Synthèse plus rapide des gènes : l'ADN synthétique pourrait être la clé d'une meilleure santé

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  Prévision quantique
• 16 janvier 2023

Résumé des informations

La synthèse chimique de l'ADN et son assemblage en gènes, en circuits et même en génomes entiers ont révolutionné la biologie moléculaire. Ces techniques ont permis de concevoir, de construire, de tester, d'apprendre des erreurs et de répéter le cycle jusqu'à ce que le résultat souhaité soit atteint. Cette approche est au cœur de l'innovation en biologie de synthèse. 

Contexte de synthèse de gènes plus rapide

La synthèse transforme le code génétique numérique en ADN moléculaire afin que les chercheurs puissent créer et produire de grandes quantités de matériel génétique. Les données ADN disponibles se sont élargies grâce aux technologies de séquençage de nouvelle génération (NGS). Ce développement a conduit à une augmentation des bases de données biologiques contenant des séquences d'ADN de chaque organisme et environnement. Les chercheurs peuvent désormais extraire, analyser et modifier ces séquences plus facilement grâce à la plus grande efficacité des logiciels de bioinformatique.

Plus les scientifiques disposent d'informations biologiques sur «l'arbre de vie» (le réseau de génomes), mieux ils comprennent comment les êtres vivants sont liés génétiquement. Le séquençage de nouvelle génération nous a aidés à mieux comprendre les maladies, le microbiome et la diversité génétique des organismes. Ce boom des séquences permet également à de nouvelles disciplines scientifiques, telles que l'ingénierie métabolique et la biologie de synthèse, de se développer. L'accès à ces informations améliore non seulement les diagnostics et les thérapies actuels, mais ouvre également la voie à de nouvelles percées médicales qui auront un impact durable sur la santé humaine. 

De plus, la biologie synthétique a le potentiel d'avoir un impact sur de nombreux domaines, tels que la création de nouveaux médicaments, matériaux et procédés de fabrication. En particulier, la synthèse de gènes est l'une des technologies prometteuses qui permettent de construire et de modifier très rapidement des séquences génétiques, conduisant à la découverte de nouvelles fonctions biologiques. Par exemple, les biologistes transfèrent souvent des gènes entre organismes pour tester des hypothèses génétiques ou donner à des échantillons d'organismes des caractéristiques ou des capacités uniques.

Impact perturbateur

De courtes séquences d'ADN synthétisées chimiquement sont essentielles car elles sont polyvalentes. Ils peuvent être utilisés dans les laboratoires de recherche, les hôpitaux et l'industrie. Par exemple, ils ont été utilisés pour identifier le virus COVID-19. Les phosphoramidites sont des éléments de base nécessaires à la production de séquences d'ADN, mais ils sont instables et se cassent rapidement.

En 2021, le scientifique Alexander Sandahl a développé une nouvelle méthode brevetée pour fabriquer rapidement et efficacement ces éléments constitutifs de la production d'ADN, accélérant considérablement le processus avant que ces composants ne se désintègrent. Les séquences d'ADN sont appelées oligonucléotides, largement utilisées pour identifier des maladies, fabriquer des médicaments et d'autres applications médicales et biotechnologiques. 

Twist Bioscience, basée aux États-Unis, est l'une des principales sociétés de biotechnologie spécialisée dans la fabrication d'ADN synthétique. La société relie les oligonucléotides pour créer des gènes. Le prix des oligos est en baisse, tout comme le temps qu'il faut pour les fabriquer. À partir de 2022, le coût de développement des paires de bases d'ADN n'est que de neuf cents. 

L'ADN synthétique de Twist peut être commandé en ligne et envoyé à un laboratoire en quelques jours, après quoi il est utilisé pour créer des molécules cibles, qui sont les éléments constitutifs de nouveaux aliments, engrais, produits industriels et médicaments. Ginkgo Bioworks, une société d'ingénierie cellulaire évaluée à 25 milliards de dollars américains, est l'un des principaux clients de Twist. Pendant ce temps, en 2022, Twist a lancé deux contrôles d'ADN synthétique pour le virus du monkeypox humain afin d'aider les chercheurs à développer des vaccins et des traitements. 

Implications d'une synthèse plus rapide des gènes

Les implications plus larges d'une synthèse plus rapide des gènes peuvent inclure : 

• L'identification accélérée des virus causant des pandémies et des épidémies, conduisant au développement plus rapide de vaccins.
• Plus de biotechs et de startups se concentrant sur les technologies de synthèse de gènes en partenariat avec des entreprises biopharmaceutiques.
• Les gouvernements se précipitent pour investir dans leurs laboratoires d'ADN synthétique respectifs afin de développer des médicaments et des matériaux industriels.
• Le coût de l'ADN synthétique devenant plus bas, conduisant à la démocratisation de la recherche génétique. Cette tendance peut également conduire à davantage de biohackers qui souhaitent expérimenter sur eux-mêmes.
• Augmentation de la recherche génétique entraînant des développements plus rapides dans les technologies d'édition de gènes et de thérapie, telles que CRISPR/Cas9.

Questions à considérer

• Quels sont les autres avantages de la production en masse d'ADN synthétique ?
• Comment les gouvernements doivent-ils réglementer ce secteur pour qu'il reste éthique ?