Qu'est-ce que la génomique synthétique?
La génomique synthétique est un domaine de la biochimie axé sur la création du génome - l'assemblage complet de l'information génétique ou héréditaire d'un organisme nécessaire à cet organisme pour maintenir la vie. Le génome d'un organisme est composé de molécules d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui forment un code. Des parties de ce code, appelées gènes, contrôlent la création et les interactions des protéines dans les cellules de l'organisme, permettant à l'organisme de fonctionner. En génomique synthétique, les scientifiques manipulent et recréent des génomes à des fins de recherche ou pour des applications pratiques en médecine et en fabrication de biocarburants.
L'ADN est constitué de répétitions d'unités structurelles appelées nucléotides, qui forment des paires de bases et créent les motifs qui constituent le code génétique. Les nucléotides et les séquences d'ADN sont fabriqués artificiellement pour une variété d'applications biochimiques, mais la génomique synthétique est un processus plus impliqué. Afin de créer un génome synthétique fonctionnel, le génome naturel MUST être connu en totalité et se reproduit exactement ou modifié de telle manière qu'aucune fonction cruciale n'est affectée.
En 2010, une équipe de recherche basée au J. Craig Venter Institute à Rockville, Maryland, a créé le premier génome bactérien synthétique. La bactérie, Mycoplasma Mycoides, a un génome composé d'un million de paires de bases. L'équipe a pu reproduire le génome naturel de la bactérie en utilisant des nucléotides produits synthétiquement et introduire le génome synthétique dans une cellule de bactérie différente, remplaçant l'ADN de cette bactérie par l'ADN synthétique Mycoplasma Mycodes. Avec le nouveau génome en place, la cellule a commencé à fonctionner comme une cellule Mycoplasma MyCoides normale, avec toutes ses fonctions intactes.
Les complications dans la synthèse d'un génome peuvent facilement survenir en raison de la complexité des systèmes impliqués. Par exemple, si une paire de bases est hors de propos ou manquant, la cellule peut ne pas fonderion du tout. De même, les processus biochimiques par lesquels la cellule lit et met en œuvre les informations dans l'ADN et les interactions chimiques de l'environnement cellulaire avec l'ADN doivent être correctes.
La technologie de génomique synthétique peut être adaptée aux applications industrielles et commerciales, telles que la production de biocarburants. En 2011, certaines entreprises recherchent la possibilité de créer des algues synthétiques plus efficaces que des algues naturellement occasionnelles pour piéger et traiter le dioxyde de carbone en substances utilisables. De nombreux chercheurs pensent que les algues d'ingénierie de cette manière peuvent rendre la production de biocarburant plus rentable et commercialement viable.
D'autres projets en génomique synthétique impliquent la synthèse d'une partie d'un génome pour modifier un organisme à utiliser à titre industriel ou scientifique. Un exemple est la modification des génomes végétaux pour rendre les cultures plus résistantes à la sécheresse ou aux parasites. En médecine, les microbes peuvent être génétiquement modifiés enagir comme remèdes pour certaines maladies ou aider à la thérapie génique.