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Dans une conférence donnée à Dublin, le généticien américain visionnaire Craig Venter répond à la même question que le physicien Erwin Schrödinger en 1943 dans une série de conférences qui avaient profondément bouleversé les recherches en biologie. Mais en 2012, tout va désormais très vite: les mondes de la vie biologique et digitale sont interchangeables, estime Craig Venter
Qu’est-ce que la vie? «Une suite de 1 et de 0, dit Craig Venter. Les vies biologique et digitalisée deviennent interchangeables.» Le 12 juillet, le biologiste américain était invité à donner une conférence au prestigieux Trinity College de Dublin. Là où, en 1943, le physicien Erwin Schrödinger a, sur la base des savoirs de l’époque, tenté de répondre à cette même question. Ses trois leçons publiques et l’ouvrage qui les relate (What is Life?) ont profondément influencé la recherche en biologie. «Ces travaux constituent l’un des points cardinaux dans la connaissance de l’être humain», a dit Patrick Cunningham, responsable de l’Euroscience Open Forum (ESOF), qui accueillait cet événement aussi commémoratif que visionnaire.
«J’ai lu ce livre cinq fois, a dit Craig Venter. Il est magnifiquement stimulant.» En 1943, la description exacte de l’ADN n’avait pas encore été réalisée. «Comment les événements qui se déroulent au sein d’un organisme vivant peuvent-ils être décrits par la physique et la chimie?», se demande alors Schrödinger. L’éminent théoricien tente une explication en appliquant les principes de la thermodynamique décrivant le chaos à très petite échelle par lesquels, écrit-il, «l’ordre [peut être] issu du désordre».
Il s’intéresse aussi au mécanisme de l’hérédité et à l’importance de la transmission des mutations génétiques au fil de l’évolution; ces dernières avaient été postulées en 1935 par trois chercheurs allemands, qui ont irradié des mouches avec des rayons X afin d’en observer les effets. Et ces savants de proposer que les gènes ont une taille finie, que Schrödinger estima à «1000 atomes», sans toutefois en avancer la composition exacte. Tout au plus décrit-il ces gènes, qui doivent être stables et simples afin de pouvoir être transmis de génération en génération, comme des «cristaux apériodiques», car ils doivent contenir les instructions servant à construire la diversité des organismes vivants. «C’était là une intuition géniale», relève Craig Venter.
Creusant ses idées, le physicien va jusqu’à postuler l’existence d’un code génétique, le comparant au code Morse. Mais il s’arrête en concluant: «Le domaine du vivant, sans échapper aux «lois de la physique» telles qu’elles sont aujourd’hui établies, est susceptible d’impliquer «d’autres lois de la physique» jusqu’ici inconnues et qui pourtant, une fois révélées, deviendront partie intégrante de la science.»
En 1953, les biologistes James Watson et Francis Crick découvrent la forme hélicoïdale de l’ADN. Nobélisés, ils reconnaissent à quel point ils ont «été influencés par le petit livre de Schrödinger». «Il avait raison sur la plupart des choses», abonde Craig Venter, qui se décrit comme un fan plutôt que comme un disciple. Car le biologiste, aussi déterminé et péremptoire que controversé ou jalousé, va aujourd’hui bien sûr beaucoup plus loin dans l’étude du vivant.
En 2000, il annonce que sa compagnie privée Celera a réussi à séquencer le génome humain (composé en fait de bribes de plusieurs personnes), grâce à une méthode révolutionnaire. Et cela en quelques années seulement, à l’inverse du Consortium international qui a mis, lui, une décennie.
Mais c’est surtout l’année 2010 qui consacre le chercheur-entrepreneur comme visionnaire de la biologie. Il réalise la synthèse artificielle d’un génome, celui d’une bactérie: à l’aide d’un ordinateur pilotant des instruments de biologie, son équipe a placé côte à côte les milliers de lettres (ou bases) qui composent ce code génétique, comme l’on joue aux Legos. Puis elle l’a inséré dans l’enveloppe d’une autre bactérie: celle-ci s’est aussitôt mise à fonctionner comme le lui «commandait» ce code génétique synthétisé en laboratoire (LT du 21.05.2010). «C’est la première entité biologique synthétique. Nous avons récrit le «programme» de la bactérie comme un code d’ordinateur. Ensuite, c’est ce «logiciel génétique» qui génère le matériel biologique faisant vivre la bactérie».
De la même manière, le chercheur tente désormais de déterminer quel serait le génome minimal d’un être vivant. «Nous avons synthétisé trois codes possibles, et nous sommes en train de les insérer dans des cellules pour les faire vivre», a-t-il annoncé à l’ESOF. Concrètement, son équipe souhaite découvrir quels gènes sont absolument indispensables à la vie. «Or cela dépend souvent de l’environnement», explique Craig Venter. Un exemple? «La cellule peut tirer son énergie de la synthèse de deux sucres, le fructose ou le glucose, ceci à l’aide de deux gènes appropriés. Si les deux sucres sont présents dans l’environnement, enlever l’un des deux gènes est possible. Mais s’il y a seulement du glucose, ôter le gène permettant la synthèse de ce sucre fait mourir la cellule…» L’un dans l’autre, ces travaux font dire à nombre de spécialistes que Craig Venter est sur le point de définir l’essence même de ce qu’est la vie dans sa forme moléculaire la plus basique.
Et le biologiste de rappeler dès qu’il le peut la maxime du physicien Richard Feynman: «Ce que je ne peux créer, je ne peux le comprendre.» Est-ce à dire qu’il considère possible de fabriquer des organismes inédits, dont le génome ne ressemble à aucun autre connu? Le chercheur avoue se concentrer d’abord sur des «projets plus utiles», comme la manipulation du code génétique de bactéries pour leur faire produire des biocarburants, des molécules de médicaments ou des substances utiles à l’agriculture. «D’ici 2050, la Terre abritera 9 milliards d’humains; la question des ressources alimentaires et énergétiques sera cruciale», prophétise-t-il. En fait, «notre espèce dépend à 100% de la science pour le futur. La biologie synthétique est une partie de la solution».
L’an dernier, Craig Venter a aussi lancé une initiative visant à produire des vaccins anti-grippaux plus rapidement (LT du 17.09.2011). A l’ESOF, il a fait le point: «L’idée est que les autorités sanitaires nous indiquent le type de virus en circulation. En moins de 12 heures, nous synthétisons son génome en laboratoire. Nous l’envoyons à notre partenaire Novartis, qui fabrique alors le vaccin en quantité à l’aide de la méthode récente de la culture cellulaire»; l’entreprise suisse a ainsi produit ses premiers vaccins en décembre 2011 dans son nouveau centre de Caroline du Nord. «Tout le processus ne prendra donc plus que quelques jours, contre six à neuf mois aujourd’hui.»
Visionnaire, Craig Venter? Il indique même vouloir mettre au point un appareil, sorte de «convertisseur digital-biologique», pour permettre aux particuliers de télécharger la formule du vaccin par Internet et le produire à domicile. «De la musique d’avenir, mais pas si lointain…»
«La vie peut s’écrire avec des 1 et des 0, comme Schrödinger l’imaginait avec le code Morse… Et elle peut surtout être transmise à la vitesse de la lumière par Internet, conclut le chercheur, en soulignant la fulgurance avec laquelle évolue ce domaine. Aujourd’hui, on peut séquencer un génome humain en 2 heures et pour 1000 dollars, alors qu’on prévoyait de le faire pour 15 milliards en cinq ans dans les années 1990. Les mondes digitaux et biologiques se marient de plus en plus. Et l’on peut désormais passer de l’un à l’autre sans intervention humaine.»
Présent dans la salle rococo du Trinity College, James Watson, 84 ans, a poliment félicité son collègue pour sa leçon. Mais plus tôt dans la journée, il avait déclaré que «Craig Venter, qui n’est certainement pas son ami, ne va pas changer le monde. En fait, peu de gens le peuvent.» Le biologiste américain n’en cure: «La biologie synthétique aura le même impact sur le futur que l’ouvrage de Schrödinger sur la biologie. D’ailleurs, cela aurait été intéressant de discuter de tout cela avec lui.»
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