Une équipe de l'Université du Minnesota construit la première cellule synthétique à partir de produits chimiques non vivants

Une cellule synthétique de toutes pièces

SpudCell a été assemblée entièrement à partir de composants chimiques connus (une membrane lipidique, un génome synthétique de 90 000 paires de bases sur sept plasmides, 36 enzymes purifiées et d'autres machineries moléculaires) à l'Université du Minnesota. Contrairement aux précédents travaux de biologie synthétique qui modifiaient des cellules naturelles, cette approche ascendante signifie que chaque molécule est comprise et peut être délibérément conçue.

Nous avons reproduit en chimie ce qui n'était possible qu'en biologie : l'ensemble complet des comportements d'une cellule. Cela prouve que les fonctions les plus fondamentales de la vie, comme la croissance et la réplication, n'ont pas besoin d'une étincelle magique mystérieuse.

Un cycle de vie complet, avec des réserves

SpudCell se nourrit en fusionnant avec des liposomes remplis de nutriments, croît, réplique son ADN et finit par se diviser pour produire des cellules filles. Le mécanisme de division repose sur des protéines d'encombrement à la surface de la membrane plutôt que sur un cytosquelette. Dans les expériences, les cellules ayant un avantage génétique de croissance se sont propagées dans la population. Cependant, le processus est loin d'être autonome : les chercheurs doivent forcer les cellules à traverser des pores microscopiques dans une membrane pour déclencher la division, et seulement environ 30 % des cellules résultantes conservent un génome complet après cinq cycles. La cellule synthétique ne peut pas non plus construire ses propres ribosomes, qui doivent être fournis de l'extérieur ; ceux empruntés à E. coli se dégradent après cinq à dix générations.

Comparaison de la taille du génome

Le génome de SpudCell est minimal par rapport aux organismes naturels.

Un pas prudent, pas la vie

L'équipe ne prétend pas avoir créé la vie. « La vie n'est pas binaire ; donc j'hésite à dire que c'est vivant », a déclaré Adamala. La cellule synthétique présente de nombreuses caractéristiques de la vie mais manque d'autosuffisance complète, et il n'existe pas de définition convenue de la vie à appliquer. Néanmoins, des experts externes reconnaissent l'avancée.

Ce n'est pas encore la vie, mais un pas énorme dans la compréhension de la façon dont la chimie peut devenir biologie.

Du prototype à la chaîne de production

Les chercheurs envisagent SpudCell comme un châssis programmable pour des applications biotechnologiques, allant de la fabrication de médicaments à la capture du carbone. Ils ont créé Biotic, une institution pour partager la technologie et coordonner les efforts d'ingénierie internationaux. La gouvernance éthique et sécuritaire est une préoccupation pressante ; Drew Endy de Stanford a noté la nécessité de « bien les gérer ». Les travaux sont toujours en cours d'examen par les pairs après un premier rejet par une revue et sont actuellement une prépublication.