Le premier téléportateur biologique est situé dans le laboratoire de Synthetic Genomics Inc. (SGI), situé au rez-de-chaussée d'un immeuble de San Diego, et ressemble à un grand chariot d'équipement.
En réalité, cet appareil est un ensemble de petites machines et de robots de laboratoire - connectés entre eux, ils forment un seul grand appareil. Il est capable de faire quelque chose sans précédent, à savoir transmettre un code numérique pour imprimer des virus.
Dans une série d'expériences qui sont entrées dans leur phase finale l'année dernière, les scientifiques de SGI ont envoyé des ensembles d'instructions génétiques d'ailleurs dans le bâtiment pour répliquer automatiquement l'ADN des virus grippaux courants. De la même manière, ils ont fabriqué un bactériophage fonctionnel (un virus qui infecte les bactéries).
Bien que ce ne soit pas la première fois qu'un virus est fabriqué à partir de parties d'ADN, c'est la première fois qu'un virus est créé en mode automatique sans opérations manuelles.
L'appareil, surnommé «convertisseur numérique-biologique», a été présenté en mai. Jusqu'à présent, il ne s'agit que d'un prototype, mais à l'avenir, de tels outils pourraient transférer les informations biologiques du site d'épidémies directement aux fabricants de vaccins ou «imprimer» des médicaments personnalisés sur demande directement chez le patient.
«Depuis une décennie, nous rêvons de pouvoir télécopier des formes de vie», déclare Juan Henriquez d'Excel Ventus, une société de capital-risque qui a investi dans SGI. Il envisage une nouvelle révolution industrielle basée sur un «convertisseur numérique-biologique» de la même ampleur que la révolution autrefois produite par le cueilleur de coton.
Craig Venter, un biologiste dissident qui a fondé Synthetic Genomics en 2005 (bien qu'il ne participe plus à ses activités quotidiennes), suggère la possibilité d'une transmission interplanétaire des formes de vie.
«Il en a discuté avec Elon Musk», déclare Dan Gibson, vice-président de SGI pour la technologie ADN.
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Virus grippaux
Contrairement à Craig Venter, qui est célèbre pour ses grandes déclarations et ses projets ambitieux, Gibson est connu des biologistes pour son implication dans l'Assemblée Gibson - une réaction qui fusionne de petits morceaux d'ADN obtenus en laboratoire dans des gènes plus grands.
L'imprimante à ADN commerciale BioXP 3200 de SGI est au cœur du convertisseur numérique-biologique. Lorsque Gibson, au bureau, envoie un message au convertisseur, il commence à travailler avec des produits chimiques préchargés. Nous enverrions un tel message de n'importe où.
Fin mai, l'équipe de Gibson a dévoilé comment ils utilisaient une imprimante pour créer de l'ADN, de l'ARN, des protéines et des virus "automatiquement à partir de séquences d'ADN transmises numériquement sans intervention humaine".
Les travaux sur le convertisseur numérique-biologique ont commencé en 2013, lorsque SGI et le fabricant de médicaments Novartis ont mené un essai pour voir si les données de l'épidémie de grippe pouvaient être utilisées pour créer rapidement des virus de semence utilisés dans la production de vaccins.
L'opportunité de vérification s'est présentée en mars de cette année-là, lorsque les Chinois ont annoncé une épidémie du virus de la grippe H7N9 et rendu public sa séquence d'ADN. (Le H et N dans le nom du type de grippe se réfèrent à l'hémagglutinine et à la neuraminidase, des protéines sur la couche externe du virus que le système immunitaire humain reconnaît.) «C'était le dimanche de Pâques», se souvient Gibson, «quand j'ai reçu un e-mail à propos de la panique virale en Chine. grippe aviaire H7N9. Nous avons donc eu l'occasion d'obtenir la séquence d'ADN très rapidement."
Deux jours plus tard, sans accès aux échantillons, avec uniquement des séquences numériques, SGI a synthétisé les gènes des protéines H et N sur une imprimante à ADN. Ces brins d'ADN ont été envoyés à Novartis, où ils ont créé une souche de virus contenant de nouvelles informations génétiques pour la production vaccins. C'est alors que l'idée d'un convertisseur numérique-biologique est devenue réalité, dit Gibson. «J'ai dit, pouvons-nous mettre tout cela ensemble dans une seule boîte?» Se souvient-il.
Gibson espère développer une activité lucrative avec cet appareil. «Imaginez», dit-il, «que le Center for Infectious Disease Control and Prevention d'Atlanta déchiffre l'information génétique d'un anticorps contre une maladie comme Ebola, qui menace une épidémie. Ce code peut être envoyé à des convertisseurs du monde entier et la production de l'antidote peut commencer. Je pense que ce sera possible dans un proche avenir."
Problèmes d'erreur
Aussi frappante que la capacité de programmer la vie et de la diffuser à distance, l'utilité de la téléportation biologique reste un sujet de débat. Il est important de constituer un petit stock de virus de semence, mais ce n'est qu'une étape vers la production d'un vaccin en quantités tangibles pour tout un pays. Les virus atténués trouvés dans les vaccins contre la grippe doivent être cultivés par milliards dans des œufs de poule - un processus soigneusement planifié qui prend six mois.
«Les brins d'ADN produits par le convertisseur SGI sont toujours sujets à des erreurs ou à des mutations aléatoires. Ces mutations seront inacceptablement élevées … pour la production de vaccins ou de produits pharmaceutiques », écrit David Evans, virologue à l'Université de l'Alberta.
Et pourtant, selon Evans, "Bien qu'il y ait peu de nouveauté à chaque étape, les étapes mises en place pour produire de l'ADN fonctionnel sont assez impressionnantes … Résolvez le problème d'erreur et vous avez un appareil que tout le monde veut."
Gibson dit qu'il cherche une solution au problème d'erreur et essaie également de réduire le convertisseur à une taille acceptable. Maintenant, l'appareil prend le volume d'une voiture Fiat 500.
Panspermie
SGI n'a pas encore «imprimé la vie» - la plupart des biologistes ne considèrent pas les virus comme vivants. Mais l'entreprise peut aborder cela. En 2016, SGI a annoncé la création d'une «cellule minimale», une bactérie avec le plus petit génome de tous, qui pourrait servir de cassette pour enregistrer de nouvelles instructions génétiques. Puisque "la cellule minimale est la forme de vie la plus simple", a déclaré Gibson, il serait logique d'essayer de l'imprimer.
Certains partisans de la SGI, y compris Craig Venter, indiquent clairement que l'étape ultime pour l'ADN d'imprimante sera le transfert de formes de vie entre les planètes. Dans le scénario proposé, une machine - créatrice de brins d'ADN à partir de fragments - pourrait être envoyée sur Mars afin d'obtenir le code génétique de toutes les formes vivantes - ou proches d'elles.
Ces données pourraient ensuite être transmises à un convertisseur sur Terre qui reconstruirait la forme de vie extraterrestre, éventuellement dans un laboratoire de haute sécurité. Un groupe d'employés de SGI a brièvement travaillé avec des scientifiques de la NASA dans le désert de Mojave en 2013, testant divers aspects de la théorie. «Nous avons chargé le bus avec tout ce dont nous avions besoin, isolé certains des échantillons et les avons séquencés», a déclaré Gibson.
Envoyer des informations sur la vie dans l'espace peut être encore plus intéressant. Une théorie pour l'origine de la vie sur Terre, connue sous le nom de panspermie, était que la vie était amenée par une météorite ou une comète. Envoyer des convertisseurs biologiques dans l'espace serait une sorte de «récompense» de l'humanité, dit Juan Enriquez, en répandant davantage la vie.
«Je veux faire quelque chose en dehors de ce monde - envoyer une telle chose sur Mars et imprimer du carburant, ou imprimer une partie de l'atmosphère ou des nutriments», dit-il.
Cela soulève la question de savoir quelle forme de vie ou quelle séquence génétique envoyer en premier. Craig Venter a secrètement utilisé son propre ADN pour la première séquence génomique humaine, publiée en 2003.
Lorsqu'on leur a demandé si Venter allait reproduire son génome sur une autre planète, Gibson et Enriquez ont répondu de la même manière: "Pas de commentaire."
Vadim Tarabarko