Un modèle avancé de cellule synthétique minimale

Abstract

> Créer artificiellement des cellules qui possèdent les propriétés minimales de la vie : voilà une tâche ambitieuse que de nombreuses équipes de recherche à travers le monde se sont fixées [1][2][3]. Les différentes approches envisagées -pré-biotique, semisynthétique ou supramoléculaire -se basent toutes sur un même constat : même le plus simple organisme unicellulaire existant aujourd'hui est extrêmement complexe et possède une telle diversité et richesse de comportements que tout modèle ne peut être que très approximatif. Cependant, cette complexité est-elle vraiment néces-saire à la « vie » de la cellule ou est-il possible en laboratoire de construire quelque chose de beaucoup plus simple, à partir d'un nombre limité de composants, ayant les caractéristiques de la vie ? Cette démarche bottom-up (partir d'éléments simples pour construire un système dynamique complexe), utilisée pour l'élaboration de ces systèmes chimiques « autopoïétiques » [4] nécessite au préalable de définir ce que l'on entend par « vie ». Il est communé-ment accepté aujourd'hui qu'un assemblage moléculaire local est « vivant » si : (1) il est capable de se régénérer ; (2)

La transplantation de génomes

“…En effet, depuis la découverte de l'ADN comme véritable support chimique de l'information génétique [1], la fascination autour de la création d'une cellule possédant le plus petit ensemble de fonctions (et peut-être de gènes) nécessaires et suffisants pour maintenir une forme de vie cellulaire n'a cessé de croître. Deux courants ont émergé : l'approche « constructive » (ou bottom-up), visant à construire des systèmes biologiques non naturels en s'appuyant sur l'assemblage de briques élémentaires aux fonctions définies [2][3][4] (➜) et l'approche « réductive » (ou top-down), visant à simplifier les systèmes biologiques naturels pour mieux les comprendre et en décrypter tous les mécanismes [5] (➜). Bien qu'il soit possible d'obtenir de telles cellules par réduction artificielle du matériel génétique d'organismes modèles comme Saccharomyces cerevisiae (~12 Mpb [mégapaires de bases]), Escherichia coli (~4,6 Mpb) ou Bacillus subtilis (~4,2 Mpb), une alternative consiste à utiliser des bactéries ayant perdu naturellement une grande partie de leur matériel génétique au cours de l'évolution.…”

“…Les travaux initiaux sur ces organismes en tant que modèle minimal ont débuté dans les années 1960, avec un programme financé par la National aeronautics and space 1 Institute of Veterinary Bacteriology, University of Bern, PO Box, CH-3001 Bern, Suisse. 2 UMR 1332 Biologie du fruit et pat hologie, INRA Bordeaux-Aquitaine, 71 avenue E. Bourlaux, 33882 Villenave d'Ornon, France. 3 Département de biologie, Université de Sherbrooke, 2500 boulevard de l'université, Sherbrooke, Québec, Canada.…”