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"Vie synthétique ? Danger d’une percée technologique sans limitations" par le Dr. Mae-Wan Ho

Traduction et compléments de Jacques Hallard

mercredi 27 juillet 2011, par Ho Dr Mae-Wan

ISIS Biologie Génétique
Vie synthétique ? Danger d’une percée technologique sans limitations
Synthetic Life ? Not By a Long Shot
Le Dr. Mae-Wan Ho expose le battage médiatique à propos des scientifiques qui ont créé la vie, mais elle se montre prudemment optimiste : aucun brevet ne doit être accordé sur des organismes vivants, qu’ils soient synthétiques ou non.

Rapport de l’ISIS en date du 24/05/2010
L’article original en anglais intitulé Synthetic Life ? Not By a Long Shot est accessible sur le site www.i-sis.org.uk/syntheticLife.php?printing=yes
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Le battage médiatique

Des scientifiques ont-ils recréé la vie dans un tube à essai ? Les médias populaires semblent avoir été époustoufflés par le dernier épisode de la saga au long-court concernant la « biologie synthétique ». La même chose s’était produite il y a dix ans lorsque le séquençage du génome humain avait été annoncé comme le « livre de la vie », mais ceci ne nous avait absolument rien appris sur la façon de reproduire la vie et encore moins en ce qui concerne un être humain.

Les médias n’ont que légèrement exagéré à partir de ce que les scientifiques eux-mêmes ont déclaré. Le titre de l’article publié en ligne le 20 mai 2010 dans Science Express est intitulé [1] « Création [c’est nous qui avons souligné] d’une cellule bactérienne contrôlée par un génome synthètisé chimiquement ». Vingt-quatre co-auteurs ont signé l’article original, y compris le chef de l’équipe de recherche J. Craig Venter de l’Institut J. Craig Venter, basé à Rockville dans le Maryland et à San Diego en Californie, aux États-Unis. Venter est le franc-tireur qui est devenu célèbre avec le groupement d’intérêt public orienté dans la course au séquençage du génome humain entier. Et il fait à nouveau la une des manchettes médiatiques avec sa récente annonce.

Les espoirs et les craintes

Il en va ainsi de cette genèse dans le brave nouveau monde des formes de vie synthètiques qui sont détenues et contrôlées par des sociétés irresponsables, avides de pouvoir et de profits, et qui voudraient que nos pires cauchemars deviennent réalité.

S’agit-il d’un plus grand bienfait pour l’humanité qui va devoir régler tous les problèmes que la folie humaine a créés, en commençant par le nettoyage des gigantesques déversements d’hydrocarbures qui s’accumulent dans le golfe du Mexique, ou encore le moyen de solutionner la crise de l’énergie et des changements climatiques ?

Mark Bedau, un philosophe du Reed College de Portland dans l’état de l’Oregon aux Etats-Unis et rédacteur de la revue Artificial Life, l’appelle « un moment déterminant dans l’histoire de la biologie et des biotechnologies », tandis que le biologiste des levures, Jef Boeke de la John Hopkins University School of Medicine à Baltimore dans le Maryland, affirme qu’il s’agit d’un « un jalon technique important dans le nouveau domaine de la génomique synthétique" [2].

Le Professeur Julian Savulescu du Centre Uehiro Oxford for Practical Ethics à l’Université d’Oxford a déclaré à la radio britannique BBC [3] que les potentialités de cette science se trouvent « dans un avenir lointain, mais elles sont significatives et bien ‘réelles’ » ; mais il précise que « les risques sont également sans précédent ».

Nous avons besoin de nouvelles normes d’évaluation en matière de sécurité pour ce type de recherche radicale et de mesures de protection par rapport à des abus ou des mauvais usages détournés à des fins terroristes ou militaires ; cela pourrait être utilisé dans l’avenir pour en faire de puissantes armes biologiques, les plus inimaginables qui soient. "Le défi est de manger le fruit, sans avaler le ver".
Paul Rabinow, anthropologue à l’Université de Californie à Berkeley, affirme que l’expérience sera "de reconfigurer l’imagination éthique" » [2]. Kenneth Oye, un chercheur en sciences sociales du Massachusetts Institute of Technology, l’Institut de Technologie du Massachusetts situé à Cambridge aux Etats-Unis, résume ainsi : « on tourne et on se démène dans l’obscurité sur ce que seront les avantages et les risques à long terme ».

Les faits de la démarche scientifique

Le miniscule génome du bactériophage f X174 (5.386 bases) a été séquencé en 1977. Il a fallu encore une période de 18 ans avant que Venter et ses collègues procèdent au séquençage du premier génome d’une bactérie auto-répliquante, Haemophilus influenzae (1.830.137 paires de bases). Depuis lors, la vitesse du séquençage des génomes a augmenté de façon exponentielle, tout comme la capacité à numériser l’information génomique [1].

Venter et son équipe ont eu l’idée en 1995 de construire une cellule minimale qui ne contient que des gènes essentiels, puis ils ont séquencé le génome de 580 kbp de l’organisme Mycoplasma genitalium, une bactérie qui contient le plus petit nombre de gènes d’un organisme connu et qui est capable de se répliquer par lui-même.

Grâce à une longue série d’expériences qui comprenaient la ‘mise sous silence’ des gènes, expérimentés un par un, ils ont constaté que 100 des 485 gènes codent pour des protéines qui sont en trop.

Ensuite, ils ont développé une stratégie pour l’assemblage des génomes de virus qui sont de grandes molécules d’ADN, mais beaucoup plus petites que celles des bactéries, comme un tremplin pour envisager de faire le génome synthétique de M. genitalium.

Cela a été réalisé en quatre étapes successives : d’abord en réunissant des morceaux d’ADN d’une taille moyenne d’environ 6 kb, puis en procédant avec des morceaux de plus grande taille, aussi bien au niveau des tubes à essai que dans les cellules de la levure Saccharomyces cerevisiae. Le génome synthétique entier s’est répliqué de façon stable, comme un plasmide spécial extrachromosomique de la levure.

Un obstacle majeur au progrès a été le faible taux de croissance de M. genitalium. L’équipe a alors interverti deux espèces à croissance rapide, M. mycoides subspecies capri comme donneur du génome et M. cacpriocolum subspecies capricolum comme receveur.

L’équipe a également dû mettre au point une méthode de clonage de chromosomes bactériens entiers chez la levure, sous la forme de plasmides avec des centromères. Un centromère est une partie spéciale du chromosome qui est responsable de l’obtention de chacun des chromosomes répliqués vers une cellule fille pendant la division cellulaire, de sorte que le chromosome puisse être reproduit et propagé de manière stable.

Leurs premières tentatives pour extraire le génome de M. mycoides de la levure et pour le transplanter dans M. capriocolum ont échoué. Le génome d’origine de M. mycoides avait des signaux supplémentaires pour le protéger d’une dégradation par les enzymes de coupure de l’ADN (enzymes de restriction) ; les mêmes enzymes sont présentes chez les espèces donneur et accepteur. Les signaux se composent de bases d’ADN spécifiques qui sont méthylées (groupe méthyle ajouté), ainsi les enzymes de restriction ne peuvent pas reconnaître les sites de coupures.
Les chromosomes qui se développent dans les cellules de levure sont malheureusement non méthylés. Pour résoudre ce problème, l’équipe a procédé à la méthylation de l’ADN du donneur avec des méthylases purifiées, des enzymes qui font le travail, ou simplement avec des extraits bruts de M. mycoides ou de M. capricolum qui contiennent des méthylases.

L’équipe a alors commencé à construire le chromosome de synthèse en "faisant ses courses d’ADN" [2]. Ils ont acheté plus d’un millier de séquences de 1.080 bases qui couvraient l’ensemble du génome de M. mycoides afin de rendre plus facile l’assemblage des pièces dans le bon ordre, puisque les extrémités de chaque séquence avaient 80 bases qui se chevauchaient avec ses voisines. Afin de le marquer comme un génome synthétique, quatre des morceaux contenaient dans les séquences codant comme une adresse e-mail, les noms des nombreuses personnes qui furent impliquées dans le projet, et quelques célèbres citations par ailleurs.
Ils ont utilisé la levure pour assembler les pièces au cours de plusieurs étapes, à partir de l’épissage de 10 premiers morceaux tous ensemble pour faire des séquences de 10.000 bases, puis des séquences de 100.000 bases, et enfin le génome intégral de 1.080.000 bases.

Mais quand ils ont essayé de mettre le génome synthétique dans l’organisme M. capricolum, rien ne s’est passé. Il leur a fallu trois mois pour déterminer qu’une base était l’unique responsable du problème rencontré. Une délétion d’une seule paire de bases avait décalé l’ensemble de la chaîne polypeptidique pour une enzyme essentielle à la réplication de l’ADN. Ils ont pu corriger l’erreur et, quelques mois plus tard, la percée technologique fut accomplie.

Une petite colonie bleue s’est mise à se développer sur la plaque de gélose : la couleur bleue était l’indicateur qu’une cellule avait intégré le génome synthétique et que celui-ci s’était multiplié avec succès avec elle. Pour confirmer cela, les chercheurs ont séquencé l’ADN dans la colonie bactérienne et ils ont constaté qu’il s’agissait bien effectivement du génome synthétique complet avec le ‘marqueur eau’ des séquences supplémentaires qui avaient été insérées.

Les bactéries étaient capables de synthétiser des protéines caractéristiques du donneur M. mycoides plutôt que celles de M. capricolum, comme cela a été vérifié par électrophorèse bidimensionnelle sur gel. Les chercheurs avaient entièrement modifié génétiquement la bactérie en lui intégrant le génome d’une autre espèce.

Aucune vie n’a été créée

Il est clair que les scientifiques n’ont pas créé la vie ou la cellule bactérienne. Il y a un gouffre béant avec la physique et la chimie de l’état du vivant [4] ( The Rainbow and the Worm, The Physics of Organisms , ISIS publication) que l’équipe n’a même pas commencé à aborder, sans même parler de faire un lien en la matière. Les chercheurs n’ont pas créé le génome qui a été utilisé pour transformer les cellules des bactéries : ils l’ont seulement copié à partir d’une autre espèce du même genre, en ajoutant un ‘marqueur eau’ pour l’identification, et sans doute, pour étayer leur revendication concernant le génome synthétique.

Ce génome synthétique n’a même pas été fait à partir de zéro, mais il a été bricolé à partir de pièces trouvées dans un catalogue, puis « transplantées » dans les cellules de l’espèce bactérienne receveuse (un proche parent du donneur) à l’aide d’un antibiotique permettant de sélectionner les cellules qui avaient accepté le chromosome artificiel, en lui conférant la possibilité de croître et de se développer. La procédure utilisée est similaire à celle qui concernait l’expérience de transplantation nucléaire qui avait permis de faire Dolly, la brebis clonée dans les années 1990 et d’autres animaux par la suite.

Anthony Forster, un biologiste moléculaire de l’Université Vanderbilt à Nashville, dans l’état du Tennessee aux Etats-Unis, fait l’éloge de la « réussite assez incroyable », mais il fait partie de ceux qui soulignent que le travail n’a pas vraiment créé la vie, parce que le génome a été placé dans une cellule existante [2].

À bien des égards, la biologie synthétique est une progression linéaire du génie génétique, bien plus sophistiquée et complète, grâce seulement à un bond quantique dans le séquençage de l’ADN et dans les techniques de synthèse, ainsi qu’à la croissance exponentielle des technologies de l’information au cours de la dernière décennie.

Non aux brevets sur la vie, artificielle ou autre

Déjà, les impacts catastrophiques sur la santé et l’environnement de la dissémination des organismes génétiquement modifiés, OGM, sont mis au jour dans le monde entier (voir mon avant-propos dans l’ouvrage intitulé GM Food Angel or Devil [5] [voir la version en français "Les aliments génétiquement modifiés sont-ils un bien ou un mal ?" par le Dr. Mae-Wan Ho, traduction de Jacques Hallard, accessible sur le site http://yonne.lautre.net/spip.php?article4206 , pour prendre connaissance d’un résumé succinct].

Néanmoins, il y a aussi des avantages potentiels pour la biologie synthétique.

L’approche peut ouvrir la porte à la conception de systèmes beaucoup plus précis ‘d’organismes synthétiques’, qui, en cas de succès, ne sont en fait que des micro-organismes génétiquement modifiés, grandement améliorés, et qui pourraient aider à nettoyer les déversements de pétrole polluant et à faire de l’hydrogène à partir de l’eau, par exemple.
Les techniques en question pourraient également contribuer à la compréhension scientifique des travaux de base concernant le fonctionnement du génome fluide (voir [6] Living with the Fluid Genome , ISIS publication) et résoudre le vieux dilemme des interactions nucléo-cytoplasmique dans l’hérédité et le développement (voir [7 - 9] Beyond neo-Darwinism : an Epigenetic Approach to Evolution, Environment and Heredity in Development and Evolution , et Development and Evolution Revisited ISIS Scientific publications).

Ces avantages potentiels, parmi d’autres, de la biologie synthétique, ne peuvent être réalisés que si elle est maintenue dans le domaine public, et non pas soumise à des brevets qui sont délivrés pour des soi-disant "organismes synthétiques", lesquels devraient être strictement confinés et limités au niveau des laboratoires, au moins jusqu’à ce que la preuve de l’absence de danger pour la santé et pour l’environnement , ne soit apportée.

Craig Venter a déjà dit que son institut avait demandé plusieurs brevets sur ces travaux [2]. L’organisme canadien de surveillance des technologies ETC, basé à Ottawa, a fait valoir que de tels brevets pourraient conduire à un monopole sur la biologie synthétique. Le monopole sur les gènes et les modifications génétiques s’est déjà avéré désastreux pour la recherche scientifique et pour le bien public [10] Corporate Monopoly of Science , SiS 42).

Les brevets controversés concernant le gène du cancer du sein ont été contestés par une large coalition de sociétés savantes, de chercheurs scientifiques, d’organisations à but non lucratif et de patients individuels, et ils ont été déclarés invalides par un juge dans un tribunal de district à New York à la fin mars 2010 [11].

Quelles sont les dimensions éthiques ? Je ne vois pas pourquoi toutes les dimensions éthiques seraient différentes de celles qui concernent les clones ou les OGM, organismes génétiquement modifiés (voir [12] Human Farm Incorporated et d’autres articles dans la même série, SiS 13/14, et [13] Transgenic Animals for Food Not Proven Safe , SiS 41).
Les organismes synthétiques offrent le même potentiel pouvant conduire à des abus et des détournements, et ils doivent être soigneusement examinés et discutés ouvertement, sans les restrictions liées à des brevets qui attribuent un droit de propriété sur la vie, qu’elle soit synthétique ou autre.

Références bibliographiques

1. Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, et al. Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Sciencexpress.org/20 May 2010/science.1190719
2. “Synthetic genome brings new life to bacterium” Elizabeth Pennisi, News Science 2010, 328, 958-9.
3. “Artificial life’ breakthrough announced by scientists”, Victoria Gill, BBC news, 21 May 2010, http://news.bbc.co.uk/2/hi/science_and_environment/10132762.stm
4. Ho MW. The Rainbow and the Worm, The Physics of Organisms, 3rd edition, World Scientific, Singapore and London, 2008, http://www.i-sis.org.uk/rnbwwrm.php
5. Ho MW. Foreword to GM Food Angel or Devil, by Yimin, Renmin University Press, 2010, http://www.i-sis.org.uk/GM_Food_Angel_or_Devil.php
6. Ho MW. Living with the Fluid Genome, ISIS/TWN, London/Penang, 2003, http://www.i-sis.org.uk/fluidGenome.php
7. Ho MW and Saunder PT. Beyond neo-Darwinism : an epigenetic approach to evolution. J. theor Biol 1979, 78, 573-91. http://www.i-sis.org.uk/onlinestore/papers.php#section1
8. Ho MW. Environment and heredity in development and evolution. In Beyond neo-Darwinism : An Introduction to the New Evolutionary Paradigm, Academic Press, 1984, pp. 267-87. http://www.i-sis.org.uk/onlinestore/papers.php#section1
9. Ho MW. Development and evolution revisited. In Handbook of Developmental Science, Behavior and Genetics (K. Hood, C. Halpern, G. Greenberg, and R. Lerner, eds.), Blackwell Publishing, New York, 2010. http://www.i-sis.org.uk/developmentAndEvolutionRevisited.php
10. Saunders PT. Corporate Monopoly of Science, Science in Society 42, 12-13, 2009.
11. “U.S. judge rejects breast cancer gene patents”, ScienceInsider, 30 March 2010, http://news.sciencemag.org/scienceinsider/2010/03/us-judge-rejects-breast-cancer-g.html
12. Ho MW. Human farm incorporated. i-sis news13/14, 4-5, 2002.
13. Cummins J and Ho MW. Transgenic animals for food not proven safe. Science in Society 41, 43-45, 2009.

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Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.
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Fichier : ISIS Biologie Génétique Synthetic Life ? Not By a Long Shot French version.2