Comme beaucoup d’entre eux le savent dans le film GATTACA, tout l’ADN est composé de nucléotides contenant l’une des quatre bases suivantes: A, C, G et T. Ces lettres sont le «plan directeur» de la vie qui a évolué au cours de milliards La structure distincte à double hélice de l'ADN. Mais comme le rapporte Sarah Kaplan pour le Washington Post, les chercheurs ont ajouté deux nouvelles lettres au petit alphabet de l’ADN, créant une bactérie capable de synthétiser des acides aminés non produits normalement par des organismes vivants.
Selon l'Associated Press, en 2014, des chercheurs du Scripps Research Institute de La Jolla, en Californie, ont pu ajouter deux nouvelles bases, appelées X et Y, à l'ADN d'une souche de laboratoire de la bactérie E. coli. Comme Kaplan le signale, ces bactéries étaient instables et perdaient leurs X et Y après quelques jours.
Plus tôt cette année, l’équipe a finalement été en mesure de créer une forme stable de cette bactérie modifiée - mais la version mise à jour ne peut toujours pas utiliser ses bases synthétiques, rapporte Ewen Callaway at Nature . Dans la dernière expérience, cependant, les E. coli ont pu réellement utiliser leur alphabet élargi pour créer des acides aminés non naturels, qui se combinaient avec d'autres pour produire des protéines vertes rougeoyantes. La recherche apparaît dans la revue Nature .
Selon l'AP, il est encore trop tôt pour le faire, mais l'objectif de ce type de programmation d'ADN artificiel est de créer des organismes capables de produire des composés pouvant avoir une large gamme d'utilisations, y compris des médicaments de synthèse ou des biocarburants. Les chercheurs pourraient peut-être même créer des organismes capables d’attaquer les cellules cancéreuses ou d’absorber les marées noires.
Comme le rapporte Callaway, les quatre bases d’ADN naturelles peuvent être combinées dans 64 combinaisons de trois lettres différentes, également appelées codons, la recette d’un acide aminé. Mais comme plusieurs codons différents créent le même acide aminé, seuls 20 acides aminés forment la base de presque toutes les protéines de la nature. L'ajout de la paire de bases XY au système pourrait ajouter 100 possibilités d'acides aminés au mélange.
«Ce sont des trucs de front d'onde; c'est le bord de la science », explique Kaplan au biochimiste Andrew Ellington de l'Université du Texas à Austin. "Nous apprenons mieux à concevoir des systèmes vivants."
L’équipe Scripps n’est pas le seul groupe à travailler sur l’ADN synthétique. Callaway rapporte que des scientifiques ont modifié les bases de l'ADN depuis 1989 et que des chercheurs de l'Institut de bio-ingénierie et de nanotechnologie de Singapour ont créé un système similaire dans des éprouvettes et non dans des cellules vivantes.
Tout le monde n’est pas convaincu que l’équipe a fait une avancée décisive. Steve Benner, biochimiste à la Foundation for Applied Evolution, explique à Kaplan qu'il pense que l'ADN naturel de E. coli produit les acides aminés malgré le mélange d'ADN extraterrestre. Mais Floyd Romesberg, responsable du laboratoire de recherche à Scripps, où le travail est en cours, affirme que la protéine verte éclatante est la preuve que E. coli utilise les bases X et Y pour produire un acide aminé non naturel. Callaway souligne que d'autres critiques pensent que la façon dont les bases X et Y collent, une méthode similaire à la façon dont la graisse s'agglomère, n'est pas assez stable pour que ce type de système devienne plus complexe.
Même si cette méthode particulière ne mène pas à la révolution des médicaments de synthèse, l'expérience laisse entrevoir la possibilité de l'existence de formes de vie alternatives reposant sur un système analogue à l'ADN similaire, mais différent. «Cela suggère que si la vie avait évolué ailleurs, elle aurait peut-être utilisé des molécules très différentes ou des forces différentes», a déclaré Romesberg à Antonio Regalado du MIT Technology Review. "La vie telle que nous la connaissons n'est peut-être pas la seule solution, ni la meilleure."
