[daniel]

Bonjour tout le monde !

Un article Science et Vie :

En 1950, l'Anglais Alan M. Turing inventait un test, le "jeu de l'imitation", destiné à quantifier le degré d'intelligence (humaine) des machines en évitant l'écueil de devoir définir ce qu'est l'intelligence : une entité quelconque sera considérée "intelligente à X %" s'il y a X % de personnes qui, en dialoguant avec elle sans la voir, considèrent qu'ils ont échangé avec un humain.

Soixante-sept ans plus tard, des chercheurs en bio-ingénierie italiens et américains viennent d'imaginer un prolongement du test destiné... à quantifier le "degré de vie" d'une cellule artificielle - sans, bien entendu, avoir à définir ce qu'est la vie. Un tour de force conceptuel !

Le "bio-test" de Turing

Confronté au manque de définition scientifique du concept d'"intelligence", Turing avait imaginé son test pour donner à l'Intelligence artificielle naissante un outil de mesure son degré d'avancement.

Aujourd'hui la Biologie de synthèse, discipline où l'on tente de construire en laboratoire des cellules vivantes à partir de composants chimiques inertes (fragments d'ADN, membranes ou vésicules semi-perméables, etc.), manque également d'un critère objectif mesurant ses progrès.

La solution proposée par les chercheurs de l'université d'Arizona est un "bio-test de Turing" : une cellule artificielle pourra être déclaré vivante quand des cellules vivantes, des bactéries unicellulaires, la reconnaîtront comme telle !

Faire dialoguer une cellule artificielle avec une bactérie

Si dans le cas de l'intelligence des machines, la clé de la mesure était la communication avec les hommes, dans le cas des cellules artificielles, la clé est la communication chimique avec des bactéries unicellulaires : les chercheurs ont mis leurs cellules artificielles en présence de bactéries bien connues des généticiens (V. fischeri, V. harveyi, E. coli, et P. aeruginosa) et observé comment elles "dialoguaient".

Car les bactéries échangent constamment des messages, et leurs "mots" sont des molécules synthétisées par leur gènes, qui s'envolent vers l'extérieur en traversant les membranes cellulaires. Quand ces molécules atteignent une autre bactérie, elles pénètrent leur membrane, atteignent l'ADN et déclenche l'activation de gènes.

Ceux-ci produisent alors des molécules "réponse", lesquelles entraînent à leur tour l'activation de gènes de la première bactérie, et ainsi de suite. Un dialogue qui, par exemple, peut se transformer en guerre chimique, si les bactéries sont concurrentes.

Des molécules en guise de mots

Or dans le cas des bactéries utilisée dans l'expérience, ces "circuits" génétiques de communication sont bien connus : les chercheurs ont mesuré précisément les schémas d'activation de leurs gènes lorsqu'on les laissait en présence des cellules artificielles durant 2 à 3 heures. Et pour les chercheurs, ces schémas d'activation indiquent jusqu'à quel degré la bactérie "considère" qu'elle est en présence d'une autre bactérie, c'est-à-dire d'un être vivant.

Finalement, ce test permet de contourner le questionnement binaire insoluble - "est-ce vivant ou inerte ?" - en donnant une méthode effective de mesure du degré de vie d'une cellule artificielle, donc de l'état d'avancement de la recherche. Une réussite.

-Roman Ikonicoff

[Alain V]

Et le résultat de l'expérience est ? ....
Les bactéries se sont elles fait berner ? ....

[daniel]

T'as, aussi, l'impression qu'on ne répond pas à la question ...

[Alain V]

C'est à dire qu'il y a la description de l'expérience , mais pas la conclusion

[daniel]

[KIYA]

"Création d'une cellule "synthétique".

"En fait, seul le génome est synthétique, copie quasi servile de celui de la bactérie M. mycoides. Et il a fallu, pour qu'il s'exprime, l'insérer dans une bactérie "naturelle" dont le propre ADN avait été extirpé. Cet abus de langage sera probablement reproché à Craig Venter, qui n'a jamais redouté les formules chocs. Pour autant, ces travaux sont salués comme une étape majeure de la biologie synthétique."

http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/05/21/creation-d-une-cellule-synthetique_1361097_3244.html

"Pas de vie crée ex-nihilo" voir fin de l'article :

http://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/un-genome-artificiel-aux-commandes-d-une-cellule_22581

"On en est encore loin. Loin également de cette «vie artificielle» qu’évoque cette expérience de biologie synthétique."

http://www.liberation.fr/sciences/2010/05/21/bacterie-synthetique-une-avancee-majeure-mais-pas-la-vie-artificielle_653591

[daniel]

Bonjour Kiya !

Ce que tu mets, en évidence, est, tout à fait, juste ! Voilà, comment, ça a évolué !

La nature a produit des génomes de toutes tailles : l’ADN humain contient environ 20 000 gènes formés par près de 3 milliards de paires de bases, ce qui est bien peu comparé à Paris japonica, une plante herbacée du Japon, qui comptabilise 150 milliards de paires de bases. À l’inverse, certaines bactéries possèdent tout au plus quelques milliers de gènes. D'où la question qui interpelle les généticiens depuis plusieurs dizaines d’années : combien de gènes sont nécessaires pour produire une cellule viable capable de se répliquer ? C’est une partie de cette énigme que l’équipe de Craig Venter, co-fondateur de l’Institut qui porte son nom, à La Jolla, en Californie, a résolue : elle a synthétisé une cellule capable de se répliquer avec seulement 473 gènes.

C'est une étape importante de la biologie de synthèse, un domaine de recherche dont l'un des objectifs est de construire de nouveaux systèmes biologiques pour comprendre les mécanismes du vivant. De nombreuses équipes se sont lancées dans la quête d’un génome minimal. Pour Craig Venter et son équipe, l’aventure a commencé en 1995, lorsqu’ils ont séquencé le génome de Mycoplasma genitalium, une bactérie vivant dans le conduit urinaire humain et qui ne présente que 517 gènes. Il s’agit d’un des organismes capables de s’autorépliquer doté du plus petit génome (l’ADN d’un virus peut être encore plus petit, mais le virus doit parasiter une cellule et en détourner les fonctions pour se répliquer).

En 2010, l’équipe de Craig Venter était parvenue à synthétiser une réplique du génome de Mycoplasma mycoides (un parasite des ruminants qui a l’avantage pour les chercheurs de se répliquer plus vite que M. genitalium) et le substituer au matériel génétique d’une cellule d’une autre espèce de mycoplasme. Le génome artificiel, avec 901 gènes, était une copie quasi fidèle d’un génome existant dans la nature, mais cette expérience a démontré la possibilité de synthétiser chimiquement à grande échelle de l’ADN et de l’injecter dans une cellule pour produire un organisme viable. Les chercheurs ont ensuite utilisé ce génome de synthèse comme base pour déterminer les gènes indispensables ou superflus à la vie de la cellule.

Les chercheurs ont d’abord sélectionné et inactivé eux-mêmes les gènes qui leur semblaient inutiles, à partir des connaissances sur le fonctionnement de la cellule, mais l’approche s’est révélée inefficace. L’équipe a donc opté pour une voie différente, la méthode « essai et erreur ». Les biologistes ont coupé le génome de M. mycoides en 8 segments de tailles similaires, qui pouvaient être assemblés selon différentes combinaisons, partielles ou complètes. En testant alors la viabilité de la cellule avec le génome recombiné, les chercheurs ont éliminé, par essais successifs, les gènes non indispensables.

Le résultat final est une cellule de synthèse, nommée JCVI-syn3.0, comprenant 473 gènes. Parmi eux, 41 % participent à l’expression du génome, 18 % à la structure et aux fonctions de la membrane, 17 % au métabolisme et 7 % à la préservation de l’information génétique. Certains gènes ont pu être classés grâce à l’étude de leur structure, mais leur action biologique dans la cellule n’a pu être identifié. La fonction de certains autres gènes est en revanche totalement inconnue. Au total, 149 gènes ont un rôle inconnu, ce qui représente près d’un tiers du matériel génétique ! Ces gènes sont pourtant nécessaires : sans eux, la cellule n’est pas viable. Pour Jack Szostak, biochimiste à l’université Harvard, « le plus intéressant dans ce résultat est tout ce que nous ne savons pas ». Les chercheurs s’attendaient en effet à trouver un certains nombres de gènes dont le rôle serait inconnu, mais pas plus de 10 %....

La découverte de l’équipe de Craig Venter est donc riche d’enseignement et montre qu’il y a encore beaucoup à découvrir sur les fonctions indispensables à la vie. Par ailleurs, dépouillée du maximum de complexité, la cellule JCVI-syn3.0 va pouvoir servir de base à de nombreux travaux fondamentaux. Les biochimistes l’utiliseront comme plateforme pour étudier des fonctions précises qu’ils pourront ajouter une à une. Partir d’une telle cellule minimale pourrait aussi se révéler fort utile dans l’étude de l’évolution.

Cependant, il ne faut pas voir en JCVI-syn3.0, la cellule minimale universelle. À partir d’une autre bactérie que M. mycoides, le génome minimal aurait pu être très différent. François Képès, directeur de recherche à l'institut de Biologie des Systèmes et de Synthèse (iSSB, Genopole, UEVE, CNRS) et directeur du Programme d'épigénomique à Genopole, à Évry souligne que « certains principes quasi universels pourraient émerger d’une telle approche. Pour cela, il faudrait non pas fabriquer un génome viable, mais une série afin de tester par comparaison certaines hypothèses sur ce qui rend un génome fonctionnel, ce qui le rend stable, etc. »

JCVI-syn3.0 est une nouvelle espèce, pur produit de la biologie de synthèse. Au-delà de son intérêt en recherche fondamentale, Craig Venter a pour ambition d’exploiter le potentiel industriel de la biologie de synthèse, en créant des fonctionnalités cellulaires sur mesure permettant de produire des composants utiles pour le secteur pharmaceutique ou chimique. Cependant, la souche JCVI-syn3.0 n’est pas économiquement intéressante, son temps de doublement est de trois heures et nécessite un milieu riche et très cher.

Par ailleurs, l’approche consistant à partir d’une cellule minimale est aujourd’hui concurrencée par la toute récente méthode CRISPR-Cas9 (dont les inventeuses, Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna, viennent de recevoir le prix L’Oréal-UNESCO Pour les Femmes et la Science 2016), qui permet de modifier à volonté le génome d’une cellule et dont les perspectives sont tout aussi nombreuses. Quelque soit le vainqueur, plus que jamais, une réflexion éthique s’impose pour encadrer l'usage de tels outils.

Article Revue "Pour la science"

[KIYA]

Oui, on voit bien que cet ADN "artificiel", n'en est pas moins composé de gènes, qui, eux, ne le sont pas. On est donc dans la manipulation génétique, pas dans la "création" du vivant.

[daniel]

C'est le génome qui, au départ, est artificiel ! Celui-là, qui, à l'expérience que tu relates, a servi de remplacement de la cellule utilisée pour l'expérience ... Ici, c'est bien ce génome artificiel qui sert à la création d'une nouvelle cellule, complètement, artificielle, cette fois-ci ! Je me trompe !?

En 2010, l’équipe de Craig Venter était parvenue à synthétiser une réplique du génome de Mycoplasma mycoides (un parasite des ruminants qui a l’avantage pour les chercheurs de se répliquer plus vite que M. genitalium) et le substituer au matériel génétique d’une cellule d’une autre espèce de mycoplasme. Le génome artificiel, avec 901 gènes, était une copie quasi fidèle d’un génome existant dans la nature, mais cette expérience a démontré la possibilité de synthétiser chimiquement à grande échelle de l’ADN et de l’injecter dans une cellule pour produire un organisme viable. Les chercheurs ont ensuite utilisé ce génome de synthèse comme base pour déterminer les gènes indispensables ou superflus à la vie de la cellule.

Les chercheurs ont d’abord sélectionné et inactivé eux-mêmes les gènes qui leur semblaient inutiles, à partir des connaissances sur le fonctionnement de la cellule, mais l’approche s’est révélée inefficace. L’équipe a donc opté pour une voie différente, la méthode « essai et erreur ». Les biologistes ont coupé le génome de M. mycoides en 8 segments de tailles similaires, qui pouvaient être assemblés selon différentes combinaisons, partielles ou complètes. En testant alors la viabilité de la cellule avec le génome recombiné, les chercheurs ont éliminé, par essais successifs, les gènes non indispensables.

Le résultat final est une cellule de synthèse, nommée JCVI-syn3.0, comprenant 473 gènes. Parmi eux, 41 % participent à l’expression du génome, 18 % à la structure et aux fonctions de la membrane, 17 % au métabolisme et 7 % à la préservation de l’information génétique. Certains gènes ont pu être classés grâce à l’étude de leur structure, mais leur action biologique dans la cellule n’a pu être identifié. La fonction de certains autres gènes est en revanche totalement inconnue. Au total, 149 gènes ont un rôle inconnu, ce qui représente près d’un tiers du matériel génétique ! Ces gènes sont pourtant nécessaires : sans eux, la cellule n’est pas viable. Pour Jack Szostak, biochimiste à l’université Harvard, « le plus intéressant dans ce résultat est tout ce que nous ne savons pas ». Les chercheurs s’attendaient en effet à trouver un certains nombres de gènes dont le rôle serait inconnu, mais pas plus de 10 %....