques et des modèles informatiques de la vie cellulaire. »
Selon Adamala, observer les SpudCells se diviser est un spectacle saisissant. « Ce sont parmi les images les plus belles que j’aie jamais vues, mais je suis peut-être biaisée. Pour la plupart des gens, sous le microscope, cela ne ressemble pas à grand-chose… C’est une masse. » Les SpudCells ne sont pas vivantes, mais pourraient constituer une base pour construire la vie, a-t-elle ajouté.
Pour Adamala, ce travail prouve que des cellules synthétiques peuvent se comporter comme des cellules vivantes, bien qu’elles soient très limitées par rapport à elles. Les SpudCells dépendent entièrement des substances et des composants présents dans le liquide dans lequel elles sont immergées. Elles ne peuvent pas fabriquer leur propre machinerie de production de protéines, contrôler leur métabolisme ou éliminer leurs déchets. Lorsqu’elles se divisent, elles transmettent souvent une quantité incorrecte d’ADN et cessent de fonctionner après quelques générations.
Adamala et d’autres lancent une institution nommée Biotic pour mettre en commun l’expertise mondiale et améliorer les SpudCells. Selon le co-fondateur, le Professeur Drew Endy, un bioingénieur à l’Université de Stanford, l’objectif est de construire « un système d’exploitation pour la vie » à partir de gènes et de biochimie. Ces études ont été publiées sous forme de prépublication, pour permettre à d’autres laboratoires de scruter le travail sans délai.
Cependant, le Professeur John Dupré, philosophe et fondateur du Centre etude des sciences de la vie à l’Université d’Exeter, s’interroge sur l’utilité de ces cellules synthétiques et se demande si elles seraient plus efficace que des cellules bactériennes modifiées pour produire des médicaments, des aliments ou des matériaux. « Cela pourrait offrir une argumentation contre ceux pensant qu’il existe une substance immatérielle en plus des chimies qui insufflent la vie à la matière, mais presque aucun scientifique ne le pense maintenant, » a-t-il affirmé. Selon lui, « il manque, je pense, l’aspect relationnel de la vie, qui devient clair dans cette prise de conscience croissante que la vie est presque universellement symbiotique. Si les cellules synthétiques ont pour seul but de produire des produits chimiques précieux, cet aspect relationnel pourrait être absent, tout comme un des aspects les plus intéressants des êtres vivants. »
Points à retenir
- Les SpudCells sont des cellules synthétiques capables de croître et de se diviser.
- Ce projet vise à comprendre les principes fondamentaux de la vie.
- Ces cellules dépendent entièrement de leur environnement chimique pour fonctionner.
- La recherche pourrait contribuer à la création d’organismes capables de produire des substances bénéfiques.
- Le potentiel d’une vie entièrement synthétique demeure encore largement inexploré.
Il est fascinant de considérer les implications de ces avancées. La création de cellules qui s’auto-organisent pousse notre réflexion sur la nature de la vie elle-même. Nous nous approchons progressivement d’une frontière éthique et scientifique que nous n’avions que peu imaginée. Cela nous amène à nous interroger : jusqu’où pouvons-nous aller dans notre quête de comprendre et, potentiellement, d’intervenir dans le processus de la vie ? L’enthousiasme pour les innovations scientifiques ne doit pas occulter les questionnements qui les accompagnent. Le débat est plus que jamais ouvert, et le chemin que nous parcourons pourrait redéfinir le sens de ce que signifie ‘être vivant’. Quelles contributions éthiques apporterons-nous à cette quête fascinante ? C’est une réflexion à laquelle chacun de nous pourrait se voir confronté dans un avenir proche.