Des scientifiques de l'Université du Minnesota affirment avoir créé la toute première cellule synthétique entièrement construite de toutes pièces et avoir observé son cycle de vie complet, y compris sa reproduction.
« C’est la chose la plus passionnante et la plus importante que j’aie jamais faite dans mon travail, et je n’ai réalisé que cela se produisait réellement que assez tard », a déclaré Kate Adamala, biologiste de synthèse et l’une des responsables du projet, à ScienceAlert.
« En chimie, nous sommes parvenus à reproduire ce qui n'était auparavant possible qu'en biologie : un ensemble complet de processus cellulaires. Cela prouve que les fonctions les plus fondamentales de la vie, telles que la croissance et la reproduction, ne nécessitent pas d'étincelle mystérieuse et magique », explique-t-elle.
Ce projet, baptisé SpudCell, possède un génome de seulement 90 kilobases (kbp). À titre de comparaison, le génome humain compte environ 3 millions de kbp, et les biologistes estimaient jusqu'alors qu'une cellule vivante nécessitait au moins 113 kbp de données génétiques pour fonctionner correctement.
D'après Adamala et ses collègues, SpudCell semble aller au-delà, bien que leur étude n'ait pas encore été officiellement publiée ni évaluée par des pairs.
Mais l'information a été publiée sur le site web de Biotic, une nouvelle organisation de bio-ingénierie à but non lucratif qu'Adamala a contribué à fonder.
Quand Adamala a vu le résultat pour la première fois, elle a été choquée.
« J’étais très heureuse, soulagée et un peu inquiète car je vérifie toujours mes résultats », a-t-elle déclaré à ScienceAlert.
« Au moment où tous les contrôles, y compris les contrôles supplémentaires, n'étaient plus surprenants. ».
Selon le magazine Science , Le projet SpudCell a rencontré des difficultés de publication : apparemment, l’un des relecteurs d’une revue scientifique prestigieuse… Cellule a déclaré que le projet ne relevait pas de la biologie réelle.
Cela peut s'expliquer en partie par le fait que SpudCell ne répond pas tout à fait aux exigences de la «vie» réelle : elle ne peut pas se reproduire sur plusieurs générations et, par conséquent, ne peut pas évoluer.
« Je pense que les biologistes ne saisissent peut-être pas pleinement l'importance de la simplicité de la conception chimique d'une cellule minimale », a expliqué Adamala à ScienceAlert.
« À première vue, SpudCell ne semble pas présenter de particularités particulières comparée à l'échelle des systèmes biologiques naturels : son cycle de croissance et de reproduction est très lent et son métabolisme est extrêmement intensif. ».
Chaque cellule artificielle SpudCell est constituée d'un liposome — une sphère de graisse qui imite la membrane externe d'une vraie cellule — enroulé autour de sept plasmides, de petites unités d'ADN (que l'on trouve couramment chez les bactéries) légèrement différentes des chromosomes que vous connaissez.
Ensemble, ces sept plasmides constituent le génome de SpudCell, soit 90 kb au total.
La cellule possède également un « système d'expression protéique » intégré qui traduit les instructions génétiques de l'ADN en actions. Ceci lui permet de convertir les nutriments absorbés du fluide environnant en substances utiles et de se diviser.
Selon les chercheurs, le système SpudCell est capable de « sélection, de réplication du génome, de croissance, d'acquisition de ressources par la nutrition et de division génétiquement codée ».
Vous vous demandez peut-être pourquoi les scientifiques ont besoin de créer des cellules artificielles à partir de rien ?
Au-delà de l'exploration de la question fondamentale de savoir où se situe réellement le seuil de la vie, les futurs systèmes cellulaires synthétiques pourraient potentiellement être conçus pour agir comme des usines biologiques miniatures, produisant des matières organiques telles que des médicaments, des biomatériaux, des produits chimiques et d'autres substances utiles.
Les laboratoires utilisent déjà des bactéries génétiquement modifiées et d'autres micro-organismes de cette manière, et c'est également similaire à la façon dont l'insuline de qualité médicale est produite.
Une cellule entièrement synthétique pourrait offrir une efficacité et une spécificité supérieures aux biotechnologies existantes.
Elles pourraient également s'avérer moins utiles que les créations de la nature.
Actuellement, les SpudCells ne vivent que quelques générations. Incapables de produire leur propre système d'expression protéique ou de réguler leur métabolisme, elles sont entièrement dépendantes des substances et des composants du milieu liquide dans lequel elles baignent.
Ces caillots sont également dépourvus de cytosquelette, la structure interne qui soutient les cellules naturelles. Cela simplifie leur fonction, mais signifie aussi qu'ils ne peuvent ni transporter de substances ni éliminer les déchets.
Mais ce travail constitue une preuve de concept sur laquelle d'autres scientifiques peuvent s'appuyer, et que nous suivrons de près dans les années à venir.
À ce sujet : Les scientifiques viennent de créer la forme de vie la plus artificielle de l'histoire.
« Notre objectif est d'être pleinement opérationnels pour le développement des technologies biologiques », a déclaré Adamala à ScienceAlert.
« Pour ce faire, nous devons connaître l'emplacement de chaque composant ; il nous faut un plan complet. C'est précisément ce que propose SpudCell, et aucune autre cellule connue à ce jour ne le fait. Nous disposons d'un plan complet, ce qui nous permet d'effectuer des travaux d'ingénierie sur ce châssis. ».
« J’espère que d’autres développeront ces bases en ajoutant une division plus efficace (quelqu’un pourrait-il ajouter un cytosquelette !) et des voies métaboliques plus avancées », a-t-elle ajouté.
« Alors je prendrai une année sabbatique ou je trouverai une autre idée folle pour fêter ça. ».
Cette étude n'a pas encore fait l'objet d'une évaluation par les pairs, mais une prépublication est disponible sur le site web de Biotic.
Cet article a été vérifié par Rebecca Dyer et corrigé par Claire Watson. Malgré notre rigueur, l'erreur est humaine. Si vous repérez une erreur, merci de nous le signaler.
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