La vie a conquis tous les recoins de la planète, même dans les conditions les plus extrêmes. Cette expansion fulgurante résulte de près de quatre milliards d'années d'évolution. En accélérant ce processus en laboratoire, les scientifiques créent de nouvelles biomolécules utiles en médecine et en chimie verte. Les pionniers de cette « évolution dirigée » viennent de recevoir le prix Nobel de chimie.
Depuis ses origines il y a environ quatre milliards d'années, la vie s'est adaptée aux environnements les plus hostiles grâce à la sélection naturelle, générant de nouvelles espèces. Ainsi, des organismes vivants peuplent les abysses océaniques, les déserts brûlants et les régions les plus froides de l'Antarctique.
La sélection naturelle favorise les mutations génétiques spontanées codant pour des protéines avantageuses, renforçant les organismes au niveau moléculaire. Après des milliards d'années, cela a produit des enzymes accélérant les réactions cellulaires et des anticorps combattant virus et bactéries, parmi d'innombrables fonctions protéiques issues de l'évolution.
Les scientifiques accélèrent l'évolution en laboratoire : au lieu de millions ou milliards d'années, une nouvelle biomolécule émerge en quelques jours ou semaines à partir d'un échantillon biologique.
Et si les humains dirigeaient l'évolution en sélectionnant les micro-organismes survivants ? C'est le principe de l'évolution dirigée : les chercheurs fixent l'objectif, tandis que mutations et sélection opèrent. Ce processus, accéléré en laboratoire, produit des biomolécules en un temps record.
Le prix Nobel de chimie récompense aujourd'hui ces avancées. Frances H. Arnold (Caltech) reçoit la moitié du prix pour ses travaux pionniers sur l'évolution dirigée d'enzymes. En 1993, elle a créé les premières enzymes artificielles par cette méthode, désormais standard pour des catalyseurs biosourcés en pharmacie (médicaments éco-responsables) et chimie verte (carburants renouvelables).
L'autre moitié est attribuée à Gregory P. Winter (Université de Cambridge) et George P. Smith (Université du Missouri). Dans les années 1980, ils ont développé une technique utilisant des bactériophages pour produire des anticorps. Ces anticorps phage-display sont aujourd'hui des médicaments contre la polyarthrite rhumatoïde, le psoriasis et la maladie de Crohn.
