Xénobiologie

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La xénobiologie est une sous-discipline naissante de la biologie synthétique qui vise la mise au point de formes de vie étrangères, du point de vue chimique et informationnel, à celles qui sont connues sur Terre.

Dénominations[modifier | modifier le code]

Le terme xénobiologie a d'abord été employé en science-fiction pour désigner une possible vie extraterrestre ou son étude scientifique, l'exobiologie, avant que les promoteurs de cette discipline ne se le « réapproprient »[1].

Les bactéries obtenues par cette technologie sont parfois dites « paranaturelles »[2] et parfois « xénobiotiques »[3]. Ce dernier terme désigne les substances étrangères à un organisme vivant ; un organisme dépendant d'une telle substance met donc en œuvre une chimie différente.

Exemples de manipulation[modifier | modifier le code]

La molécule de 5-chloro-uracile

Philippe Marlière, biologiste, a annoncé[4] le 15 décembre 2010 lors d'un conférence au Génopole d'Évry que, son équipe avait transformé[5], de façon partielle et réversible[2], l'ADN de la bactérie Escherichia coli en AXN en remplaçant l'une des bases, la thymine, par un composant artificiel toxique (un xénobiotique), le 5-chloro-uracile.

Ces organismes ont été obtenus dans une « Machine à évoluer » co-inventée avec Rupert Mutzel de l’Université libre de Berlin qui met en œuvre une évolution dirigée dans un dispositif de culture automatisée de cellules soumises à la pression de sélection, contrôlée informatiquement, que constitue une concentration sub-létales du xénobiotique, le 5-chloro-uracile[6]. En 1 000 à 2 000 générations, « les souches cultivées ne demandaient plus de thymine du tout », indique Philipe Marlière qui a abouti à un résidu de 1 % de thymine saupoudré dans le génome des bactéries[2].

Une nouvelle avancée a été publiée dans Nature[7] le 7 mai 2014, une équipe américaine étant parvenue à intégrer dans la bactérie Escherichia coli deux nouvelles paires de bases (d5SICS et dNaM)[8]. Ces deux bases ont été intégrées dans un plasmide qui a été répliqué au cours de générations successives. Par ailleurs, ces deux bases sont appariées par liaison hydrophobe, contrairement aux bases naturelles, appariées grâce à des liaisons hydrogène.

Objectifs et perspectives[modifier | modifier le code]

Philippe Marlière, par ailleurs industriel, fondateur de la société Isthmus SARL[9], a pour objectif de produire des agrocarburants et des médicaments grâce à cette Escherichia coli[10].

Pour Madeleine Bouzon, chercheuse au CEA, la « Machine à évoluer » devrait encore « substituer quatre molécules aux quatre bases de l’ADN » voire de les organiser sur un sucre différent de celui de l'ADN ; c’est l’objectif du programme Xénome (Génopole, CEA et université d'Evry)[3].

L'enrichissement de l'alphabet de l'ADN permet d'envisager une nouvelle étape[8] pour la xénobiologie : l'intégration d'acides aminés xénobiotiques, afin de faire produire par les organismes vivants des protéines aux caractéristiques inédites.

Débats[modifier | modifier le code]

Philippe Marlière se dit conscient que « cette idée risque d'être difficile à faire passer » dans l'opinion[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Des bactéries avec un ADN jusque-là inconnu sur Terre…
  2. a, b et c La bactérie « Escherichia coli » peut devenir « paranaturelle », Hervé Morin, Le Monde du 2 juillet 2011
  3. a et b Une bactérie xénobiotique aiguise les débats sur la biologie synthétique, Libération du 21 septembre 2011
  4. a et b Le Monde, 18 décembre 2010, page 30.
  5. (en) Philippe Marlièreeno-nucleic acids, « Chemical Evolution of a Bacterium's Genome », Angewandte Chemie International Edition, vol. 50, no 31,‎ 27 juillet 2011, p. 7109-14 (DOI 10.1002/anie.201100535)
  6. A, C, G, ? - Évolution chimique d'un génome bactérien, Communiqué de presse du CNRS du 28 juillet 2011
  7. "A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet", Malyshev et al., Nature, 7 mai 2014
  8. a et b "Deux nouvelles lettres dans l'alphabet de la vie", Hervé Morin, Le Monde du 7 mai 2014
  9. (en) Site officiel de l'entreprise
  10. Biocarburants, médicaments, la biologie de synthèse crée des usines vivantes, le 20/06/2011, de goodplanet.info