La conception et la synthèse du génome ouvrent la porte à des plantes résistantes et même à un monde sans maladies génétiques.
La pandémie corona n'avait pas encore éclaté lorsque les scientifiques chinois ont téléchargé la séquence génétique complète du virus dans des bases de données génétiques. Cette séquence est à peu près le plan du virus. Un groupe de recherche suisse s'est mis à travailler sur la séquence. Elle a pu synthétiser le génome entier et produire le virus à partir de celui-ci. Les scientifiques n'ont pas eu à attendre des échantillons physiques pour les rechercher - ils avaient déjà le virus dans leur laboratoire. C'est un exemple de la façon dont le séquençage complet du génome fait progresser la médecine et d'autres domaines.
La conception du génome permet aux chercheurs d'activer les microbes en tant qu'usines
La séquence du génome est une extension du domaine florissant de la biologie synthétique. Les chercheurs utilisent un logiciel pour concevoir des séquences de gènes, puis les produire et les introduire efficacement dans un microbe. Ils reprogramment ce microbe, pour ainsi dire, pour effectuer une tâche souhaitée, telle que la production d'un médicament. Jusqu'à présent, les génomes étaient pour la plupart légèrement modifiés. Mais les améliorations de la technologie de synthèse et des logiciels permettent d'imprimer des portions toujours plus grandes du matériel génétique et de modifier les génomes de manière plus approfondie.
Les génomes viraux - de petite taille - ont été les premiers produits. Cela a commencé en 2002, avec les quelque 7 500 nucléotides ou lettres de code du virus de la poliomyélite. Comme pour le coronavirus, ces génomes viraux synthétisés ont permis aux chercheurs de mieux comprendre comment les virus apparentés se propagent et provoquent des maladies. Certains génomes sont en cours de conception afin que les scientifiques puissent les utiliser pour les vaccins et l'immunothérapie.
C'était en 2002. Aujourd'hui, les scientifiques peuvent écrire des génomes contenant des millions de nucléotides, comme dans les bactéries et les levures. En 2019, une équipe a imprimé une version du génome d'Escherichia coli. Cela a ouvert la porte à des codes que les chercheurs peuvent utiliser pour programmer la bactérie comme ils le souhaitent. Une autre équipe a produit une première version du génome de la levure, composée de près de 11 millions de lettres de code.
La conception et la synthèse du génome à cette échelle permettront aux microbes d'être utilisés comme usines. Ils sont alors responsables de la production non seulement de médicaments, mais aussi d'autres substances. Vous pouvez les concevoir pour produire de manière durable des produits chimiques, des carburants et de nouveaux matériaux de construction à partir de la biomasse ou même à partir de gaz résiduaires tels que le dioxyde de carbone.
De nombreux scientifiques veulent pouvoir écrire des génomes plus grands, comme ceux des plantes, des animaux et des humains. Cela nécessite des investissements importants dans des logiciels de conception et dans des méthodes plus rapides et moins chères pour synthétiser et assembler des séquences d'ADN de plusieurs millions de nucléotides. Avec des ressources financières suffisantes, cela pourrait être un fait avant la fin de cette décennie.
Les chercheurs envisagent de nombreuses applications. Ils veulent concevoir des plantes résistantes aux pathogènes. Ou une lignée cellulaire humaine ultra-sûre, qui n'est pas sensible aux infections virales, au cancer ou aux radiations, et qui peut constituer la base de thérapies cellulaires ou de biomatériaux. La capacité d'écrire notre propre génome émergera inévitablement, permettant aux médecins de guérir de nombreuses maladies génétiques, sinon toutes.
Bien sûr, la technique peut être mal utilisée. La principale crainte est que des individus ou des groupes utilisent des agents pathogènes comme armes, entre autres avec une intention malveillante. Les scientifiques et les ingénieurs devront développer un filtre de sécurité biologique :un ensemble de technologies existantes et nouvelles capables de détecter et de surveiller la propagation de nouvelles menaces en temps réel. Ils devront concevoir des stratégies de test pouvant être étendues rapidement. Les gouvernements du monde entier devront travailler ensemble beaucoup plus intensivement que ce n'est le cas actuellement.
Le Genome Project-Write, un consortium fondé en 2016, peut faciliter un tel filet de sécurité. Le projet implique des centaines de scientifiques, d'ingénieurs et d'éthiciens de plus d'une douzaine de pays. Ils développent des technologies, partagent les meilleures pratiques, mènent des projets pilotes et explorent les implications éthiques, juridiques et sociétales.
