Biologie synthétique 440139 31163192 2008-06-30T15:47:53Z CRJ5 419819 /* Concours iGEM */ '''Biologie synthétique''' a deux sens : *Pendant longtemps, le mot décrivait une approche de la biologie essayant d’intégrer divers axes de recherche pour atteindre une compréhension holistique de la vie ; *Plus récemment, ce terme a été utilisé pour décrire un nouveau type de recherches combinant science et génie génétique afin de concevoir et construire des systèmes et fonctions biologiques novatrices. La controverse est grande sur savoir si la biologie de synthèse actuelle (que l’on pourrait presque qualifier d'''appliquée'') est en accord avec la biologie de synthèse « classique » de la fin du {{XXe siècle}} (que l’on pourrait presque qualifier de « théorique »), a l’objectif anti-réductionniste. <!--Quelqu’un peut le faire fonctionner ?[[Image:UT_HelloWorld.jpg|thumb|right|A light programmable biofilm made by the UT Austin / UCSF team during the 2004 [http://parts2.mit.edu/r/parts/htdocs/SBC04/index.cgi Synthetic Biology competition]]]--> ==Histoire== En 1978, le [[Prix Nobel de physiologie ou médecine|prix Nobel de médecine]] était décerné à [[Werner Arber]], [[Daniel Nathans]] et [[Hamilton O. Smith]] pour la découverte des enzymes de restriction et leur application aux problèmes de génétique moléculaire. Dans un éditorial du journal ''Gene'', [[Wacław Szybalski]] écrivait : « Le travail sur les nucléases de synthèse nous permet non seulement de construire aisément les molécules d’ADN recombinant et d’analyser les gènes individuels, mais nous a aussi mené à ''une nouvelle ère de la biologie de synthèse'' où non seulement les gènes existants sont décrits et analysés, mais où aussi de nouvelles configurations génétiques peuvent être construites et évaluées. »<ref>[http://www.sciencedirect.com/science?_ob=IssueURL&_tockey=%23TOC%234941%231978%23999959996%23383739%23FLP%23&_auth=y&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=cf7bbc6f0e4d37c1de98c80fc9b50a3e Gene 1978, 4, p 181]</ref>. ==Biologie== Les biologistes cherchent à connaître le fonctionnement des systèmes vivants naturels. Une manière simple et directe de vérifier notre compréhension actuelle de ceux-ci est de construire un exemplaire (ou une version) d’un système selon notre compréhension de ce dernier. Le travail avant-gardiste de Michael Elowitz<ref>[http://www.elowitz.caltech.edu/ The Elowitz Lab] sur caltech.edu]</ref> sur les [[répressilateur]]s<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=10659856&query_hl=2 ''A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators.''] Nature 2000, sur ''Pubmed''.</ref> est un bon exemple d’une telle approche. Michael Elowitz avait un modèle du fonctionnement de l’expression génétique dans les cellules vivantes. Pour le vérifier, il construisit un morceau d’ADN selon son modèle, le plaça dans les cellules vivantes et regarda ce qui se passa. De légères différences entre ce qu’il attendait et ce qu’il observa mirent en lumière qu’une nouvelle science valait d’être créée. De tels travaux utilisent beaucoup de mathématiques pour prédire et étudier les dynamiques des systèmes biologiques avant de les construire de manière expérimentale. Une large palette de descriptions mathématiques ont été utilisées avec une précision variable, incluant la [[théorie des graphes]], les réseaux [[booléens]], les [[Équation différentielle ordinaire|équations différentielles ordinaires]] et [[Équation différentielle stochastique|stochastiques]] et les [[Maître équation|maîtres équations]] (afin d’améliorer la précision). Parmi les exemples probants, citons les travaux d’Adam Arkin <ref>[http://genomics.lbl.gov Adam Arkin home page]</ref> et Alexander van Oudenaarden<ref>[http://web.mit.edu/biophysics/ van Oudenaarden Lab]</ref> ; voir aussi le numéro spécial de ''PBS Nova'' sur la vie artificielle<ref>[http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3214/01.html numéro spécial de ''PBS Nova'' sur la vie artificielle]</ref>. ==Chimie== Les systèmes biologiques sont des systèmes physiques composés de matériaux chimiques. Il y a environ cent ans, la [[chimie]] passa de l’étude des matériaux chimiques naturels à la conception et l’élaboration de nouveaux matériaux chimiques. Cette transition inaugura le domaine de la ''[[synthèse chimique|chimie de synthèse]]''. Dans le même esprit, certains aspects de la biologie de synthèse peuvent être vus comme une extension et une application de la chimie de synthèse à la biologie, et inclure des travaux allant de la création de nouveaux matériaux biochimiques jusqu’à l’étude des origines de la vie. Les groupes d’Eric Kool<ref>[http://www.stanford.edu/group/kool/ Eric Kool]</ref> à [[université Stanford|Stanford]], de Steven Benner<ref>[http://www.chem.ufl.edu/groups/benner/ Steven Benner]</ref> à l’[[université de Floride]], de Carlos Bustamante <ref>[http://alice.berkeley.edu/ Carlos Bustamante]</ref> à [[Université de Californie (Berkeley)|Berkeley]] et de Jack Szostak<ref>[http://genetics.mgh.harvard.edu/szostakweb/ Jack Szostak]</ref> à [[université Harvard|Harvard]] sont de bons exemples de cette tradition. ==Ingénierie== Les ingénieurs voient la biologie comme une ''technologie''. La biologie de synthèse inclut une large redéfinition et extension de la biotechnologie, avec le but ultime d’être capable de concevoir et construire des systèmes biologiques fabriqués qui traitent l’information, manipulent les éléments chimiques, produisent de l’énergie, fournissent de la nourriture et maintiennent et améliorent la santé humaine et notre environnement. Un des aspects qui distingue la biologie de synthèse de l’[[ingénierie génétique]] conventionnelle est sa forte attention à développer des technologies fondamentales rendant l’ingénierie biologique plus facile et plus fiable. Comme bons exemples de biologie de synthèse incluent les travaux pionniers de Tim Gardner et Jim Collins sur un interrupteur génétiquement créé<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=10659857&query_hl=5 interrupteur génétiquement créé]</ref>, le registre des pièces biologiques normées<ref>[http://parts.mit.edu/ registre des pièces biologiques normées]</ref>, et la Compétition intercollégiale des des machines génétiquement modifiées<ref>[http://parts2.mit.edu/iGEM intercollegiate Genetically Engineering Machine competition] (iGEM)</ref>. ==Réécriture== Les « réécrivains » sont des biologistes synthétiques souhaitant vérifier l’idée que, puisque les systèmes biologiques naturels sont si compliqués, nous ferions mieux de reconstruire le système naturel qui nous intéresse à partir de zéro, afin de fournir des {{lang|en|texte=engineered surrogates}} plus faciles à comprendre et avec lesquels l’interaction soit plus facile. Les réécrivains tirent leur inspiration du [[réusinage]], une procédure parfois utilisée pour améliorer les logiciels. [[Drew Endy]] et son groupe <ref>[http://mit.edu/endy/ groupe de Drew Eddy]</ref> ont effectué quelques travaux préliminaires sur la réécriture<ref>par exemple, [http://www.nature.com/msb/journal/v1/n1/full/msb4100025.html Refactoring Bacteriophage T7]</ref>. Les oligonucléotides récoltés depuis une [[puce à ADN]] fabriquée par photolithographie ou jet d’encre [[DNA chip]] combinés avec les corrections d’erreurs d’ADN permettent des changement de [[codon]]s à vaste échelle dans les systèmes génétiques pour améliorer l’[[expression génétique]] ou incorporer des amino-acides novateurs<ref>voir les [http://arep.med.harvard.edu/SBP projets de cellule de synthèse] du laboratoire de [[George Church]]</ref>. Tout comme dans l’exemple ci-dessus du T7, ceci favorise une approche ''ex nihilo'' de la synthèse. ==Questions sociales== En plus des nombreux défis techniques, le vaste potentiel de la biologie de synthèses inquiète aussi les bioéthiciens quant à ses potentiels abus par des états voyous et des terroristes<ref>[http://www.newscientist.com/channel/opinion/mg18825252.000 (New Scientist], 12 novembre 2005)</ref>. La découverte du métal a permis soc de charrue et aiguille à coudre, mais aussi lances et épées. La physique nucléaire a mené aux traitements des cancer par radiation, mais aussi aux armes nucléaires. L’étude de la biologie de synthèse peut mener à des soins contre la malaria, qui tue tous les ans des millions de personnes, mais pourrait aussi mener à une forme modifiée de petite vérole utilisée comme arme et pour laquelle il n’y aurait pas actuellement de défense immunitaire. Des connaissances approfondies sur la contention et le contrôle de telles recherches doit rester à l’esprit des expérimentateurs. Ce dont manque la société aujourd’hui est d’un manque de confiance dans le fait que les systèmes de contrôle et de défense suffisent à gérer les accidents et abus d’une telle activité. On voit cependant apparaitre quelques suggestions détaillées pour la licence et la surveillance<ref>[http://arep.med.harvard.edu/SBP/Church_Biohazard04c.htm A Synthetic Biohazard Non-proliferation Proposal] harvard.edu</ref> des diverses phases de la [[synthèse]] des gènes et du [[génome]]. Notons aussi des discussion en ligne en cours, détaillées et ouvertes, sue les problèmes sociétaux à l'OpenWetWare<ref>[http://openwetware.org/wiki/Synthetic_Society OpenWetWare]</ref>. Le jeu de rôles ''[[Transhuman Space]]'' a popularisé le concept de [[bioroïde]]s (introduits par (GURPS Cyberpunk), des androïdes biologiques créés par biogenèse (le terme qu’emploie le jeu de rôle pour la biologie synthétique) Le projet européen SYNBIOSAFE <ref>[http://www.synbiosafe.eu SYNBIOSAFE]</ref> étudie les aspects éthiques et de sécurité de la biologie synthétique. ==Voir aussi== * [[Bio-informatique]] * [[Biologie des systèmes]] * [[Biorobotique]] * [[Bio-ingénierie]] * [[Biohacking]] ==Notes et références== {{Références|colonnes=2}} ===Liens externes === ==Entreprises== * {{en}} [http://www.atg-biosynthetics.com/ ATG Biosynthetics] * {{en}} [http://www.genscript.com/gene_synthesis.html GenScript Corporation] * {{en}} [http://www.dna20.com/ DNA2.0] * {{en}} [http://www.codondevices.com/publications.html Codon Devices] * {{en}} [http://www.syntheticgenomics.com/ Synthetic Genomics] ==Laboratoires== * {{en}} [http://www.lbl.gov/LBL-Programs/pbd/synthbio/ Biologie synthétique à Berkeley/LBL] * {{en}} [http://www.evolvingcode.net/codon/ Groupe de recherche de l’UMBC] * {{en}} [http://pawsonlab.mshri.on.ca Laboratoire Pawson] * {{en}} [http://www.bu.edu/abl Laboratoire de Jim Collin à l’Université de Boston] * {{en}} [http://www.bme.duke.edu/faculty/tian/index.php Laboratoire de Jingdong Tian’s à Duke University] * {{en}} [http://arep.med.harvard.edu Laboratoire de George Church à la Harvard Medical School] * {{en}} [http://web.mit.edu/endy/www/index.html Laboratoire de Drew Endy au MIT] * {{en}} [http://www.che.caltech.edu/groups/cds/index.htm Laboratoire de Christina Smolke à Caltech] * {{en}} [http://elowitz.caltech.edu/ Laboratoire de Michael Elowitz à Caltech] * {{en}} [http://labs.genome.duke.edu/YouLab/ Laboratoire de Lingchong You’s à Duke University] * {{en}} [http://www.voigtlab.ucsf.edu/ Laboratoire de Chris Voigt à l’Université de Californie] * {{en}} [http://ellingtonlab.org/ Laboratoire d’Andy Ellington’s à l’université des Texas] * {{en}} [http://www.princeton.edu/~rweiss/ Laboratoire de Ron Weiss à Princeton] ==Blogs== * {{en}} [http://blog.lib.umn.edu/sali0090/synbio/ Synthetic Biology in Practice], Howard Salis * {{en}} [http://www.paraschopra.com/blog/cat/biohacking/9/Synthetic-Biology Synthetic Biology Blog] * {{en}} [http://www.harmantechnologies.com/wordpress/index.php?cat=7 Harman on Technology: Thoughts on applying software engineering practices to biology] ==Multimédia== * [http://www.synbiosafe.eu/index.php?page=expert-interviews Entretiens vidéo avec des experts et des ONGs (en anglais)] ==Concours iGEM== * [http://parts.mit.edu/igem07/index.php/Paris La présentation du projet vainqueur d'iGEM 2007, par la première équipe française] * {{en}} [http://parts.mit.edu/wiki/index.php/Main_Page the iGEM program] - intercollegiate Genetically Engineered Machines - Compétition annuelle de création de biologie de synthèse par des étudiants (vainqueur 2006 : [[Slovénie]]). * [http://parts.mit.edu/igem07/index.php/Paris iGEM Paris] Equipe de Paris, laureat au concours iGEM 2007 ==Autres== * [http://biosynthetique.free.fr Club étudiant de réflexion SYNBIOSYS sur la Biologie Synthétique et Systémique à Paris] * [http://biologiesynthetique.fr biologiesynthetique.fr wiki en français d'informations, études et discussions sur la biologie synthétique] * {{en}} [http://www.syntheticbiology.org Synthetic Biology community Wiki], hébergé par des chercheurs du MIT et de Harvard * {{en}} [http://www.intertech.upv.es/wiki Page Web du groupe de biologie de synthèse espagnol] ayant participé à iGEM 2006. * {{en}} [http://www.venterinstitute.org/ Institut J. Craig Venter] * {{en}} [http://synthbio.mshri.on.ca Synthetic Biology Project]] * {{en}} [http://www.bio.com/realm/research.jhtml?realmId=5&cid=9900044 Programmable Cells: Engineer Turns Bacteria Into Living Computers], une exposition de biologie de synthèse * {{en}} [http://parts.mit.edu/ Registry of Standard Parts] du MIT * {{en}} [http://www.acten.net/cgi-bin/webGUI/www/index.pl/newsletter11?wid=509&func=viewSubmission&sid=792 Bio-Multimedia] Formes synthétiques ludiques * [http://blog.empyree.org/?tag/androde-biorode Suite de billets sur les bioroïdes] [[Catégorie:Biotechnologie]] [[Catégorie:Génétique]] [[Catégorie:Bio-informatique]] [[de:Synthetische Biologie]] [[en:Synthetic biology]] [[es:Biología sintética]] [[it:Biologia di sintesi]] [[ja:合成生物学]] [[pt:Biologia sintética]] [[ru:Синтетическая биология]] [[sl:Sintezna biologija]] [[zh:合成生物学]]