Une cellule synthétique capable de se diviser et de copier son ADN
Des scientifiques ont construit une cellule artificielle capable de se diviser et de répliquer son ADN. Son statut de forme de vie à part entière fait débat, mais ses implications pour la biologie et la médecine sont considérables.
Une équipe dirigée par Kate Adamala à l'Université du Minnesota a fabriqué de minuscules bulles lipidiques, appelées liposomes (des vésicules constituées de molécules de graisse), remplies d'ADN circulaire. Ces cellules artificielles peuvent se diviser et transmettre leur information génétique aux générations suivantes. Au bout de cinq générations, trente pour cent des bulles contenaient encore l'ADN d'origine.
Ce que la cellule peut faire, et ce qu'elle ne peut pas faire
Les cellules synthétiques sont entièrement définies sur le plan chimique : elles ne contiennent aucun composant inconnu. Cela les distingue fondamentalement de toute cellule biologique connue, tout en faisant d'elles un outil de recherche d'une utilité singulière. Les chercheurs ont souligné que ces systèmes doivent être alimentés en une enzyme spécifique, elle-même encapsulée dans d'autres liposomes. Ils ne sont donc pas totalement autonomes.
Que ces structures puissent être considérées comme « vivantes » reste une question scientifique ouverte. Elles présentent des propriétés cellulaires, mais ne sont pas identiques aux cellules naturelles. Leurs créateurs ont délibérément adopté une démarche ouverte, en constituant une société d'intérêt public pour partager la technologie avec d'autres chercheurs.
Pertinence pour la médecine et la recherche sur le vieillissement
La conception de systèmes fonctionnels analogues aux cellules ouvre des perspectives en matière de délivrance de médicaments, de mise à l'épreuve de processus biologiques et de compréhension de l'origine de la vie. Pour la recherche sur le vieillissement, étudier des processus cellulaires dans un environnement entièrement contrôlé présente un intérêt réel. Les chercheurs pourraient ainsi tester la contribution de mécanismes moléculaires précis à la division cellulaire, aux erreurs de copie de l'ADN ou au vieillissement, sans les interférences propres à un système entièrement biologique.
Ces travaux en sont à leurs débuts. La combinaison de l'autoréplication et d'une composition chimique entièrement définie confère néanmoins à cette approche une place singulière en biologie synthétique.
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Quelques pistes de recherche :
- synthetic biology liposomes self-replication
- cell-free expression system DNA replication
- minimal cell artificial life