Des questions éthiques planent sur les efforts visant à créer un génome humain à partir de zéro

Le plus grand bénéficiaire d'un projet de fabrication d'un génome humain à partir de zéro pourrait être une startup du Massachusetts appelée Gen9 qui entretient des liens étroits avec les auteurs de la proposition encore secrète.

Il y a deux semaines, plus de 130 scientifiques, éthiciens et responsables gouvernementaux du financement rencontré à huis clos à l'Université de Harvard pour discuter d'un suivi du projet du génome humain - un projet qui écrirait un génome plutôt que de le lire. L'événement, nommé HGP Write, visait à rallier l'intérêt autour de l'idée de synthétiser les six milliards de lettres d'ADN d'un génome humain et d'utiliser les résultats pour démarrer une cellule.

Ce grand objectif nécessitera une nouvelle technologie ainsi que beaucoup, beaucoup d'ADN. Nous allons être l'une des entreprises qui rendront cela possible, déclare Kevin Munnelly, le PDG de Gen9, qui a été lancé en 2009 pour fabriquer des brins d'ADN et dont les fondateurs incluent George Church, le généticien visionnaire de la Harvard Medical School au centre des plans d'écriture du génome. Je ne pense pas que quiconque puisse fabriquer autant d'ADN que nous le pouvons avec six techniciens sur 15 000 pieds carrés. Construire un génome humain, disent les analystes , prendrait trois fois le nombre de gènes artificiels actuellement produits chaque année dans le monde et nécessiterait au moins 90 millions de dollars d'ADN.

Un robot déplace des fluides au laboratoire de Gen9 à Cambridge, Massachusetts. La startup fabrique de l'ADN pour les entreprises de biotechnologie.

Un visiteur entrant dans les installations de Gen9 à Cambridge fait immédiatement face à une affiche grandeur nature de l'église sur une citation qui dit, La meilleure façon de prédire l'avenir est de le changer. C'est plus ou moins ce pour quoi Gen9 a été créé. En commercialisant la technologie pour fabriquer de l'ADN à moindre coût, Church a déclaré qu'il espère faire pour la biologie ce qu'Intel a fait pour l'électronique.

Actuellement, ce sont surtout les sociétés pharmaceutiques et les géants de l'agriculture comme Syngenta qui commandent des séquences génétiques précises et sur mesure. Ils sont utilisés pour modifier génétiquement des plantes ou des bactéries à des fins telles que la production de médicaments tels que l'insuline humaine. Mais ces brins génétiques A, G, C et T ne font généralement qu'un millier de lettres.

Vous voulez un micro-organisme qui mange du dioxyde de carbone et fabrique du carburant ? Un jour, vous pourrez peut-être pointer et cliquer et vous en faire livrer un.

Des méthodes d'écriture de l'ADN meilleures et moins chères pourraient permettre d'imprimer des génomes entiers. Vous voulez un micro-organisme qui mange du dioxyde de carbone et fabrique du carburant ? Un jour, vous pourrez peut-être pointer et cliquer et vous en faire livrer un. Outre Church, les autres fondateurs scientifiques de la société (qui ont leurs propres portraits grandeur nature) sont l'ingénieur Joe Jacobson du MIT et le biologiste synthétique Drew Endy de l'Université de Stanford. Gen9 est leur bébé. C'est leur idée. C'est ce qu'ils voulaient faire depuis longtemps, dit Munnelly des trois fondateurs. Le principe fondateur est de promulguer la biologie de synthèse en facilitant son adoption.

Grâce en partie aux innovations de Gen9, la fabrication d'ADN à très grande échelle se rapproche. En 2001, il en coûtait 12 $ pour chaque paire supplémentaire de lettres d'ADN attachées chimiquement à un gène dans un laboratoire. Mais les prix ont baissé régulièrement. En mars, Gen9 a commencé à offrir des prix aussi bas que juste trois cents la paire .

La vitesse à laquelle le prix de l'ADN baisse est comparable à l'amélioration constante observée dans les ordinateurs selon la loi de Moore, la règle empirique selon laquelle la puissance de traitement double tous les deux ans. Pourtant, des progrès radicalement plus rapides sont nécessaires si l'on veut que le coût d'écriture d'un génome humain corresponde au prix de sa lecture, qui est tombé à seulement 1 000 dollars grâce à une série d'améliorations importantes des techniques de séquençage. Au rythme actuel, cela n'arriverait pas avant 2066. C'est beaucoup trop long pour l'Église à la barbe grise, ce qui aide à expliquer ses efforts fanatiques autoproclamés pour améliorer la technologie.

Mais la chute des prix pose également un dilemme économique si la demande d'ADN n'augmente pas rapidement. Me guidant à travers des bureaux équipés de mobilier de bureau daté, Munnelly dit qu'une grande partie de la capacité de l'entreprise reste inactive. En fait, une société qui l'a précédée, Codon Devices, a fermé ses portes après avoir vendu de l'ADN à si bas prix qu'elle a perdu de l'argent.

Réunion secrète

C'est pourquoi un projet ambitieux, éventuellement soutenu par le gouvernement, visant à créer un génome humain pourrait aider. Cela créerait une plus grande demande d'ADN et encouragerait les technologies encore à inventer qui seront nécessaires pour façonner cet ADN en chromosomes humains complexes. Cela va ouvrir les yeux de beaucoup de gens sur ce que le marché peut ou ne peut pas faire, dit Munnelly. Je pense que ces technologies pourraient bénéficier d'un grand coup de pouce si un projet comme celui-ci est annoncé.

Une proposition décrivant la justification de la synthèse d'un génome a été soumise à une revue, très probablement La science , par Church et plusieurs autres. La publication en attente, dit Church, était la raison de la tentative de garder la réunion HGP Write privée et d'empêcher la presse d'en parler.

Cette décision, cependant, a fait l'objet de vives critiques de la part du cofondateur de Gen9, Endy, qui a exposé la procédure dans un tweet critique . Même si Endy détient des actions dans la société et est tout à fait d'accord sur le fait que de meilleurs outils de construction d'ADN sont nécessaires, il a écrit un éditorial se demander si un énorme geste moral comme la création d'un génome humain est un moteur de demande approprié pour des méthodes ADN moins chères. Il a suggéré que les scientifiques se concentrent plutôt sur l'impression des chromosomes bactériens.

L'une des préoccupations est que la fabrication d'un génome humain pourrait avoir de lourdes implications religieuses et éthiques. Bien que la perspective reste lointaine, des personnes pourraient en théorie être conçues sur des ordinateurs et naître sans parents. D'autres critiques ont déclaré que les organisateurs n'avaient pas réussi à établir leurs liens avec les startups. Ces entreprises auraient une très grande opportunité de profit; ils en bénéficieront énormément, déclare Peter Carr, biologiste synthétique au Lincoln Lab du MIT.

Gen9 a déjà vendu de grandes quantités d'ADN à prix réduit aux coauteurs de la proposition à venir, dont Jef Boeke, chercheur à la NYU School of Medicine de New York. Boeke dirige un consortium international qui essaie maintenant de remplacer les chromosomes d'une cellule de levure par des chromosomes artificiels. Pour sa part, le laboratoire de Church sur le campus de la faculté de médecine de Harvard a commandé des millions de lettres ADN dans le but de réviser le code génétique de E. coli , travail qui est également en attente de publication.

Un troisième organisateur de HGP Write, Andrew Hessel, est futuriste chez Autodesk, une société de logiciels de CAO qui, selon les participants, a payé pour la réunion de Harvard. La société, qui a réparti le financement autour des laboratoires de biologie synthétique et développe des logiciels de conception biologique, collabore également avec Gen9 et en obtient de l'ADN. Je suis jusqu'aux yeux dans les accords de non-divulgation avec Autodesk, dit Munnelly.

Renaissance de l'ADN

Même sans un méga-projet, la possibilité que la synthèse d'ADN devienne une grande nouvelle industrie a tenté les investisseurs. Une entreprise californienne, Torsion Biosciences , a levé plus de 140 millions de dollars au cours des 18 derniers mois. Church dit qu'il est également actionnaire de cette société.

Gen9 et Twist ont innové en adoptant des techniques de l'industrie informatique pour produire en masse des milliards de courts morceaux d'ADN. Twist, par exemple, les fabrique dans de minuscules puits micro-usinés sur une puce de silicium. Gen9 repose sur un processus de micro-impression de brins d'ADN sur des lames de verre. Ceux-ci sont clivés et combinés pour former des gènes aussi longs que 10 000 lettres.

L'automatisation a fait chuter rapidement le prix de l'ADN. En avril, Gen9 a commencé à vendre de grosses commandes d'ADN pour 0,03 $ par paire de lettres génétiques.

Les nouvelles méthodes de production de masse remplacent une méthode plus ancienne et plus coûteuse de fabrication de gènes, développée pour la première fois dans les années 1970. L'industrie de la synthèse connaît une renaissance en ce moment, et c'est très excitant, déclare Jason Kelly, cofondateur de Ginkgo Bioworks, qui a passé cette année une commande d'environ 100 000 gènes à Twist, le plus gros achat de ce type.

Ginkgo est à la recherche de nouvelles façons de fabriquer des parfums précieux et d'autres produits chimiques. Pour ce faire, il a besoin de copies de gènes végétaux qu'il peut insérer dans des cellules de levure à tester, en essayant souvent des milliers de variations. C'est pourquoi le prix de l'ADN est toujours un problème, dit-il. Imaginez que les programmeurs informatiques, qui travaillent avec un sable 0 s, devaient payer 10 centimes chaque fois qu'ils envoyaient une instruction. Cela limiterait le nombre de programmes qu'ils essaieraient. Ce dont nous avons vraiment besoin, c'est la capacité de fabriquer beaucoup, beaucoup plus de gènes individuels à moindre coût, dit Kelly. C'est le point douloureux; c'est ce que tout le monde veut.

Ce qui est moins clair, c'est pourquoi quelqu'un voudrait un génome synthétique entier. Tout projet de génome humain synthétique prendra de nombreuses années, voire des décennies, et tout retour commercial est loin, très loin dans le futur, dit Rob Carlson , un consultant qui étudie l'industrie. Sans motif économique, il n'est pas sûr que l'écriture de génomes devienne abordable de sitôt. L'utilisation biotechnologique commerciale de l'ADN synthétique ne fournira jamais, au grand jamais, une demande suffisante pour augmenter la production afin de construire de nombreux génomes humains synthétiques», déclare-t-il.

Church pense que ce point de vue peut manquer la cible. Les gens sont coincés dans une ornière de la même manière que nous étions coincés dans une ornière en pensant aux ordinateurs dans les années 1960, dit-il. Vous demandez aux gens s'ils en veulent un, et ils disent 'Qu'est-ce qu'un ordinateur?' Il remplit toute une pièce et ne fait rien. Ils ne pouvaient pas imaginer que les transistors conduiraient à des applications tueuses comme Angry Birds ou Facebook.

Church dit que les ingénieurs savent par la nature qu'il y a une grande marge d'amélioration. Alors que les chimistes mettent trois minutes pour étendre l'ADN d'une seule lettre, les molécules à l'intérieur des cellules écrivent l'ADN à 1 000 lettres par seconde. Une cellule humaine qui se divise crée un nouveau génome en 24 heures, pratiquement gratuitement.

Il y a un chemin de croissance ici, dit Church. A chaque nouvelle innovation nous nous rapprochons.

cacher