Biologie de synthèse
Repensez la biologie pour résoudre certains des problèmes les plus urgents au monde.
Télécharger le livre électronique sur la biologie de synthèse
Qu’est-ce que la biologie de synthèse ?
La biologie de synthèse est un terme général faisant référence à la manipulation des voies métaboliques pour persuader les microbes de fabriquer des protéines de manière hautement prévisible grâce à l’utilisation de principes d’ingénierie, tels que l’approche Concevoir-Construire-Tester-Apprendre (Design-Build-Test-Learn, DBTL). Les caractéristiques souhaitées sont obtenues parfois par la modification de gènes individuels, parfois par celle de génomes entiers.
La biologie de synthèse est un domaine interdisciplinaire qui associe les principes de la biologie, de l’ingénierie et de l’informatique pour concevoir et construire des pièces, des dispositifs et des systèmes biologiques dotés de nouvelles fonctions ou capacités. Elle est susceptible d’impacter les applications universitaires et industrielles, notamment la création de nouveaux agents thérapeutiques et vaccins, la science des végétaux et les biocarburants. L’accent est souvent mis sur la génération, la caractérisation et l’isolement de parties de systèmes biologiques naturels avant de les utiliser comme composants d’une voie biologique modifiée.
Avantages de la biologie de synthèse
Le concept d’une économie biologique est au cœur de la vision d’un avenir durable s’appuyant sur la biologie de synthèse. Cette économie dépend de ressources biologiques renouvelables pour produire des aliments, des matériaux et de l’énergie, réduisant ainsi la dépendance aux combustibles fossiles et minimisant l’impact environnemental. En transformant la façon dont nous produisons et consommons les ressources, la biologie de synthèse a le potentiel de créer des économies plus durables et plus résilientes.
La biologie de synthèse représente une approche transformatrice pour résoudre certains des problèmes les plus urgents au monde. En s’appuyant sur les principes de l’ingénierie génétique et de la biologie, ce domaine offre des solutions innovantes qui peuvent stimuler les progrès dans les soins de santé, la production alimentaire et la durabilité environnementale.
À quelle fin la biologie de synthèse est-elle utilisée ?
L’essence de la biologie de synthèse réside dans sa capacité à concevoir la vie à son niveau le plus fondamental, ce qui nous permet de repenser et de recréer les systèmes biologiques avec une précision et un objectif sans précédent. Du développement rapide de vaccins qui peuvent stopper les pandémies à la création de viande de culture qui réduit les conséquences environnementales de l’agriculture traditionnelle, la biologie de synthèse révolutionne la façon dont nous abordons les problèmes et développons des solutions.
Pour en savoir plus sur les dernières avancées et applications de CRISPR-Cas9 dans la recherche et le traitement des maladies, lisez le blog et regardez l’épisode récent du podcast Drug Target Review de MOLECULAR DEVICES avec le Dr Pietro De Angeli de l’Institute for Ophthalmic Research de l’University Hospital Tübingen, et le Dr Maarten du Princess Maxima Center.
Soins de santé :
La biologie de synthèse révolutionne les soins de santé en permettant le développement de nouveaux traitements et vaccins. Par exemple, des bactéries et virus modifiés peuvent être utilisés pour délivrer des gènes thérapeutiques aux patients, tandis que des techniques de biologie de synthèse sont employées pour produire des médicaments biologiques complexes plus efficacement.
Outre les vaccins, la biologie de synthèse est également utilisée pour développer de nouveaux traitements pour les maladies génétiques. Par exemple, la technologie CRISPR-Cas9 s’est révélée prometteuse pour corriger les mutations génétiques qui provoquent des maladies telles que la drépanocytose et la mucoviscidose. En modifiant précisément l’ADN des cellules affectées, les chercheurs peuvent potentiellement guérir ces maladies à leur racine génétique. Cela améliore non seulement la qualité de vie des personnes touchées par ces affections, mais réduit également les coûts des soins de santé à long terme associés à la prise en charge de maladies chroniques.
Production alimentaire durable :
En modifiant des micro-organismes pour produire des ingrédients alimentaires, la biologie de synthèse peut permettre de faire face à la pénurie alimentaire et de réduire l’impact environnemental de l’agriculture traditionnelle. La viande de culture, produite par la culture de cellules animales dans un laboratoire, est une application prometteuse qui pourrait réduire significativement le besoin d’élevage et les charges environnementales associées. En développant des cellules animales dans un environnement de laboratoire, les chercheurs peuvent produire de la viande sans avoir à élever et abattre du bétail. Cette approche réduit significativement les émissions de gaz à effet de serre, l’utilisation des terres et la consommation d’eau associée à la production traditionnelle de viande.
Outre la viande de culture, la biologie de synthèse est utilisée pour modifier des micro-organismes afin de produire des ingrédients alimentaires tels que des protéines, des arômes et des vitamines. Ces ingrédients d’origine biologique peuvent être produits de manière plus durable en utilisant moins de ressources que les méthodes agricoles traditionnelles. Par exemple, la fermentation de précision peut produire des protéines et d’autres nutriments à grande échelle, contribuant ainsi à un système alimentaire plus résilient et plus durable.
Voir le webinaire à la demande, Du laboratoire à la table : faire progresser la durabilité alimentaire mondiale, pour en savoir plus sur la production alimentaire durable.
Gestion environnementale :
La biologie de synthèse peut également contribuer à la durabilité environnementale grâce au développement de matériaux biosourcés et à la bioremédiation des polluants. Des micro-organismes peuvent être modifiés pour décomposer les toxines environnementales ou produire des plastiques biodégradables, offrant ainsi des alternatives plus écologiques aux procédés industriels traditionnels.
Automatisation de la biologie de synthèse
L’APPROCHE CONCEPTION-CONSTRUCTION-TEST-APPRENTISSAGE (DBTL)
L’un des concepts fondamentaux de la biologie de synthèse est l’idée des « biobriques », des séquences d’ADN standardisées qui peuvent être assemblées en diverses combinaisons pour créer des constructions génétiques. Suivant l’approche du cycle DBTL (conception-construction-test-apprentissage [design-build-test-learn]), la biologie de synthèse permet l’ingénierie systématique et prévisible de systèmes biologiques, de la même manière que les composants électroniques sont utilisés pour construire des circuits complexes
AUTOMATISATION DE VOTRE FLUX DE TRAVAIL DE BIOLOGIE DE SYNTHÈSE
Les applications de biologie de synthèse haut débit bénéficieront grandement de la productivité accrue d’un système robotisé de sélection de colonies microbiennes tel que notre système de sélection de colonies microbiennes QPix, qui sélectionne jusqu’à 30 000 colonies par jour grâce au suivi automatique des données des séries de sélection et à la gestion de la base de données. Il peut être intégré dans un flux de travail moléculaire complet, ce qui permet aux utilisateurs d’augmenter le débit et de réduire le temps d’attente.
Applications et ressources sur la biologie de synthèse
La biologie de synthèse permet la conception et la construction de systèmes biologiques sur mesure possédant les fonctionnalités souhaitées.