Un téléporteur biologique pourrait semer la vie à travers la galaxie

Le premier téléporteur biologique se trouve dans un laboratoire au niveau inférieur du bâtiment de San Diego qui abrite Synthetic Genomics Inc. (SGI), ressemblant à un chariot d'équipement de grande taille.

L'appareil est en fait un conglomérat de petites machines et de robots de laboratoire, reliés les uns aux autres pour former une grande machine. Mais celui-ci peut faire quelque chose d'inédit : il peut utiliser le code numérique transmis pour imprimer des virus.

Dans une série d'expériences qui ont culminé l'année dernière, les scientifiques de SGI ont utilisé des instructions génétiques envoyées à l'appareil d'ailleurs dans le bâtiment pour fabriquer automatiquement l'ADN du virus de la grippe commune. Ils ont également produit un bactériophage fonctionnel, un virus qui infecte les cellules bactériennes.

Bien que ce ne soit pas la première fois que quelqu'un fabriquait un virus à partir de parties d'ADN, c'était la première fois que cela se faisait automatiquement, sans mains humaines.

L'appareil, appelé convertisseur numérique-biologique, a été dévoilé en mai. Bien qu'il s'agisse encore d'un prototype, des instruments comme celui-ci pourraient un jour diffuser des informations biologiques depuis les sites d'une épidémie de maladie vers les fabricants de vaccins, ou imprimer des médicaments personnalisés à la demande au chevet des patients.

Nous rêvons, depuis une dizaine d'années, de pouvoir faxer des formes de vie, explique Juan Enriquez, cadre chez Excel Ventures, une société de capital-risque qui a investi dans SGI, qui imagine une nouvelle révolution industrielle avec le convertisseur numérique-biologique. comme l'égreneuse de coton.

Craig Venter, le biologiste renégat qui a fondé Synthetic Genomics en 2005, mais qui ne joue plus un rôle au jour le jour dans ses activités, a déclaré qu'il pensait même qu'il serait possible de transmettre des formes de vie entre les planètes.

Il en a parlé à Elon Musk, déclare Dan Gibson, vice-président de SGI pour la technologie ADN.

Virus de la grippe

Contrairement à Venter, connu pour ses fanfaronnades et ses grands projets scientifiques, Gibson est discret, bien qu'il soit également bien connu des biologistes pour Gibson Assembly, une réaction qui associe de petits morceaux d'ADN fabriqués en laboratoire à des gènes beaucoup plus gros.

BioXP 3200 de SGI , une imprimante ADN commerciale, constitue le cœur du convertisseur numérique-biologique . Lorsque Gibson, assis dans son bureau, envoie un message au convertisseur, celui-ci commence son travail en utilisant des produits chimiques préchargés. Il pourrait tout aussi bien envoyer un tel message de n'importe où.

Fin mai, l'équipe de Gibson a révélé comment elle avait utilisé l'appareil pour créer de l'ADN, de l'ARN, des protéines et des virus de manière automatisée à partir de séquences d'ADN transmises numériquement sans intervention humaine.

Les travaux sur le convertisseur ont commencé vers 2013, lorsque SGI et Novartis, le fabricant de médicaments, ont effectué un test pour voir s'ils pouvaient utiliser les données des épidémies de grippe pour construire très rapidement des virus de semence, à partir desquels les vaccins sont fabriqués.

Leur chance s'est présentée en mars de cette année-là lorsque les autorités chinoises ont signalé des infections à la grippe H7N9 et publié en ligne les données de séquence d'ADN du bogue. (Le H et le N dans les types de grippe font référence à l'hémagglutinine et à la neuraminidase, des protéines de l'enveloppe externe des virus qui sont reconnaissables par le système immunitaire humain.) C'était le dimanche de Pâques, se souvient Gibson, lorsque j'ai reçu un e-mail indiquant que l'oiseau H7N9 la grippe faisait peur en Chine. Nous avons donc pu obtenir très rapidement la séquence d'ADN.

Deux jours plus tard, sans accès direct à aucun spécimen, uniquement aux séquences numérisées, SGI avait synthétisé les gènes H et N sur l'imprimante à ADN de Gibson. Ces brins d'ADN ont été expédiés à Novartis, qui les a utilisés pour générer des stocks de virus contenant la nouvelle information génétique, celle utilisée dans la production de vaccins. Gibson dit que c'est à ce moment-là que l'idée du convertisseur numérique-biologique est devenue réalité. J'ai dit 'Ne pouvons-nous pas tout intégrer dans une seule boîte ? il rappelle.

Gibson espère transformer l'appareil en une entreprise rentable. Imaginez, dit-il, que les Centers for Disease Control and Prevention d'Atlanta dévoilent les instructions génétiques d'un anticorps contre une maladie comme Ebola menaçant de créer une épidémie. Ce code pourrait être transmis numériquement aux convertisseurs de tous les hôpitaux du monde pour commencer à fabriquer l'antidote. Je crois que c'est quelque chose qui va arriver, pas dans un avenir lointain.

Problèmes d'erreur

Même si la capacité de programmer la vie et de la faire apparaître à différents endroits est surprenante, l'utilité de la téléportation biologique reste discutable. La création d'une petite quantité de stock de virus de semence est importante, mais ce n'est qu'une étape dans la fabrication de suffisamment de vaccins pour tout un pays. Les virus affaiblis qui entrent dans les vaccins contre la grippe doivent généralement être cultivés par milliers de milliards dans des œufs de poule, un processus soigneusement planifié qui prend six mois.

Et les brins d'ADN fabriqués par le convertisseur de SGI souffrent toujours d'erreurs ou de mutations aléatoires. Ce taux de mutation serait inacceptable si vous essayez de fabriquer … des vaccins ou des produits pharmaceutiques, a déclaré le virologue de l'Université de l'Alberta, David Evans, dans un e-mail. La FDA aurait une vache.

Même ainsi, Evans dit que bien qu'il n'y ait pas beaucoup de nouveauté dans une étape particulière, les assembler tous pour faire sortir l'ADN fonctionnel à l'arrière est assez impressionnant… Résolvez le problème d'erreur et vous auriez un appareil que tout le monde voudrait.

Gibson dit qu'il s'attaque au problème du taux d'erreur et essaie également de réduire le convertisseur à une taille gérable. À l'heure actuelle, il occupe à peu près le même espace qu'une voiture Fiat 500.

Panspermie

SGI n'a pas encore imprimé la vie - la plupart des biologistes ne considèrent pas un virus comme étant vivant. Mais ils pourraient y arriver. En 2016, SGI a annoncé la création d'une cellule minimale, une bactérie au génome le plus petit jamais créé et qui pourrait servir de sorte de cassette vierge pour accepter de nouvelles instructions génétiques. Gibson dit que puisque la cellule minimale est la forme de vie la plus simple, il pourrait être logique d'essayer d'en imprimer une.

Certains des bailleurs de fonds de SGI, y compris Venter, laissent entendre que le travail ultime pour une imprimante de vie serait d'envoyer la vie dans les deux sens entre les planètes. Dans un scénario, une machine de séquençage pourrait être envoyée sur Mars pour obtenir le code génétique de toute forme de vie, ou forme de vie proche, trouvée là-bas.

Ces données pourraient ensuite être transmises à un convertisseur terrestre, qui reconstruirait la vie extraterrestre, peut-être dans un laboratoire de haute sécurité. Une équipe SGI a passé du temps avec des scientifiques de la NASA dans le désert Désert de Mojave en 2013 tester les aspects de la théorie. Nous avons chargé un bus de laboratoire de recherche avec tout ce dont nous avions besoin, isolé quelques échantillons et les avons séquencés, explique Gibson.

Envoyer des données de vie dans l'espace pourrait être encore plus intéressant. Selon une théorie sur l'émergence de la vie sur Terre, connue sous le nom de panspermie, elle a été transportée ici par un météore ou une comète. L'envoi de convertisseurs biologiques dans l'espace pourrait être le moyen pour l'humanité de rendre la pareille, dit Enriquez, en semant la vie ailleurs.

Je [veux] faire quelque chose d'extraordinaire, envoyer une de ces choses sur Mars et imprimer des carburants, ou imprimer une partie d'une atmosphère, ou des nutriments, dit-il.

Cela invite à se demander quelle forme de vie, ou quelle séquence génétique, serait la première à disparaître. Venter a célèbre (et secrètement) utilisé son propre ADN comme base pour la première séquence du génome humain d'un individu, publiée en 2003.

Lorsqu'on leur a demandé si Venter avait maintenant l'intention de reproduire son génome sur une autre planète, Gibson et Enriquez ont répondu la même chose : aucun commentaire.

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