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En guise d'introduction

25 septembre 2008
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin

Vers une vie artificielle

Les recherches avancent vite concernant la création de formes de vie artificielle dotées des propriétés de la vie biologique, notamment la réplication et la capacité de s'alimenter.
A la XVe Conférence Internationale sur l'origine de la vie, qui s'est tenue à Florence les 24/29 août 2008, une équipe dirigée par le Dr Jack Szostak, de la Harvard Medical School, a présenté le prototype de protocellules comportant l'équivalent d'informations génétiques leur permettant de se reproduire. Ces protocellules comportent des molécules d'acide gras qui peuvent se lier avec des morceaux d'acides nucléiques contenant le code source nécessaire à la réplication. Conjuguées avec un processus permettant protocellulede capter l'énergie solaire ou d'utiliser l'énergie de réactions chimiques, elles peuvent former un système auto-réplicateur auto-évolutif qui, sans ressembler encore à la vie terrestre actuelle, pourrait simuler les formes de vie terrestre à ses débuts, ou telle qu'elle pourrait exister sur d'autres planètes.

Le modèle montré à Florence n'est pas encore pleinement autonome, mais représente la forme de vie artificielle utilisant des composés chimiques la plus achevée à ce jour. Il comporte des membranes capables de grandir et de se reproduire. Cependant, il faut aller plus loin et reconstituer les conditions de l'évolution darwinienne primitive en créant les forces sélectives s'appliquant à un grand nombre de séquences capables de se modifier arbitrairement, sur le mode des mutations aléatoires. Ce processus une fois enclenché sera particulièrement intéressant car les chercheurs ne pourront pas, par définition, prédire a priori les formes auxquelles il aboutira. Il s'agira de créer une forme de vie nouvelle que les humains n'ont jamais vue et qui n'a peut-être jamais existé (sauf sur d'autres planètes ?).

Les auteurs de cette communication(1) considèrent que les protocellules ainsi réalisées représentent une forme de vie artificielle plus complète que celle dite de la biologie synthétique étudiée par Craig Venter. Celui ci s'efforce de construire une bactérie artificielle E. coli disposant du plus petit nombre de gènes possibles compatibles avec la réplication. Mais le produit de cette recherche ne sera pas une forme de vie nouvelle, contrairement aux protocellules de Jack Szostak. Il se bornera à reconstituer une cellule comparable à celles qui existent déjà sur Terre. Or les cellules biologiques disposent de mécanismes développés au long de millions d'années d'évolution, qui en font de véritables petites usines ou nanomachines visant à asservir l'énergie pour faire des copies d'elles-mêmes. Il s'agit de systèmes déjà très perfectionnés disposant d'une machinerie moléculaire très complexe, qu'il n'est pas possible de synthétiser à partir de composés chimiques.

Les protocellules de Jack Szostak se situent bien en amont de telles réalisations. Elles se placent au niveau de ce qui pourrait être l'origine véritable de la vie terrestre, ou d'une sorte de vie n'ayant jamais encore existé sur Terre et pouvant éventuellement apparaître dans des planètes disposant d'un environnement physique et chimique différent, éventuellement dépourvu d'eau liquide.

L'équipe espère disposer en laboratoire d'un système auto-réplicateur complet dans un futur proche. Nous suivrons avec le plus vif intérêt ce qu'il adviendra de ce projet. Peut-être se trouve-t-on au début d'une véritable révolution des sciences de la vie. Depuis les premières expériences de Stanley Miller, comme on le sait, les chercheurs et les philosophes ont toujours espéré, mais en vain, pouvoir faire revivre le début du début de celle-ci. Le modèle de Szostak n'a pas cette ambition. Il ne nous dira pas nécessairement comment la vie est effectivement apparue sur Terre. Il montrera seulement comment elle aurait pu apparaître, quitte à évoluer de façon très différente. Ce serait, pensons-nous, encore plus intéressant, notamment pour les exobiologistes.

* Voir aussi notre brève d'actualité: Sélection prébiotique

Note
(1) Sheref S. Mansy & Jack W. Szostak, "Thermostability of model protocell membranes
", PNAS, 3 septembre 2008 (voir l'abstract)

Pour en savoir plus
Article de Wired dont nous nous sommes inspirés. On y trouve une animation présentée à Florence
http://blog.wired.com/wiredscience/2008/09/biologists-on-t.html
XVe Conférence Internationale sur l'origine de la vie de Florence
http://www.dbag.unifi.it/issol2008/



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