Le post de DNA Science de la semaine dernière a provoqué un tollé parce que j’ai suggéré que certaines personnes pourraient penser que la vie commence à une période autre que la conception. Le billet de cette semaine poursuit ce thème en expliquant comment un chercheur a créé la vie. Mais pas n’importe quel chercheur – J. Craig Venter, maintenant à la tête de Synthetic Genomics Inc (SGI).
Une grande lecture
Je ne lis habituellement pas de livres sur l’ADN, parce que j’écris des livres sur l’ADN. Mais lorsqu’on m’a offert un exemplaire du nouveau livre du Dr Venter, Life at the Speed of Light, (Viking ; publication le 17 octobre), je n’ai pas pu résister. Il ne s’agit pas d’un énième récit sur le séquençage du génome. Le dernier ouvrage du Dr Venter traite de la biologie synthétique, c’est-à-dire de la création chimique d’un génome simple, puis de son transfert dans une cellule réceptrice dépourvue de son propre génome. Créer la vie, plus l’échantillonnage des bits de divers environnements et la traîne pour les génomes – métagénomique – sont ce qu’il a été jusqu’à depuis les jours du projet du génome humain.
J’ai couru à travers le livre, clignotant à l’école supérieure avec chaque anecdote historique ou expérience racontée qui a construit à la capacité de récapituler le siège génétique d’une cellule vivante. L’excitation de Venter est palpable, même si elle rappelle un peu celle du capitaine Kirk : « Nous étions maintenant prêts à tenter d’aller là où personne n’était allé auparavant, à créer un génome synthétique bactérien entier et à essayer de produire la première cellule synthétique. »
Le minuscule génome de Mycoplasma genitalium, le plus petit d’un organisme vivant libre avec seulement 582 970 bases, a inspiré le premier génome synthétique. L’histoire de la création de la première cellule pilotée par un génome synthétique n’est pas un récit génial, car Venter entrecoupe les impasses et les échecs avec les succès durement acquis.
Un exemple concret : l’utilisation de Deinococcus radiodurans comme modèle pour recoudre un génome, car cette bactérie fait exactement cela après que les radiations aient déchiqueté son génome en morceaux. Elle utilise un superbe système de réparation et dispose, comme par hasard, de copies supplémentaires de son génome. Heureusement, Venter et son équipe de l’Institut de recherche génomique (TIGR) ont séquencé le génome de l’organisme en 1999 : « Brillant ! ai-je pensé. Mais Venter a ensuite écrit : « Après un effort considérable, nous avons été contraints d’abandonner. Nous étions dans une impasse et avions besoin d’une nouvelle stratégie ». L’équipe a finalement exploité la levure Saccharomyces cerevisiae pour tester le génome synthétique.
D’abord est apparu un chromosome synthétique, baptisé Mycoplasma genitalium JCVI-1.0. Les dernières expériences ont envoyé le génome synthétique dans différents Mycoplasma, changeant une espèce en une autre. Un autre problème est survenu vers la fin : une délétion d’une base, qui a perturbé le cadre de lecture à trois bases, créant ainsi des génomes incompréhensibles. Mais la correction de ce problème a fonctionné. Les chercheurs ont même cousu leurs noms dans le génome recréé en utilisant un lexique de triplets d’ADN correspondant aux lettres de l’alphabet, utilisé comme « filigrane » pour distinguer la vie synthétique de l’ancienne.
L’annonce de la naissance de la première cellule pilotée par un génome synthétique est parue dans l’édition en ligne du 20 mai 2010 de Science : Création d’une cellule bactérienne contrôlée par un génome synthétisé chimiquement. Son nom : Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0.
Le premier tiers du livre rend compte des découvertes et des inventions qui ont conduit à la création de la vie synthétique, tandis que le tiers intermédiaire décrit, parfois avec un peu trop de détails pour le lecteur moyen, la création elle-même. Le dernier tiers sonde les réactions et les répercussions.
Venter reconnaît volontiers les sceptiques – j’en faisais partie – qui posent que créer la vie signifie laisser le génome façonner la cellule autour de lui, et non s’emparer d’une cellule existante comme un bernard-l’hermite s’installant dans une coquille abandonnée. Mais même louer une cellule plutôt que de construire la sienne est effrayant, car cela permet de contourner les contraintes de la sélection naturelle. « La biologie synthétique libère la conception de la vie des chaînes de l’évolution », écrit Venter. Le langage dévie vers l’anthropomorphisme, ce qui tend à se produire lorsqu’on essaie de saisir le miracle de l’évolution. Mais les cellules n’ont pas « coopéré » pour construire des organismes multicellulaires. L’évolution est un flux et un reflux de phénotypes survivants basés sur une pression sélective, éventuellement modifiés par des mutations et altérés par la dérive génétique. Ce n’est pas un effort volontaire.
Comme toute bonne science, La vie à la vitesse de la lumière soulève plus de questions qu’elle n’apporte de réponses. En savons-nous assez pour utiliser la technologie de la vie synthétique afin de créer des cellules capables d’améliorer le monde ? L’idée d’amélioration d’un inventeur peut-elle devenir l’arme d’un autre ? Quelles sont les conséquences imprévues de la création de combinaisons de gènes non observées dans la nature ? La communauté de la vie synthétique peut-elle s’autodiscipliner et repousser ce que mon mentor à l’université, Thom Kaufman, appelait les « monstres violets à trois têtes » en 1978, à l’époque où les pionniers de la technologie de l’ADN recombinant établissaient les procédures de confinement qui persistent aujourd’hui.
Venter aborde la menace du « double usage », mais se concentre davantage sur des applications plus heureuses : des vaccins qui pourraient prévenir une pandémie de grippe, des alternatives aux antibiotiques et de nouvelles sources d’énergie provenant de régions inexplorées de la planète et peut-être même au-delà. Si quelqu’un pouvait exploiter une source d’énergie martienne, ce serait lui.
Rencontre avec Craig Venter
J’ai eu quelques rencontres intéressantes avec le Dr Venter. L’homme a une réputation de Dark Vador dans certains cercles, mais mes contacts fugaces avec lui ont été plutôt positifs.
Au début de ma carrière, lorsque j’écrivais surtout pour The Scientist et Genetic Engineering News, CV était toujours disponible pour fournir une citation, facile à joindre au téléphone à cette époque pré-Internet et pré-génome.
En 1999, il m’a interviewé, pour un court travail d’écriture – il avait voulu créer un atlas des traits normaux, non pathologiques, seulement le génome n’avait pas encore été séquencé. En le rencontrant, dans un couloir de Celera Genomics, je me suis sentie un peu comme Dorothée approchant le grand et puissant magicien d’Oz, mais il n’était pas du tout comme ça. En quelques minutes, nous finissions nos phrases respectives.
Un an plus tard, au milieu de l’hiver 2000, j’ai été confronté à une énigme. La quatrième édition de mon manuel de génétique humaine devait être publiée en juillet, je ne pouvais plus faire d’édition après avril, et je savais que les deux équipes qui séquençaient le génome humain fonçaient vers la ligne d’arrivée. Qui sera le premier ? Quand ? Et surtout, est-ce que ce serait terminé pour l’automne, quand mon livre serait entre les mains des étudiants ?
Les gens du gouvernement n’ont pas voulu répondre à mes appels. CV m’a envoyé un courriel disant qu’il ne pouvait pas me le dire. Je savais qu’il se passait quelque chose. Alors, étant en mode manuel scolaire, je lui ai envoyé une question test :
Si j’écrivais, dans un livre de génétique publié en juillet 2000, que le génome humain avait été séquencé, est-ce que ce serait (a) Vrai ou (b) Faux. Il a répondu.
Quelques années plus tard, le Dr Venter a prononcé le discours de clôture de la réunion annuelle de l’American Society of Human Genetics. L’assistance n’était pas très nombreuse. CV a décrit ses variantes de risque pour la maladie d’Alzheimer et les maladies cardiovasculaires, et a également annoncé qu’il avait appris qu’il avait les yeux bleus, une préférence pour les activités en soirée et la recherche de nouveauté, et une tendance à la toxicomanie. « Je peux boire deux doubles lattes et les faire descendre avec un Red Bull sans en être affecté », a-t-il également appris de la séquence de son génome. Comparant son génome à celui du découvreur d’ADN Jim Watson, Venter a plaisanté : » Vous ne vous en douteriez probablement pas au vu de notre apparence, mais nous sommes tous deux des scientifiques blancs et chauves. »
À travers tout cela, la saga des étiquettes à séquences exprimées depuis l’époque où il était au NIH, en passant par le séquençage du génome humain, ce qui m’a le plus enthousiasmé dans la longue carrière de chercheur de Craig Venter, c’est le séquençage du génome de Mycoplasma, un organisme si dépouillé qu’il pourrait juste révéler le jeu de gènes minimal nécessaire à la vie. Mon manuel scolaire a toujours inclus cette idée. Et étant si petit, Mycoplasma a fourni un objectif si l’on voulait essayer de créer une cellule vivante. Et c’est ce que le Dr Venter et ses nombreux collègues ont fait. Et encore une fois, cela a croisé ma carrière.
Le 20 mai 2010, j’assistais au symposium présidentiel de la réunion annuelle de l’American Society of Gene and Cell Therapy, à Washington DC. Dans une salle remplie de 2 000 généticiens, dont beaucoup pleuraient, un garçon de 9 ans est monté sur scène – Corey Haas était devenu capable de voir grâce à la thérapie génique. Son histoire est le sujet de mon livre The Forever Fix : Gene Therapy and the Boy Who Saved It (St. Martin’s Press, 2012).
Je m’étais demandé pourquoi la conférence de presse sur la thérapie génique avait été si peu suivie, et aucun média évident lors de la présentation historique. Parce qu’à l’autre bout de la ville, Craig Venter annonçait qu’il avait créé la vie, inspirant mon billet de blog Créer la vie et guérir la cécité.
Mon souvenir le plus surprenant d’une conférence de Venter était à la 4e réunion internationale sur les polymorphismes de nucléotides simples et l’analyse du génome complexe, qui s’est tenue à Stockholm du 10 au 15 octobre 2001. La participation était réduite en raison des récentes attaques du 11 septembre. The Scientist m’avait envoyé, à l’époque où les publications faisaient cela. CV s’est non seulement présenté, mais a choqué la foule clairsemée lorsque, après avoir parlé pendant une demi-heure et prédit que le séquençage du génome humain prendrait un jour deux heures, il s’est soudainement tu.
Craig Venter a baissé la tête pendant un temps inconfortablement long alors que des photos de Ground Zero défilaient derrière lui. Il a finalement levé la tête, mais n’a toujours pas regardé l’écran, en larmes : « Ces diapositives sont difficiles à regarder pour moi, et elles devraient l’être pour vous aussi. J’étais là la semaine dernière. Les médecins légistes ont demandé à Celera d’aider au séquençage, d’utiliser nos méthodes à haut débit pour aider à identifier les restes pour les familles. J’ai donc pris ces photos. » Un autre long silence. « Je n’ai jamais, jamais pensé que nous aurions à faire de la criminalistique ADN à ce niveau, et pour cette raison. »
Je suis heureux qu’aujourd’hui, il ait une nouvelle raison – explorer ce que la vie peut faire.