Juste parce que vous pouvez ne signifie pas que vous devriez : ce que les ingénieurs génétiques peuvent apprendre du « monde jurassique »

Monde jurassique: Dominion est un divertissement hollywoodien hyperbolique à son meilleur, avec un scénario bourré d'action qui refuse de laisser la réalité entraver une bonne histoire. Pourtant, tout comme ses prédécesseurs, il offre un récit édifiant sous-jacent d'orgueil technologique qui est très réel.

Comme je le dis dans mon livre Films du futur, 1993 de Steven Spielberg Jurassic Park, basé sur le roman de Michael Crichton de 1990, n'a pas hésité à s'attaquer aux dangers de l'entrepreneuriat sans entraves et de l'innovation irresponsable. Les scientifiques de l'époque se rapprochaient de la capacité de manipuler l'ADN dans le monde réel, et le livre et le film ont capturé les préoccupations émergentes selon lesquelles jouer à Dieu avec le code génétique de la nature pourrait avoir des conséquences dévastatrices. Cela a été capturé par l'un des protagonistes du film, le Dr Ian Malcolm, joué par Jeff Goldblum, alors qu'il déclarait : "Vos scientifiques étaient tellement préoccupés de savoir s'ils le pouvaient, ils ne se sont pas arrêtés pour penser s'ils le devaient."

Dans la dernière itération du Jurassic Park franchise, la société accepte les conséquences d'innovations au mieux mal conçues. Une litanie de « pourrait » sur « devrait » a conduit à un avenir dans lequel les dinosaures ressuscités et redessinés errent librement, et la domination de l'humanité en tant qu'espèce est menacée.

Au cœur de ces films, des questions plus que jamais d'actualité : les chercheurs ont-ils retenu la leçon de Jurassic Park et suffisamment fermé l'écart entre « pourrait » et « devrait » ? Ou la science et la technologie de la manipulation de l'ADN continueront-elles à dépasser tout consensus sur la façon de les utiliser de manière éthique et responsable ?

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(Re)concevoir le génome

La première ébauche du génome humain a été publié en grande pompe en 2001, préparant le terrain pour que les scientifiques lire, reconcevoir et même réécrire des séquences génétiques complexes.

Cependant, les technologies existantes étaient chronophages et coûteuses, mettant la manipulation génétique hors de portée de nombreux chercheurs. La première ébauche du génome humain a coûté environ 300 millions de dollars, et les séquences ultérieures du génome entier un peu moins de 100 millions de dollars, un montant prohibitif pour tous les groupes de recherche, sauf les mieux financés. Au fur et à mesure que les technologies existantes se perfectionnaient et de nouveaux sont arrivés en ligne, cependant, les petits laboratoires, et même étudiants ainsi que Amateurs de "bricolage bio"- pourrait expérimenter plus librement la lecture et l'écriture du code génétique.

En 2005, le bioingénieur Drew Endy a proposé qu'il soit possible de travailler avec l'ADN de la même manière que les ingénieurs travaillent avec des composants électroniques. Tout comme les concepteurs en électronique sont moins préoccupés par la physique des semi-conducteurs que par les composants qui en dépendent, Endy a fait valoir qu'il devrait être possible de créer des pièces standardisées à base d'ADN appelées "biobriques» que les scientifiques pourraient utiliser sans avoir besoin d'être des experts de leur biologie sous-jacente.

Le travail d'Endy et d'autres a été à la base du domaine émergent de la biologie de synthèse, qui applique les principes d'ingénierie et de conception à la manipulation génétique.

Scientifiques, ingénieurs et même artistes ont commencé à considérer l'ADN comme un code biologique pouvant être numérisé, manipulé et repensé dans le cyberespace de la même manière que le sont les photos ou les vidéos numériques. Cela a à son tour ouvert la porte à la reprogrammation des plantes, des micro-organismes et des champignons pour produire médicaments pharmaceutiques qualité substances utiles. La levure modifiée, par exemple, produit le goût charnu des plats végétariens. Burgers impossibles.

Malgré l'intérêt croissant pour l'édition de gènes, le plus grand obstacle à l'imagination et à la vision des premiers pionniers de la biologie synthétique était toujours la vitesse et le coût des technologies d'édition.

Ensuite CRISPR tout changé.

La révolution CRISPR

En 2020, les scientifiques Jennifer Doudna et Emanuelle Charpentier ont remporté le Prix ​​Nobel de chimie pour leur travail sur une nouvelle technologie révolutionnaire d'édition de gènes qui permet aux chercheurs de découper et de remplacer avec précision des séquences d'ADN dans les gènes : CRISPR.

CRISPR était rapide, bon marché et relativement facile à utiliser. Et cela a libéré l'imagination des codeurs ADN.

Plus que toute avancée précédente en génie génétique, CRISPR a permis d'appliquer à la biologie des techniques issues du codage numérique et de l'ingénierie des systèmes. Ce croisement d'idées et de méthodes a conduit à des percées allant de l'utilisation L'ADN pour stocker des données informatiques créer de la 3D »Structures d'origami d'ADN.

CRISPR a également ouvert la voie aux scientifiques pour explorer la reconception d'espèces entières, y compris ramener des animaux de l'extinction.

Lecteurs de gènes utiliser CRISPR pour insérer directement un morceau de code génétique dans le génome d'un organisme et s'assurer que des traits spécifiques sont hérités par toutes les générations suivantes. Les scientifiques expérimentent actuellement cette technologie pour lutter contre les moustiques porteurs de maladies.

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Malgré les avantages potentiels de la technologie, les forçages génétiques soulèvent de sérieuses questions éthiques. Même lorsqu'il est appliqué à des menaces claires pour la santé publique comme les moustiques, ces questions ne sont pas faciles à naviguer. Ils deviennent encore plus complexes lorsque l'on considère des applications hypothétiques chez les personnes, telles que augmenter les performances sportives des générations futures.

Gain de fonction

Les progrès de l'édition de gènes ont également facilité la modification génétique du comportement de cellules individuelles. Ceci est au cœur de technologies de biofabrication qui réorganisent des organismes simples pour produire des substances utiles allant de carburant aviation à additifs alimentaires.

Il est également au centre des controverses entourant les virus génétiquement modifiés.

Depuis le début de la pandémie, il y a eu des rumeurs selon lesquelles le virus qui cause le Covid-19 résulterait d'expériences génétiques qui auraient mal tourné. Alors que ces rumeurs rester sans fondement, ils ont relancé le débat autour de la éthique de la recherche sur le gain de fonction.

Gain de fonction la recherche utilise des techniques d'édition de l'ADN pour modifier le fonctionnement des organismes, notamment en augmentant la capacité des virus à provoquer des maladies. Les scientifiques font cela pour prédire et se préparer aux mutations potentielles des virus existants qui augmentent leur capacité à causer des dommages. Cependant, une telle recherche soulève également la possibilité qu'un virus dangereusement amélioré soit libéré en dehors du laboratoire, accidentellement ou intentionnellement.

Dans le même temps, la maîtrise croissante des scientifiques sur le code source biologique est ce qui leur a permis de développer rapidement les vaccins ARNm Pfizer-BioNTech et Moderna pour lutter contre le COVID-19. En concevant avec précision le code génétique qui ordonne aux cellules de produire des versions inoffensives des protéines virales, les vaccins sont capables de préparer le système immunitaire à réagir lorsqu'il rencontre le virus réel.

Manipulation responsable du code source biologique

Aussi clairvoyant que Michael Crichton l'était, il est peu probable qu'il ait pu imaginer à quel point les capacités des scientifiques à concevoir la biologie ont progressé au cours des trois dernières décennies. Faire revivre des espèces disparues, tout en étant un domaine de recherche actif, reste diaboliquement difficile. Cependant, à bien des égards, nos technologies sont nettement plus avancées que celles Jurassic Park et les films suivants.

Mais qu'avons-nous fait sur le front de la responsabilité ?

Heureusement, la prise en compte de l'aspect social et éthique de l'édition génétique est allée de pair avec le développement de la science. En 1975, des scientifiques s'est mis d'accord sur des approches pour s'assurer que la recherche émergente sur l'ADN recombinant serait menée en toute sécurité. Dès le départ, les dimensions éthiques, juridiques et sociales de la science ont été ancrées dans le Projet du génome humain. Les communautés de bricolage bio ont été à l'avant-garde de recherche sur l'édition de gènes sûre et responsable. Et la responsabilité sociale fait partie intégrante de concours de biologie synthétique.

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Pourtant, à mesure que l'édition de gènes devient de plus en plus puissante et accessible, une communauté de scientifiques et d'ingénieurs bien intentionnés ne suffira probablement pas. Tandis que le Jurassic Park les films prennent une licence dramatique dans leur représentation de l'avenir, ils obtiennent une chose juste : même avec de bonnes intentions, de mauvaises choses se produisent lorsque vous mélangez des technologies puissantes avec des scientifiques qui n'ont pas été formés pour réfléchir aux conséquences de leurs actions - et refuge 't pensé à demander aux experts qui ont.

C'est peut-être le message permanent de Monde jurassique: Dominion- qu'en dépit des progrès incroyables de la conception et de l'ingénierie génétiques, les choses peuvent mal tourner si nous n'adoptons pas le développement et l'utilisation de la technologie de manière socialement responsable.

La bonne nouvelle est que nous avons encore le temps de combler l'écart entre le « pourrait » et le « devrait » dans la façon dont les scientifiques repensent et réorganisent le code génétique. Mais comme Monde jurassique: Dominion rappelle aux cinéphiles, l'avenir est souvent plus proche qu'il n'y paraît.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Crédit image: Mehmet Turgut Kirkgoz / Unsplash