Par KIM BELLARD
J’ai les mêmes sentiments pour la biologie synthétique que pour l’IA : je ne la comprends pas vraiment d’un point de vue technique, mais je suis très enthousiaste quant à son potentiel. Parfois, les deux se recoupent même, comme je l’expliquerai plus tard. Mais je commencerai par quelques développements récents concernant les bioplastiques, un sujet que je n’ai jamais vraiment abordé.
Commençons par quelques travaux menés à l’Université de Washington (St. Louis) portant, entre autres, sur les bactéries violettes. Au cas où vous ne le sauriez pas (ce qui n’est certainement pas mon cas), les bactéries violettes « sont un groupe particulier de microbes aquatiques réputés pour leur adaptabilité et leur capacité à créer des composés utiles à partir d’ingrédients simples ». selon le communiqué de presseLes chercheurs transforment les bactéries en usines de bioplastique.
Une étude, dirigée par l’étudiant diplômé Eric Connors, a montré que deux espèces « obscures » de bactéries violettes peuvent produire des polyhydroxyalcanoates (PHA), un polymère naturel qui peut être purifié pour fabriquer des plastiques. Une autre étude, dirigée par Tahina Ranaivoarisoa, responsable du laboratoire de recherche, a utilisé une autre espèce de bactéries violettes « bien étudiée mais notoirement tenace » pour augmenter considérablement sa production de PHA, en insérant un gène qui a contribué à les transformer en « centrales à PHA relatives ». Les chercheurs sont optimistes quant à la possibilité d’utiliser d’autres bactéries pour produire des niveaux encore plus élevés de bioplastiques.
Les travaux ont été réalisés dans le laboratoire de la professeure associée Aripta Bose, qui a déclaré : « Il existe une énorme demande mondiale de bioplastiques. Ils peuvent être produits sans ajout de CO2 « Les phosphates sont libérés dans l’atmosphère et sont entièrement biodégradables. Ces deux études montrent l’importance d’adopter de multiples approches pour trouver de nouvelles façons de produire ce matériau précieux. »
« Il vaut la peine de s’intéresser à des bactéries que nous n’avons pas encore étudiées », a déclaré M. Conners. « Nous sommes encore loin d’avoir réalisé leur potentiel. » Le professeur Bose est du même avis : « Nous espérons que ces bioplastiques produiront de véritables solutions à l’avenir. »
Parallèlement, des chercheurs de l’Institut coréen des sciences et technologies avancées, dirigés par Sang Yup Lee, ont manipulé des bactéries pour produire des polymères contenant des « structures en forme d’anneau », qui rendent apparemment les plastiques plus rigides et thermiquement stables. Normalement, ces structures seraient toxiques pour les bactéries, mais les chercheurs ont réussi à permettre aux bactéries E. coli de les tolérer et de les produire. Les chercheurs pensent que le polymère serait particulièrement utile dans les applications biomédicales, comme l’administration de médicaments.
Comme pour les travaux de l’Université de Washington, cette recherche ne produit pas de résultats à grande échelle, mais les chercheurs sont convaincus qu’elle le peut. « Si nous nous efforçons d’augmenter le rendement, cette méthode pourrait être commercialisée à plus grande échelle », explique le professeur Lee. « Nous travaillons à améliorer l’efficacité de notre processus de production ainsi que du processus de récupération, afin de pouvoir purifier de manière économique les polymères que nous produisons. »
Comme le polymère est produit par des procédés biologiques plutôt que chimiques et qu’il est biodégradable, les chercheurs estiment qu’il peut être important pour l’environnement. « Je pense que la biofabrication sera la clé du succès de la lutte contre le changement climatique et la crise mondiale du plastique », déclare le professeur Lee. « Nous devons collaborer à l’échelle internationale pour promouvoir la fabrication d’origine biologique afin de garantir un meilleur environnement pour notre avenir. »
L’impact environnemental est également au cœur des préoccupations des chercheurs de l’Université de Virginie. Ils travaillent à la création de bioplastiques biodégradables à partir de déchets alimentaires. « En créant des bioplastiques rentables qui se décomposent naturellement, nous pouvons réduire la pollution plastique sur terre et dans les océans et résoudre des problèmes importants tels que les émissions de gaz à effet de serre et les pertes économiques liées au gaspillage alimentaire », explique-t-il. dit chercheur principal Zhiwu « Drew » Wang.
L’équipe développe des micro-organismes qui transforment les déchets alimentaires en graisses, qui sont ensuite transformées en bioplastiques. Ces bioplastiques devraient ensuite être facilement composés. « Notre première étape consiste à fabriquer un film monocouche pour voir s’il peut être utilisé comme un produit réel », explique-t-il. dit Chenxi Cao, étudiant senior en conception d’emballages et de systèmes. « Si le produit présente de bonnes propriétés de barrière à l’oxygène et à la vapeur d’eau, nous pouvons passer à l’étape suivante. Nous souhaitons remplacer les produits en papier couché traditionnels par du PHA. Les produits en papier actuels sont souvent recouverts de polyéthylène ou d’acide polylactique, qui ne sont pas entièrement dégradables. Le PHA est entièrement biodégradable dans la nature, même dans un environnement de jardin. »
L’approche est actuellement encore au stade de projet pilote.
Comme si tout cela n’était pas assez génial, nos propres corps pourraient devenir des bio-usines, par exemple pour administrer des médicaments ou des vaccins. Plus tôt cette année, des chercheurs de l’Université du Sud-Ouest signalé sur la « production et la sécrétion in situ de protéines », qui dans ce cas ciblait le psoriasis et deux types de cancer.
Les chercheurs affirment : « Grâce à cette approche technique, le corps peut être utilisé comme un bioréacteur pour produire et sécréter de manière systémique pratiquement n’importe quelle protéine codable qui serait autrement confinée à l’espace intracellulaire de la cellule transfectée, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités thérapeutiques. »
« Au lieu de se rendre fréquemment à l’hôpital ou à la clinique externe pour des perfusions, cette technologie pourrait un jour permettre à un patient de recevoir un traitement dans une pharmacie ou même à domicile une fois par mois, ce qui constituerait une amélioration significative de sa qualité de vie », a déclaré le responsable de l’étude. Daniel Siegwart, Ph.D. Le professeur Siegwart estime que ce type de production in situ pourrait éventuellement améliorer la santé et la qualité de vie des patients atteints de maladies inflammatoires, de cancers, de troubles de la coagulation, de diabète et de divers troubles génétiques.
J’avais promis de vous donner un exemple de chevauchement entre la biologie synthétique et l’IA. L’année dernière, a écrit sur la manière dont « l’intelligence organoïde » était une nouvelle approche de la bioinformatique et de l’IA. Plus tôt cette année, la société suisse FinalSpark lancé sa Neuroplatform, qui utilise 16 organoïdes cérébraux humains comme plateforme de calcul, affirmant qu’il s’agissait de : « Le prochain saut évolutif pour l’IA. »
« Notre objectif principal est l’intelligence artificielle pour 100 000 fois moins d’énergie », a déclaré Fred Jordan, cofondateur de FinalSpark. dit.
Maintenant FinalSpark est en location ses bio-ordinateurs aux chercheurs en IA de plusieurs universités de premier plan… pour seulement 500 $ par mois. « Pour autant que je sache, nous sommes les seuls au monde à faire cela » sur une plateforme accessible au public, a déclaré le Dr Jordan dit Scientifique américain. Selon certaines informations, environ 34 universités ont demandé l’accès, mais FinalSpark jusqu’à présent a limité utilisé par 9 institutions, dont l’Université du Michigan, l’Université libre de Berlin et l’Université de Lancaster en Allemagne.
L’Amérique scientifique rapports Des travaux connexes ont été menés au Centre national de biotechnologie d’Espagne, en utilisant l’informatique cellulaire, et à l’Université de l’Ouest de l’Angleterre, en utilisant – je suis sérieux ! – des réseaux fongiques. « L’informatique fongique offre plusieurs avantages par rapport à l’informatique basée sur les organoïdes cérébraux », explique Andrew Adamatzky, « notamment en termes de simplicité éthique, de facilité de culture, de résilience environnementale, de rentabilité et d’intégration avec les technologies existantes. »
Bioplastiques, bio-usines, bio-informatique : tout cela est plutôt cool. J’avoue que je ne sais pas où tout cela va nous mener, mais j’ai hâte de voir où cela nous mènera.
