Des chercheurs de l’Université du Minnesota, aux États-Unis, ont récemment annoncé avoir développé en laboratoire une structure cellulaire capable de se nourrir, de croître, de se reproduire et même de rivaliser pour sa survie.
Cette structure, nommée SpudCell en raison de sa forme évoquant une pomme de terre, évoque aussi Sputnik 1, le satellite qui a marqué le début de l’ère spatiale en 1957. Bien que présenté comme une avancée majeure, il s’agit d’un preprint, un article qui n’a pas encore été évalué par des pairs, ce qui incite à la prudence. Si les résultats sont confirmés, ce serait une première : une structure créée de toutes pièces capable de réaliser le cycle cellulaire et de nous rapprocher de l’objectif de créer la vie en laboratoire.
Ce n’est pas la première fois qu’on prétend avoir créé une forme de vie synthétique. En 2010, un groupe dirigé par J. Craig Venter, un éminent scientifique américain décédé en avril dernier, avait synthétisé un génome complet intégré dans des cellules bactériennes.
Contrairement à la cellule de Venter, surnommée Synthia, dont seul le génome était synthétique, SpudCell a été conçue uniquement à partir de molécules. Selon les biologists, une forme de vie doit être capable d’exécuter toutes les fonctions vitales, y compris la transformation de substances en énergie, la croissance, la reproduction et l’évolution par mutation.
Bien que certaines formations non vivantes, comme des cristaux de sel, puissent grandir en intégrant des atomes supplémentaires, elles n’accomplissent pas toutes les fonctions vitales. Les virus, par exemple, n’ont pas de métabolisme autonome et nécessitent d’autres cellules pour se reproduire, tout en possédant un génome capable d’évolution.
Définir SpudCell n’est pas trivial. Elle est décrite comme « une microscopique goutte d’eau entourée d’une membrane lipidique pleine de substances et de fragments d’ADN » par un article de Science, tout en étant capable de réaliser presque toutes les fonctions vitales des cellules.
Cette capacité provient du système PURE, développé en 2005, permettant de convertir l’ADN en protéines, un processus fondamental en biologie moléculaire. Le recours à ce système a été précédemment tenté par d’autres chercheurs, mais sans succès pour générer des structures pouvant croître ou se reproduire.
Les chercheurs ont ingénieusement modifié le génome des SpudCell pour qu’elles accueillent des « étiquettes » moléculaires qui leur permettent de s’attacher à des liposomes, des structures capables de transporter des substances, tout en absorbant leur contenu pour croître et répliquer leur génome.
Pour se reproduire, un autre système d’étiquettes, appelé FLAG, est utilisé. Lorsqu’elle s’accumule sur la membrane de SpudCell, elle engendre une répulsion moléculaire, entraînant ainsi la division de la cellule. Ce processus s’avère inefficace à l’état pur, donc les chercheurs ont également eu recours à une méthode mécanique de division.
Bien que les SpudCell puissent accomplir presque toutes les fonctions vitales, elles ne le font pas de manière autonome. Les auteurs soulignent qu’aucune forme de vie n’est totalement indépendante de son environnement. Kate Adamala, qui a dirigé l’étude, a précisé : « La vie n’est pas binaire. »
Bien que l’article ait été bien accueilli malgré son statut de preprint, il mérite d’être considéré avec attention. De manière exceptionnelle, Science a rapporté qu’Adamala a partagé son manuscrit avec les journalistes avant de le soumettre au dépôt de preprint, leur permettant d’y accéder avant la communauté scientifique.
Pour certains scientifiques, SpudCell démontre que des cellules synthétiques peuvent se comporter comme des entités vivantes, tandis que d’autres restent réservés. Parallèlement, Adamala et son équipe ont fondé Biotic, une organisation de recherche à but non lucratif, pour explorer de nouvelles applications de SpudCell. Drew Endy, bioingénieur à l’Université de Stanford, estime qu’il est essentiel de développer « un système d’exploitation pour la vie » basé sur la génétique et la biochimie.
Points à retenir
- La SpudCell représente une avancée potentielle dans la compréhension des structures biologiques créées en laboratoire.
- Elle pourrait être la première structure entièrement synthétique à compléter un cycle cellulaire.
- Le système PURE, utilisé pour traduire l’ADN en protéines, joue un rôle clé dans le fonctionnement de la SpudCell.
- Les chercheurs abordent les limites de l’autonomie des cellules synthétiques, soulignant que la définition de la vie est complexe.
- Les implications éthiques et scientifiques de telles découvertes soulèvent des questions sur la nature même de la vie.
En tant qu’amateur de biologie, je suis fasciné par les découvertes qui nous rapprochent de la création de la vie en laboratoire. La nuance entre les formes de vie naturelles et synthétiques soulève des interrogations fondamentales sur notre compréhension de ce que signifie être vivant. Cela nous pousse à envisager un avenir où notre intervention pourrait redéfinir les bases mêmes de la biologie. Quelles pourraient être les conséquences éthiques de telles avancées ? Cette question ne peut qu’éveiller notre curiosité et alimenter nos réflexions.