Des cellules artificielles imiteront bientôt la vraie vie

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Des cellules artificielles imiteront
bientôt la vraie vie
Découverte Des biologistes sont, pour la première fois,
parvenus à créer un organisme (presque) vivant.
Pierre-yves frei
Publié le 22 décembre 2004
Qu'on appelle cela création, miracle ou plus prosaïquement réaction chimico-biologique, comment
rester indifférent à l'idée que la vie est née de l'inanimé. Il y eut un premier jour, une première nuit.
Et il y eut une première cellule, ou quelque chose d'approchant, dont nous sommes tous les
descendants. Avec l'avènement de la biologie moderne, la question des origines de la vie a fait
quelques infidélités aux croyances, aux religions, aux grandes cosmogonies et à la philosophie, pour
s'offrir une virée dans les laboratoires.
A quoi pouvait bien ressembler la première forme vivante? Il est fort peu probable qu'on le découvre
jamais. Pour une bonne raison: ce premier organisme, forcément minuscule et mou, n'a laissé
aucune trace. Aussi certains scientifiques ont-ils décidé de retourner le problème. Et tentent de
créer de toute pièce un organisme artificiel à partir de quelques éléments disparates pour
comprendre à partir de quel moment la machine «vie» se met en marche.
Molécules fluorescentes
A ce petit jeu de briques biologiques, l'équipe américaine d'Albert Libchaber et Vincent Noireaud
vient de réussir un joli coup en créant une cellule artificielle. Avec une propre recette, publiée dans
les Proceedings of The National Academy of Sciences.
Il fallait notamment aux chercheurs réussir à fabriquer une membrane. Ils l'ont construite à l'aide
de molécules grasses, des phospholipides, qu'on trouve par exemple dans le blanc d'œuf. Bon début,
mais forcément insuffisant. A quoi servirait une marmite vide? Ils devaient donc ajouter les
ingrédients nécessaires la synthèse d'une protéine, pilier de l'activité vitale.
Or ces outils (organites, cytoplasme, etc.) ne peuvent être reproduits artificiellement. C'est pourquoi
les auteurs de l'article ont utilisé une mixture un peu étrange, une sorte de bouillon de vie, extrait
des bactéries de l'espèce E. coli et vidé de tout matériel génétique, qui permet pendant un temps
assez court, deux heures environ, de synthétiser des protéines in vitro.
Après avoir «fourré» leur vésicule avec cette substance, les chercheurs y ont ajouté un gène. Car
sans gène, aucun espoir d'obtenir la synthèse d'une protéine, puisque c'est le premier qui fournit la
recette de la seconde. Et comme ce gène commande la production d'une molécule fluorescente, il fut
facile de constater que la cellule artificielle la fabriquait bel et bien.
Moteur vivant
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«Ils ont réussi cette synthèse, commente Angela Kraemer, professeur au département de biologie
cellulaire de l'Université de Genève. Ce qui est très malin, ce n'est pas tant d'avoir créé et rempli
cette membrane, que de l'avoir rendue, dans un deuxième temps, perméable, afin que les
nutriments puissent arriver jusqu'à la machinerie cellulaire. Grâce à cela, l'extrait de bactérie s'est
montré plus stable et a pu fonctionner environ deux fois plus longtemps que lorsqu'il n'est pas
enfermé dans une vésicule.»
Même enthousiasme du côté Sven Panke, professeur à l'Ecole polytechnique fédéral de Zurich.
«Cette équipe travaille dans le même domaine que nous, celui de la biologie synthétique, une
science relativement nouvelle. Pour leur part, les Américains cherchent avant tout à comprendre
quels sont les mécanismes minimaux nécessaires au maintien de la vie. C'est un peu comme s'ils
enlevaient des pièces d'un moteur pour cerner celles qui sont essentielles à son fonctionnement.»
La cellule américaine, en montrant qu'elle pouvait synthétiser sa molécule fluorescente, a-t-elle fait
acte de vie? Non, répondent les puristes pour qui la vie se caractérise avant tout par la capacité d'un
organisme à se reproduire en faisant appel aux ressources présentes dans son environnement. Une
définition qui d'ailleurs interdit aux virus d'appartenir au monde vivant.
Des usines en miniature
La biologie synthétique. Deux mots pour décrire une nouvelle science qui vise un double objectif. Le
premier est fondamental: trouver à quoi ressemble l'unité vitale minimale, la cellule viable la plus
simple possible. Le second est technologique.
«Il serait très intéressant de réussir à dompter le fonctionnement cellulaire, explique le Sven Panke,
professeur à l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich. L'industrie pharmaceutique notamment
aimerait beaucoup pouvoir fabriquer des protéines à usage thérapeutique sans avoir à passer par le
génie chimique, lequel se révèle parfois cher et compliqué. Apprivoiser les cellules et les transformer
en petites usines pourrait faire gagner du temps et de l'argent.»
Obliger une machinerie cellulaire à synthétiser une protéine particulière est depuis longtemps une
chose possible. Mais cela ne suffit pas toujours. Encore faut-il réussir à extraire cette molécule du
milieu cellulaire où elle a été fabriquée. «Cette opération de purification peut se révéler difficile et
onéreuse, continue le chercheur de Zurich. En mettant au point une cellule extrêmement simple
débarrassée de toutes les fonctions qui ne sont pas nécessaires à la production de la protéine qui
nous intéresse, on facilite ce travail de purification.»
Les spécialistes du domaine imaginent aussi pouvoir s'affranchir de l'obligation de produire des
molécules constituées des vingt acides aminés qui caractérisent la vie biologique sur Terre. Dans
une cellule «artificielle», qui sait s'il ne serait pas possible de synthétiser de nouvelles protéines
contenant des acides aminés jusqu'ici inédits dans les processus biologiques. Mieux: pourquoi ne
pas dessiner des cellules artificielles pour en extraire les parties fonctionnelles, comme certains
moteurs cellulaires, et les utiliser dans le domaine des nanotechnologies?
Aucun doute, le domaine est prometteur. Mais la vie est complexe et ne se rendra pas sans avoir
chèrement vendu sa peau.
(pyf)
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