Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Construire des machines vivantes

 

 

J'ai toujours été surpris par la fabrication. Une usine automobile de Ford au Kansas, l’une des plus grandes au monde, fabrique une voiture à la minute. Cela fait 1 440 voitures chaque jour. Mais les usines sont de toutes formes et de toutes tailles. ils peuvent même être microscopiques.

Une seule bactérie peut être transformée en une usine qui fabrique des protéines, des éléments constitutifs qui font fonctionner tous les êtres vivants.

Une seule usine bactérienne peut produire de 500 à 600 protéines par seconde (43 millions par jour), tout en se divisant environ toutes les demi-heures pour générer plus de 200 000 milliards d’usines identiques en 24 heures, chacune prête à en fabriquer 200 000 autres demain. Avec suffisamment d’espace et de nourriture, une bactérie modifiée générera un nombre illimité de protéines.

Qui ne serait pas enthousiasmé par les possibilités de la biotechnologie?

En juillet dernier, Genotyp (speakscience.org) était à Dearborn, Michigan, au musée Henry Ford de Maker Faire Detroit, 2011. Nous avons amené des usines bactériennes génétiquement modifiées générant avec joie une protéine à partir de méduses qui dégagent une lueur verte frappé avec la lumière UV. Une question qui revient sans cesse chez nos confrères décideurs: «Quand puis-je faire cela?

Vous pouvez commencer à faire du génie génétique maintenant! Quelques centaines de dollars vous procureront tous les réactifs dont vous avez besoin: avec quelques bains d’eau chaude, vous pouvez effectuer une réaction en chaîne de la polymérase (PCR), et quelques produits chimiques simples vous permettront de transformer des bactéries, toutes les techniques nécessaires au clonage. La difficulté avec la biologie amateur n’est pas la disponibilité des outils; La partie difficile consiste à apprendre à concevoir et à réaliser des expériences biotechnologiques.

Apprendre la biotechnologie

Imaginez que vous vous retrouviez plongé dans un laboratoire universitaire ultramoderne. Vous disposez d’un million de dollars de machines et d’outils de biotechnologie. Tout ce que vous proposez est possible dans ce type d’environnement, mais par où commencer? Pour démarrer votre projet, vous aurez besoin d’une bonne compréhension du flux de travail de la biotechnologie.

Être capable de faire un plan pas à pas pour la réalisation d'un projet est essentiel dans n'importe quelle discipline. Avant de découvrir la communauté MAKE, je ne savais pas comment créer un circuit fonctionnel ou programmer des instructions informatiques de base. Pour apprendre ces compétences, j'ai commencé avec des tutoriels très simples: câblage d'un circuit pour faire clignoter une LED et écriture d'un programme qui ferait joyeusement «Hello, World!» Sur l'écran de mon ordinateur.

Ces petites étapes m'ont familiarisé avec le flux de travail de la création de circuits et

écriture du code. Il y avait de bonnes instructions en ligne car des milliers de personnes avaient fait exactement la même chose avant moi. Après avoir terminé les tutoriels, je savais avec quels outils je travaillerais et comment y accéder. Je pourrais ensuite commencer à réfléchir à mes propres projets dans le cadre d’un flux de travail technologique.

À l'heure actuelle, pour apprendre la biotechnologie, il faut devenir apprenti. Cela signifie travailler dans un laboratoire, probablement dans une université de recherche. Le modèle de l'apprenti est merveilleux pour atteindre la maîtrise d'une discipline, mais manque d'évolutivité. Puisque quiconque veut apprendre doit trouver un professeur d'université pour le leur enseigner, très peu de gens apprennent la biotechnologie. Comparez cela à un kit d'un dollar LED ou à un didacticiel de programmation téléchargeable gratuit. Il n’est pas étonnant que nous ayons beaucoup plus de programmeurs et d’ingénieurs que de biotechnologues.

Genotyp a été fondé pour résoudre ce problème. Nous voulions nous lancer avec la biotechnologie de manière simple et amusante, nous avons donc créé «Clonage d’un gène fluorescent». Nous avons condensé le flux de travail de la biotechnologie en un minimum de composants tout en fournissant une image claire du génie génétique, du début à la fin. C’est un excellent outil pour enseigner la biotechnologie aux lycéens. D'autres efforts, tels que la fondation BioBrick et le concours iGEM, encouragent les étudiants à utiliser la biotechnologie pour créer des machines à partir de cellules vivantes. Les ressources et les technologies permettant de rendre la biotechnologie accessible aux débutants et aux amateurs se dessinent lentement, ce qui facilite la maîtrise du langage scientifique.

Faire avec la biotechnologie

Comprendre comment la vie utilise l'ADN et les protéines pour créer des machines complexes est un défi incroyable. Nos génomes contiennent plus de quatre milliards de lettres d’ADN, une langue que nous ne parlons pas et ne comprenons pas complètement. Pour comprendre

En dehors du langage de la vie, nous devons étudier l’ADN par morceaux, en extraire un à un et déterminer ce que chaque morceau fait dans tout le système. Cette tâche revient à recevoir un disque dur rempli de milliards de 1 et de 0 et à devoir comprendre comment le code binaire rend toutes les parties d’un système d’exploitation.

Les progrès peuvent être lents, mais au cours des 20 dernières années, la biotechnologie a commencé à donner des résultats incroyables. Les scientifiques ont créé de nouveaux outils pour étudier et modifier l'ADN afin que même les collégiens puissent cloner des gènes. Nous connaissons presque tous les gènes du génome humain et avons même une assez bonne idée de ce que font beaucoup d'entre eux. Nous en savons encore plus sur les génomes d'organismes plus simples comme les levures et les bactéries.

Peut-être que dans quelques années, à côté de l'usine Ford, il y aura une autre usine, qui emploie des milliards de travailleurs microscopiques dotés d'instructions ADN très détaillées. Utilisant uniquement du compost pour se nourrir, ils travailleront jour et nuit pour générer une source durable d’essence nécessaire au fonctionnement des nouvelles Ford à côté.

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