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04/04/2021 Nouvelles avancées concernant la vie artificielle

Les bactéries artificielles (ou synthétiques) peuvent désormais croître et se diviser comme des bactéries naturelles.

Nous avions précédemment relaté les annonces faites en 2016 par des chercheurs dirigés par Craig Venter. Celui-ci est mondialement reconnu comme l'inventeur de la vie artificielle, tout au moins au niveau d'une première cellule dotée d'un génome minimal pour les fonctions vitales. Le génome de cette cellule contenaient 473 gènes artificiels considérés comme le minimum nécessaire pour les fonctions vitales.

La cellule avait été nommée JCVI-syn3.0 et avait montré qu'elle était capable de grandir et de se reproduire pour produire des colonies de cellules analogues. Mais à l'examen, Craig Venter avait découvert que ces cellules donnaient naissance à des cellules filles de forme et de taille différentes. Autrement dit, elles ne pouvaient pas se reproduire de façon uniforme comme les cellules naturelles.

L'équipe a donc mis au point 7 gènes artificiels nouveaux permettant aux cellules de se reproduire de façon uniforme. Mais ce faisant ils ont découvert peu à peu que ces gènes avaient d'autres fonctions qu'ils ne soupçonnaient pas. Celles-ci permettaient à la cellule artificielle de se comporter d'une façon nouvelle et non programmée en réponse à des modifications du millieu de culture. Autrement dit, ces cellules artificielles pouvaient telles les cellules vivantes s'adapter à des environnement nouveaux pour y survivre et s'y reproduire

Ceci signifie que de plus en plus de cellules synthétiques proches des cellules vivants pourront être réalisées et utilisées dans de nombreux domaines. Ainsi en biomédecine, elles permettraient de donner à un patient en manque de sang un sang, au moins provisoire, de remplacement. En agriculture, elles permettraient de réaliser des végétaux mieux résistants aux changements climatiques. Dans les biotechnologies, elles permettraient d'intervenir sur le patrimoine des espèces afin d'obtenir des organismes vivants capables de répondre à de nouveaux besoins. Mais on pourrait craindre qu'elles  servent également à de nouvelles formes de guerres biologiques. Ainsi des projectiles emplis de telles cellules pourraient contaminer un adversaire par des infections contre lesquelles il n'aurait pas de défense. 

On trouvera ci-dessous la référence d'un article du 29 mars 2021 publié à ce sujet par la revue Cell.com. L'image représente des cellules artificielles de Craig Venter

Référence

Genetic requirements for cell division on a genomically minimal cell
March 29 2021

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00293-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421002932%3Fshowall%3Dtrue

Summary

Genomically minimal cells, such as JCVI-syn3.0, offer a platform to clarify genes underlying core physiological processes. Although this minimal cell includes genes essential for population growth, the physiology of its single cells remained uncharacterized. To investigate striking morphological variation in JCVI-syn3.0 cells, we present an approach to characterize cell propagation and determine genes affecting cell morphology. Microfluidic chemostats allowed observation of intrinsic cell dynamics that result in irregular morphologies. A genome with 19 genes not retained in JCVI-syn3.0 generated JCVI-syn3A, which presents morphology similar to that of JCVI-syn1.0. We further identified seven of these 19 genes, including two known cell division genes, ftsZ and sepF, a hydrolase of unknown substrate, and four genes that encode membrane-associated proteins of unknown function, which are required together to restore a phenotype similar to that of JCVI-syn1.0. This result emphasizes the polygenic nature of cell division and morphology in a genomically minimal cell.

04/04/2021
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