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L'Usine Santé

Des cellules et des hommes

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Enquête À l’Institut de biologie systémique et synthétique (iSSB) d’Évry, cinq équipes travaillent sur la création et la validation de nouveaux circuits génétiques.

Des cellules et des hommes
Les chercheurs visent des traitements anti-infectieux ou anticancéreux produits par des bactéries.
© crédit photo

Avec ses contours flous et son approche pluridisciplinaire, la biologie de synthèse a parfois du mal à être reconnue comme une science constituée. C’est le défi relevé par l’iSSB, installé sur le campus du Génopole d’Évry, au sud de Paris. Créé en 2010, le laboratoire se consacre entièrement à la création de systèmes génétiques inédits qui, une fois implantés dans un organisme biologique (bactéries, levures…), produisent des molécules utiles. Dans la ligne de mire de l’iSSB, une méthode de production inédite des molécules thérapeutiques. « Nous avons des biologistes, des physiciens, des chimistes, des généticiens. Moi-même, je suis un bio-informaticien, explique Jean-Loup Faulon, qui dirige l’iSSB. C’est typique d’un laboratoire qui travaille en biologie de synthèse. »

les spécialistes du secteur

  • États-Unis: En position dominante

Avec les meilleurs labos de grandes universités (Stanford, Berkeley, Harvard, MIT…), et quelques stars de la biologie de synthèse (Jay Keasling, Drew Endy…), le programme Synberc (Synthetic biology engineering research center) fédère une bonne part de la recherche académique américaine. Autre pôle de référence, le Craig Venter Institute. Au total, les labos américains sont à l’origine des deux tiers des publications scientifiques sur le sujet.
 

  • Europe : Des pôles d’excellence

En dehors de l’iSSB du Génopole d’Évry, deux centres importants se sont constitués. L’Institute of systems and synthetic biology, à l’Imperial College de Londres ; et le Synthetic Biology Group de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH), en Suisse. Au Pays-Bas, le Center for synthetic biology de l’université de Groningue s’est récemment distingué en remportant le grand prix 2012 du concours iGem.

Fort d’une quarantaine de chercheurs, le laboratoire d’Évry a les moyens d’assumer cette diversité d’approche. Il peut surtout « couvrir » de manière cohérente le vaste champ de la biologie de synthèse. Ainsi, alors que les premiers chercheurs du site s’orientaient vers la modélisation numérique, à l’iSSB on travaille désormais autant à la paillasse que devant l’ordinateur. Avec des projets qui vont de la conception assistée par ordinateur de systèmes génétiques réalisant une fonction biologique visée, jusqu’à la validation in situ, dans une bactérie, de la fonction synthétisée au laboratoire. Cette démarche complète a, par exemple, été menée récemment par l’équipe d’Alfonso Jaramillo, sur un dispositif de régulation du génome (le contrôle de l’expression des gènes dans la cellule vivante).

 

Le génome de A à T

Pour réaliser la fonction visée, l’ordinateur a proposé des molécules d’ARN (acide ribonucléique) qui avaient peu à voir avec celles que l’on trouve dans la nature. Mais une fois synthétisé et introduit dans une bactérie E.coli, ce circuit génétique artificiel a bien rempli sa fonction. Cinq équipes coopèrent au sein de l’iSSB, doté d’un budget annuel de 3 millions d’euros. Les spécialistes de la régulation des gènes, et ceux qui cherchent de nouvelles voies de synthèse de molécules (dirigés par Jean-Loup Faulon), visent ensemble des applications médicales : de nouveaux traitements anti-infectieux ou anticancéreux, produits par des bactéries, voire directement par les cellules malades. Une troisième équipe, menée par Nicolas Pollet, étudie le génome d’une grenouille, un modèle animal pour tester des circuits génétiques. François Képès et ses collaborateurs veulent, eux, comprendre comment la répartition des gènes sur un chromosome influence leur expression.

Enfin, le groupe de Piet Herdewijn synthétise des acides nucléiques artificiels (XNA), chimiquement différents de l’ADN naturel. Des recherches à vocation fondamentale (peut-on créer des systèmes vivants avec un autre code génétique ?) qui ont aussi un fort potentiel applicatif : fabriquer, à terme, des bactéries fondées sur du matériel génétique incompatible avec l’ADN naturel permettrait de faire de la biologie de synthèse sans risque de dissémination dans la nature.

 

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