Le futur
de la biologie
de synthèse
est bio.

Les domaines d’applications du Cell-Free

La biologie de synthèse est un domaine scientifique à l’interface entre les sciences de la vie et l’ingénierie. Cette science émergente depuis une dizaine d’année conçoit et développe en laboratoire des systèmes biologiques n’existant pas dans la nature afin de générer des produits utiles à l’humanité. Par exemple un des grands succès de la biologie synthétique est la reprogrammation de levures afin de permettre la synthèse de l’artémisine, un puissant antipaludéen. Grâce à ce système biologique les coûts de production ont été réduits de 90% ce qui a permis de rendre plus accessible ce médicament.

De façon comparable à l’électronique, la biologie de synthèse assemble des éléments de base tels que des gènes et des protéines qui permettent de produire des réactions biochimiques à l’image des composants électronique que l’on assemble pour créer un circuit. L’association de ces réactions forme des voies biologiques (« pathways ») qui peuvent être regroupées au sein d’une unité cellulaire qui peut elle-même faire partie d’un ensemble cellulaire. Par analogie les voies biologiques correspondent aux modules électroniques que l’on associe pour créer des ordinateurs qui peuvent ensuite être intégrés en réseaux.

La biologie de synthèse permet d’une part d’améliorer notre compréhension des mécanismes mis en jeu en biologie. Tel des Lego®, il s’agit d’apprendre en construisant, ainsi en 2007 la première bactérie de synthèse Mycoplasma laboratorium a été produite en remplaçant le chromosome naturel par un chromosome de synthèse. Modéliser et construire un système biologique qui fonctionne comme prévu est une bonne manière de s’assurer que l’on a compris comment s’articulent les phénomènes biologiques sous-jacents.

D’autre part la biologie de synthèse permet de construire de façon fiable des systèmes accomplissant des fonctions biologiques complexes ayant des applications dans des domaines stratégiques tels que :
. le secteur pharmaceutique où elle permet la production de médicaments (comme le taxol, un anti-cancéreux produit par Saccharomyces cerevisiae), de nouveaux antibiotiques, des vaccins, des mécanismes de diagnostic innovants ou la synthèse de nouveaux tissus biologiques ;

. le secteur chimique où elle permet la synthèse de composés difficiles ou chers à produire. L’isobutène en est un exemple, servant de précurseur pour la fabrication de matières plastiques, de caoutchoucs, de lubrifiants et de carburants. Il peut désormais être produit par une voie métabolique créée par la biologie de synthèse à partir de ressources renouvelables telles que les déchets agricoles et forestiers, l’amidon, la canne à sucre ou la betterave ;

. le secteur énergétique avec la mise à disposition de nouvelles sources d’énergies alternatives aux énergies fossiles (via la décomposition de biomasse par des micro-organismes pour produire de l’énergie) et la production de biocarburants réduisant les émissions de gaz à effet de serre (l’ajout de gènes issus d’algues chez Escherichia coli permet la synthèse d’hydrocarbures) ;

. le secteur environnemental avec la mise au point de biosenseurs détectant la pollution industrielle ou la reprogrammation d’organismes pour l’assainissement. La bactérie Pseudomonas putida reprogrammée est par exemple utiliser pour nettoyer les marées noires ;

. le secteur agricole et alimentaire avec l’utilisation de cultures plus adaptées et résilientes ou sans agents allergènes ou encore, la conception de nouveaux pesticides plus respectueux de l’environnement et de la santé.

La biologie de synthèse permet une transition vers des modes de production plus responsables et écologiques ; transition à laquelle Synthelis est fière de participer.