La conception et la synthèse du génome ouvrent la voie à des plantes résistantes aux pathogènes et à un avenir sans maladies génétiques.
Avant même l'éclatement de la pandémie de coronavirus, des scientifiques chinois avaient publié la séquence génétique complète du virus dans des bases de données spécialisées. Ce code génétique équivaut au plan architectural du virus. Une équipe suisse s'est immédiatement emparée de cette séquence pour synthétiser le génome entier et recréer le virus en laboratoire, sans attendre d'échantillons physiques. Cet exemple illustre comment le séquençage complet des génomes accélère les progrès en médecine et dans d'autres domaines scientifiques.
La conception du génome permet aux chercheurs d'activer les microbes en tant qu'usines
Le séquençage génétique s'inscrit dans l'essor spectaculaire de la biologie synthétique. Les chercheurs conçoivent des séquences d'ADN à l'aide de logiciels, les synthétisent puis les intègrent dans des micro-organismes. Ils reprogramment ainsi ces derniers pour produire des médicaments ou d'autres composés utiles. Auparavant limitées à des modifications mineures, les avancées technologiques en synthèse d'ADN et en logiciels permettent désormais d'imprimer et de modifier des portions de plus en plus étendues de génomes.
Les premiers succès ont concerné les génomes viraux compacts, dès 2002 avec les 7 500 nucléotides du poliovirus. Ces génomes synthétiques aident à comprendre la propagation des virus et à développer vaccins et immunothérapies.
Aujourd'hui, il est possible de concevoir des génomes de millions de nucléotides, comme chez les bactéries ou les levures. En 2019, une équipe a synthétisé une version du génome d'Escherichia coli, ouvrant la porte à une programmation fine des bactéries. Une autre a produit une version préliminaire du génome de levure, comptant près de 11 millions de nucléotides.
À cette échelle, les microbes deviennent de véritables usines biologiques, produisant non seulement des médicaments, mais aussi des produits chimiques durables, des carburants ou des matériaux innovants à partir de biomasse ou de gaz comme le CO2.
De nombreux experts ambitionnent de synthétiser des génomes plus complexes, comme ceux des plantes, animaux ou humains. Cela requiert des investissements massifs en logiciels de conception et en méthodes de synthèse rapide et économique de l'ADN. Avec des ressources adéquates, ces avancées pourraient se concrétiser d'ici la fin de la décennie.
Les applications envisagées sont multiples : plantes résistantes aux maladies, lignées cellulaires humaines insensibles aux virus, cancers ou radiations pour des thérapies avancées. Ultimement, l'édition de notre propre génome permettra de guérir la plupart des maladies génétiques.
Cependant, ces technologies comportent des risques. La création d'agents pathogènes comme armes biologiques reste une menace majeure. Il est impératif de développer un "filet de sécurité biologique" : technologies de détection en temps réel, surveillance des menaces et stratégies de tests scalables. Une coopération internationale renforcée s'impose.
Le Genome Project-Write, consortium international lancé en 2016 réunissant des centaines de scientifiques, ingénieurs et éthiciens de plus d'une douzaine de pays, joue un rôle clé. Il développe des technologies, partage les bonnes pratiques, mène des projets pilotes et explore les enjeux éthiques, juridiques et sociétaux.
