BIOTECHNOLOGIES

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L'avenir des biotechnologies

Les activités générées par les biotechnologies sont le type même d'activités dites diffusantes, c'est-à-dire qui interviennent de manière diverse dans de très nombreux secteurs industriels. Leurs applications, plus nombreuses que celles qui étaient postulées au départ, sont appelées à se développer, tant quantitativement que qualitativement. Encore aujourd'hui, le monde des biotechnologies bénéficie surtout des progrès d'une biologie essentiellement analytique qui met progressivement à disposition de ces technologies des outils et des procédés dérivés de l'étude des êtres vivants, en particulier des micro-organismes, dont l'extraordinaire biodiversité et l'exceptionnelle capacité d'adaptation fournissent des solutions très innovantes pour aborder les problèmes de la chimie, de l'environnement, des matériaux, etc.

On peut prédire, sans risque de se tromper, que les biotechnologies n'en sont qu'à leur début et que des ruptures technologiques de grande importance se produiront. Deux développements scientifiques (au moins) seront à l'origine de ces ruptures : la biologie systémique et la biologie de synthèse.

La biologie systémique

Elle résulte directement des nouvelles technologies nées du développement de la génomique (transcriptome, protéome, métabolome) et capables d'appréhender désormais le vivant à un niveau de complexité qui impose une bio-informatique solide susceptible de stocker les innombrables données obtenues mais aussi d'aider à leur interprétation en permettant de conceptualiser la signification profonde de ces résultats en termes d'interactions ou d'interdépendances. Il devient non moins nécessaire de s'appuyer sur une simulation du fonctionnement de ces systèmes complexes pour intégrer ces données dans une modélisation de la physiologie d'une cellule, d'un ensemble de cellules, d'un organe ou d'un organisme. Cette approche, très féconde, peut identifier des fonctions nouvelles, des propriétés inattendues de systèmes moléculaires complexes et proposer, par là, de nouvelles approches thérapeutiques ou de nouveaux concepts.

L'un des objectifs de tels programmes de recherches serait d'aboutir à une modélisation « in silico » du fonctionnement complet d'une cellule élémentaire, une e-cell virtuelle à partir de laquelle des expériences in silico pourraient se développer et dont les résultats pourraient être testés ensuite in vivo. Ce type d'approche sera extrêmement utile dans des études lourdes et complexes, par exemple de toxicologie à visée prédictive, permettant de diminuer considérablement les expériences in vivo ou in vitro et de cerner de manière plus précise les propriétés thérapeutiques éventuelles d'une molécule.

Nos connaissances actuelles sont encore loin de permettre d'aborder ce type de questions mais l'approfondissement permanent de nos connaissances et l'amélioration de la modélisation pourront conduire, au terme de quelques années, à des ruptures technologiques. Quoi qu'il en soit, cette nouvelle approche du fonctionnement du vivant, parce qu'elle est beaucoup plus fidèle et proche de la réalité, sera probablement très féconde, par exemple, dans sa capacité à définir des cibles pertinentes pour la recherche de médicaments ou la compréhension de fonctionnements pathologiques.

La biologie de synthèse

Ce tout nouveau champ de recherche a déjà des applications biotechnologiques potentielles. De fait, à l'approche du biologiste qui analyse le vivant pour en comprendre, pas à pas, le fonctionnement, il substitue la démarche de l'ingénieur qui essaie de fabriquer de nouveaux systèmes à partir de constituants élémentaires du vivant. Là où le généticien isole, caractérise, transfère un gène d'un organisme à l'autre, d'une cellule à l'autre, le biologiste de synthèse va concevoir un gène nouveau, à partir de morceaux d'autres gènes ou le synthétiser de toutes pièces. Il s'agit, en quelque sorte, de considérer le vivant comme un immense Meccano, à partir duquel sont imaginés et construits de nouvelles entités (bactéries), des micromachines (autoreproductibles ou pas), des systèmes qui n'existent pas dans la nature, des voies métaboliques originales... On peut ainsi conditionner une bactérie pour l'obliger à fabriquer une substance jusque-là impossible à obtenir par voie biotechnologique. Cette évolution de la biologie rappelle celle de la chimie qui, au cours du xixe siècle, est passée d'une démarch [...]

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Pour citer l’article

Pierre TAMBOURIN, « BIOTECHNOLOGIES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/biotechnologies/