Des biologistes de l’Université du Minnesota affirment avoir créé la première cellule entièrement synthétique capable de traverser un cycle de vie complet — croissance, alimentation et division. Baptisée SpudCell, elle fonctionne avec un génome de seulement 90 kilobases, en dessous du minimum théorique estimé pour une cellule vivante. Ces résultats n’ont pas encore été évalués par les pairs.

Ce que vous allez apprendre

• Ce qu’est exactement SpudCell et comment elle est construite à partir de zéro avec seulement sept plasmides d’ADN
• Pourquoi un examinateur d’une revue scientifique prestigieuse a déclaré que ce projet « n’est pas de la vraie biologie »
• Quelles applications futures ces cellules synthétiques pourraient rendre possibles — et quelles limites persistent

Une cellule construite de toutes pièces

SpudCell est constituée d’un liposome — une sphère de lipides imitant la membrane d’une vraie cellule — enveloppé autour de sept plasmides, de petites unités d’ADN circulaire. Ces sept plasmides forment l’ensemble du génome de SpudCell, soit 90 kilobases au total.

Pour référence, le génome humain compte environ 3 millions de kilobases. Plus significatif encore : les biologistes estimaient jusqu’ici qu’une cellule vivante nécessitait au minimum 113 kilobases pour fonctionner. SpudCell semblerait repousser cette limite vers le bas.

La cellule est également dotée d’un système d’expression protéique intégré qui traduit les instructions génétiques en actions concrètes — permettant à SpudCell de transformer les nutriments absorbés du liquide environnant en substances utiles, de croître et de se diviser.

Crédit : Orion Venero/Laboratoire Adamala)

Vidéo de SpudCell, une cellule synthétique entièrement composée de composants chimiques non vivants, contenant à la fois un génome et l’appareil métabolique nécessaire à sa lecture. La membrane rouge est colorée par un colorant lipidique.

« Pas de la vraie biologie » selon un examinateur

Le projet a rencontré des résistances à la publication. Selon le magazine Science, un examinateur de la revue Cell aurait rejeté le travail en déclarant qu’il « n’est pas de la vraie biologie » — une réaction qui reflète un débat profond sur ce qui définit exactement la vie.

Car SpudCell présente des limites importantes. Elle ne peut pas se répliquer sur plusieurs générations et ne peut donc pas évoluer — deux caractéristiques généralement considérées comme fondamentales pour la vie. Elle dépend entièrement du milieu liquide environnant pour ses composants protéiques et la régulation de son métabolisme, qu’elle ne peut pas produire elle-même. Elle est aussi dépourvue de cytosquelette, la structure interne qui permet aux cellules naturelles de transporter des substances et d’éliminer leurs déchets.

Les résultats n’ont pas encore été soumis à une évaluation officielle par les pairs — une prépublication est disponible sur le site de Biotic, l’institution à but non lucratif cofondée par Kate Adamala.

Crédit : Orion Venero/Laboratoire Adamala

Image à très haute résolution des liposomes de SpudCell contenant un génome encapsulé et une protéine active. SpudCell est le premier système cellulaire synthétique construit à partir de composants non vivants capable de réaliser un cycle cellulaire complet.

Prouver que la vie n’a pas besoin d’étincelle magique

Malgré ces limites, l’ambition intellectuelle du projet est claire. Pour Adamala, SpudCell démontre que « les fonctions les plus fondamentales de la vie — la croissance et la réplication — n’ont pas besoin d’une mystérieuse étincelle magique ». La chimie seule suffit à reproduire les comportements cellulaires essentiels.

Crédit : Kate Adamala/Laboratoire Adamala

Microscopie à fluorescence de SpudCell, une cellule synthétique entièrement composée de composants chimiques non vivants, en cours de division.

Au-delà de la question philosophique, les cellules synthétiques pourraient à terme être conçues comme des mini-usines biologiques produisant des médicaments, des biomatériaux ou des produits chimiques avec une précision supérieure aux biotechnologies actuelles — qui utilisent déjà des bactéries génétiquement modifiées pour produire, par exemple, de l’insuline de qualité médicale.

Cette recherche n’a pas encore fait l’objet d’une évaluation par les pairs, mais une prépublication est disponible sur le site web de Biotic.