BIOLOGIE SYNTHÉTIQUE: HISTOIRE, CE QU'ELLE ÉTUDIE, APPLICATIONS - LA BIOLOGIE - 2025

La biologie synthétique est la discipline qui se concentre sur la fabrication de systèmes biologiques qui ne sont pas de nature propre. Par conséquent, leur objectif n'est pas de combiner des informations génétiques provenant d'organismes existants, mais de créer des formes de vie partiellement ou absolument artificielles.

Suite à cette définition, il est possible d'exprimer que cette matière de synthèse est une technique de production de matériaux basée sur l'innovation à travers l'étude de processus moléculaires complexes.

Par l'ADN, la biologie synthétique cherche à composer des microorganismes programmables ou des génomes informatiques. Sources: pixabay.com

Il convient également de souligner que la biologie synthétique se caractérise par le fait qu'elle est une application interdisciplinaire, car sa méthode de recherche est basée sur la biologie et l'ingénierie des systèmes biologiques.

Contrairement à la bio-ingénierie, dont le but est de reprogrammer et d'altérer le matériel génétique à volonté pour produire une espèce de machines vivantes, cette spécialité cherche à trouver une autre façon de penser, d'observer et de proposer l'évolution de l'organisme humain et social.

De même, la biologie synthétique se distancie également de la biotechnologie traditionnelle, car si cette dernière cherche à manipuler et modifier les informations sur l'acide désoxyribonucléique (ADN), la première se concentre sur la composition de micro-organismes programmables ou de génomes informatiques.

Ainsi, on peut affirmer que cette discipline a la capacité d'intervenir dans le métabolisme et de développer des produits industriels. De plus, à l'avenir, vous pourriez développer un projet pour aider à arrêter le changement climatique et réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

L'histoire

La naissance de la biologie synthétique comprend deux événements fondamentaux; la première a été réalisée au milieu du XXe siècle lorsqu'un groupe d'étudiants en génie génétique a réussi à manipuler la bactérie Escherichia coli.

Le but était que les étudiants aient les connaissances essentielles sur la façon de reprogrammer un bacille. Cependant, ils ont fini par découvrir que les souches d'E. Coli pouvaient remplacer les cellules obtenues à partir d'animaux ou de cadavres lors d'une expérience.

Grâce à cette activité d'intervention et de modification d'un système organique, un autre champ d'étude a émergé, qu'ils ont appelé la biologie synthétique. Cette discipline acquiert une plus grande pertinence dans les années 60, après les études menées par Jacques L. Monod (1910-1976) et François Jacob (1920-2013), ce qui est le deuxième événement le plus important pour la biologie synthétique.

La contribution de ces scientifiques a été de révéler les bases pour réguler le message génétique. C'est-à-dire qu'ils ont exposé le contenu d'un génome et la technique pour décoder ces informations afin de concevoir, à travers les données divulguées, de nouveaux modèles de réseaux cellulaires.

Cette avancée a alimenté la croissance de la biologie synthétique, car elle lui a donné les outils pour programmer, décrire et interagir avec le matériel génétique.

La biologie synthétique a des outils qui permettent de programmer, modifier et décrire le matériel génétique. Source: pixabay.com

Origine du nom

La biologie synthétique, également appelée «SynBio» par son acronyme en anglais, est une discipline émergente. Cependant, il est apparu comme un sujet d'étude à la fin du 20e siècle.

Depuis, la recherche sur les fonctions moléculaires est en constante progression tant aux États-Unis qu'en Europe; mais au-delà de son principe scientifique, il convient de souligner que l'origine de la spécialité n'est pas la même que celle du nom.

En effet, le terme de biologie synthétique a été utilisé pour la première fois en 1912. Cette catégorisation a été utilisée par Stéphane Leduc (1853-1939) pour désigner ses travaux sur les mécanismes physiques et chimiques du vivant.

Les termes ont été utilisés par le biologiste français pour décrire comment un système naturel pouvait coexister avec des processus artificiels. Pour cette raison, des décennies plus tard, les scientifiques ont recouru au nom pour indiquer une branche spécifique de la biologie et du génie génétique.

Qu'est-ce qui étudie (objet d'étude)

Le principal objet d'étude de cette application scientifique est la décomposition des différents circuits biologiques qui composent l'acide désoxyribonucléique (ADN). Le but est d'examiner la séquence et le codage de chaque gène afin de pouvoir plus tard imiter leur comportement.

Une fois la fonction du matériel génétique modifiée, des spécialistes se consacrent à la fabrication et à la programmation d'organismes non naturels qui contribuent à améliorer la qualité de vie des personnes.

En ce sens, le rôle des chercheurs est de brouiller les frontières qui distinguent les systèmes vivants des automates; Pour cette raison, ils essaient de trouver un outil pour que les cultures poussent en friche afin de tester leurs hypothèses.

Applications

La biologie synthétique entend non seulement lier les processus naturels aux processus artificiels, mais cherche également à participer aux nombreux secteurs de la réalité tels que la technologie, l'agriculture, l'industrie et l'énergie.

Cependant, il convient de souligner qu'il s'agit d'une discipline de la construction, c'est pourquoi ses applications varient continuellement. Certaines des variantes les plus importantes sont:

Médicaments intelligents

Il consiste en la production de médicaments dont les éléments essentiels sont des micro-organismes. Pour que ce projet fonctionne, il est nécessaire d'encapsuler le matériel génétique. De cette manière, les médicaments peuvent être personnalisés, en fonction des besoins de chaque individu.

Thérapie génique

Cette application se caractérise par la fabrication de virus qui seront incorporés dans les tissus pour qu'ils s'intègrent dans les génomes des patients. Le résultat attendu de cette expérience est que l'infection mécanique reconnaîtra et détruira toutes les cellules anormales.

Principaux concepts

Le fondement de cette discipline scientifique n'est pas de dévaster les systèmes immunitaires en incorporant des organismes synthétiques dans les études biologiques, mais plutôt de repenser la structure des réseaux cellulaires à travers le génome.

Par conséquent, la biologie synthétique - en plus de concevoir des systèmes biomoléculaires - réinterprète le comportement génétique pour comprendre les processus de la vie. Par conséquent, les deux principaux concepts de la spécialité sont considérés comme des instruments technologiques. Ceux-ci sont:

Circuit génétique

Il s'agit d'un outil composé d'un ensemble de gènes ou d'ordinateurs miniatures, qui assurent la régulation du métabolisme. Ces micro-organismes ont été conçus pour réduire les dommages causés par la bactérie E. coli.

Génome minimal

C'est l'élément fondamental que les scientifiques utilisent lors de la conception de cellules automatisées. En effet, les organismes artificiels se construisent lorsqu'il est possible d'identifier la configuration minimale du matériel biologique, ce qui est essentiel car il contient les informations permettant de contrer les défenses importantes des bacilles.

Références

1. Benner, S. (2009). Repenser la génétique. Récupéré le 4 octobre 2019 sur Nature: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologie et génie génétique. Récupéré le 4 octobre 2019 de la Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences: rac.es
3. Endy, D. (2012). Conception de la biologie. Récupéré le 5 octobre 2019 de l'Université de Barcelone: ​​ub.edu
4. Feber, D. (2004). Biologie synthétique: microbes fabriqués sur commande. Récupéré le 4 octobre 2019 sur Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). La biologie synthétique évolue. Récupéré le 5 octobre 2019 de la Faculté de biologie: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Une nouvelle révolution? Les fondements de la science. Récupéré le 5 octobre 2019 de Universidad Simón Bolívar: usb.ve