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Des scientifiques européens ont commencé à travailler sur un projet visant à créer des formes de vie simples à partir de zéro en laboratoire, en capitalisant sur les avancées théoriques et expérimentales dans le domaine en pleine croissance de la biologie synthétique.
En commençant par des produits chimiques inanimés, les chercheurs visent à produire des cellules métaboliquement actives qui croissent, se divisent et présentent une « évolution darwinienne » dans un délai de six ans.
Le projet « MiniLife », doté de 13 millions d’euros et financé par le Conseil européen de la recherche et impliquant des biologistes et des chimistes de plusieurs universités, pourrait être le premier au monde à atteindre les critères minimaux d’un système vivant synthétique.
“Le succès constituerait une réalisation historique dans le domaine des sciences fondamentales”, a déclaré Eörs Szathmáry, directeur du Centre pour les fondements conceptuels de la science à l’Institut. Fondation Parménide en Allemagne, qui est chercheur principal de la subvention ERC. « La création de novo de systèmes vivants est un rêve de longue date de l’humanité. »
John Sutherland, qui travaille sur la chimie de la petite enfance au laboratoire de biologie moléculaire du MRC à Cambridge, a déclaré que le projet s’inscrit dans un effort mondial croissant visant à « créer des systèmes vivants minimaux ».
Sutherland, qui n’est pas impliqué dans le projet MiniLife, a ajouté : « Ceci est motivé par le désir éternel de comprendre comment la vie est née sur Terre et si elle aurait pu également naître ailleurs dans l’univers observable. »
D’autres chercheurs sur la vie artificielle travaillent sur les éléments constitutifs connus de la vie sur Terre, en particulier les nucléotides qui composent l’acide ribonucléique. Le projet ERC, en revanche, vise véritablement à repartir de zéro, sans utiliser de molécules qui sont elles-mêmes des produits de l’évolution.
“Nous faisons abstraction des formes de vie connues parce qu’il s’agit de créatures hautement évoluées”, a déclaré Szathmáry, “et simplifions pour arriver à une formulation minimaliste.”
Les chercheurs de MiniLife évaluent quatre systèmes qui pourraient, individuellement ou en combinaison, être développés pour constituer une base pour une durée de vie minimale. Tous sont « autocatalytiques », propriété essentielle à l’auto-réplication dans laquelle une réaction chimique est catalysée par ses propres produits.
Un candidat est le réaction formose. Le processus, découvert au XIXe siècle, convertit un produit chimique extrêmement simple, le formaldéhyde, en une série de molécules de sucre de plus en plus diverses et complexes. La réaction étant alimentée en formaldéhyde, le comportement des gouttelettes varie en fonction de la composition des sucres qu’elles contiennent.
“Certains grandissent et se divisent plus vite que d’autres”, a déclaré Andrew Griffiths, chercheur chez MiniLife à l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris. “Nous nous retrouvons avec l’émergence de quelque chose d’équivalent au fitness en biologie, comme un mélange de bactéries à croissance lente et à croissance rapide, mais dans un système chimique très simple.”
Le système basé sur Formose doit être capable de présenter une héréditabilité fiable – transmettre les caractéristiques acquises d’une génération à la suivante – éventuellement en conjonction avec l’un des autres systèmes évalués.
Le calendrier de six ans est ambitieux, a déclaré Griffiths, qui est optimiste quant au fait que le projet sera capable de « démontrer une évolution darwinienne rudimentaire ». Au minimum, cela impliquerait un système capable de basculer entre deux états héréditaires dans des environnements différents, analogue au célèbre papillon poivré dont les ailes sont blanches dans des environnements propres et noires lorsqu’il vit dans des endroits pollués aux surfaces sombres.
Sijbren Otto, professeur de chimie des systèmes à l’université de Groningue et autre membre de l’équipe MiniLife, a déclaré que sa principale motivation était « la fascination pour la nature et l’origine de la vie. Même si les molécules que nous développons ne seront probablement pas celles à partir desquelles la vie a commencé sur la Terre prébiotique il y a 3,8 milliards d’années, les mécanismes que nous espérons dévoiler seront très pertinents pour comprendre ce qui s’est passé ensuite.
Le mois dernier, un groupe international de chercheurs a mis en garde contre les « risques sans précédent » posés par un autre domaine de la biologie synthétique. Ils ont déclaré que la « vie miroir » – des bactéries fabriquées qui sont le reflet structurel de microbes naturels – pourrait submerger les défenses des personnes, des autres animaux et des plantes.
Interrogé sur la sécurité du projet MiniLife, Otto a déclaré que ses créations étaient « extrêmement peu susceptibles d’avoir une quelconque viabilité en dehors de conditions de laboratoire très contrôlées » et ne présentaient aucun risque possible pour le public.
Cependant, l’équipe travaille avec des experts pour développer un cadre éthique pour la recherche. “Il est maintenant temps de réfléchir beaucoup plus loin à la direction que la recherche est susceptible de mener”, a déclaré Otto.