La vie sur Terre a colonisé chaque endroit de la planète, aussi extrêmes que soient les conditions. Cette campagne de conquête réussie est le résultat de près de quatre milliards d'années d'évolution. En accélérant ce processus en laboratoire, les scientifiques peuvent fabriquer de nouvelles biomolécules utiles en médecine et en chimie (verte). Les pionniers de cette "évolution guidée" ont reçu aujourd'hui le prix Nobel de chimie.
Les conditions naturelles ont déterminé où la vie a évolué depuis son origine il y a (presque) quatre milliards d'années. Grâce au processus de sélection naturelle, les espèces se sont adaptées – lisez :elles ont fait place à de nouvelles espèces – pour peupler les endroits les plus extrêmes. C'est pourquoi nous trouvons des organismes vivants partout, des profondeurs de la mer noire, au désert brûlant, jusqu'à l'endroit le plus froid de l'Antarctique.
La pression de sélection a provoqué l'essor de certaines mutations spontanées dans les gènes codant pour les protéines, offrant à leurs porteurs un avantage évolutif. Les nouvelles protéines ainsi créées ont renforcé les organismes au niveau microbiologique. Ce qui les a rendus mieux armés dans la lutte pour l'existence. Après des milliards d'années d'évolution, cela a conduit à des protéines qui accélèrent les réactions chimiques dans la cellule (enzymes), ou qui tuent virus et bactéries (anticorps). Ce ne sont là que deux des innombrables fonctions des protéines qui doivent leur existence à l'évolution naturelle.
Les scientifiques fouettent l'évolution dans leur laboratoire, de sorte qu'il ne faut pas des millions ou des milliards d'années pour qu'une nouvelle biomolécule apparaisse à partir d'un échantillon biologique, mais au plus quelques jours ou semaines"
Mais que se passerait-il si les humains reprenaient le rôle directeur de la nature et décidaient eux-mêmes quels (micro-)organismes survivent ou sont autorisés à « passer au cycle suivant » ? Cette idée sous-tend ce que l'on appelle «l'évolution guidée», dans laquelle les scientifiques ont déjà déterminé l'objectif final, mais dans laquelle ils laissent le processus évolutif - de la mutation à la nouvelle protéine - faire le travail entre les deux. En attendant, les scientifiques le concoctent dans leur laboratoire afin qu'il ne faille pas des millions ou des milliards d'années avant qu'une nouvelle biomolécule apparaisse à partir d'un échantillon biologique, mais au plus quelques jours ou semaines.
Le développement de l'évolution guidée est aujourd'hui récompensé par le prix Nobel de chimie. L'Américaine Frances H. Arnold (California Institute of Technology) recevra la moitié du prix (seulement 870 000 euros) pour ses recherches pionnières sur l'évolution guidée des enzymes. En 1993, elle a été pionnière en créant pour la première fois de nouvelles enzymes par cette voie artificielle. Son approche est aujourd'hui une méthode standard dans le développement de catalyseurs biosourcés. Celles-ci sont indispensables en pharmacie (dans la production de médicaments respectueuse de l'environnement) et dans la chimie "verte" (dans le développement de carburants renouvelables).
L'autre moitié du prix Nobel revient à Gregory P. Winter (Université de Cambridge) et George P. Smith (Université du Missouri), respectivement britannique et américain. Au milieu des années 1980, les deux chimistes ont mis au point une méthode de développement de protéines à l'aide de bactériophages (un type de virus qui envahit les bactéries). Avec cela, ils ont accéléré la recherche et le développement d'anticorps. Certains des anticorps produits à l'aide de phages sont déjà intégrés dans des médicaments modernes, par exemple contre la polyarthrite rhumatoïde, le psoriasis et la maladie de Crohn.
