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Ils parviennent à contrôler des cellules biologiques par ordinateur

Crédits : PublicDomainPictures/Pixabay

C’est une grande première et une avancée majeure que sont parvenus à réaliser des chercheurs français et autrichiens, à savoir, parvenir à contrôler le comportement de populations cellulaires à l’aide d’un ordinateur, et ce dans le but d’unifier leur expression génétique.

L’équipe de chercheurs est aussi grande que la prouesse réalisée. Ainsi, des chercheurs français de l’Institut Pasteur, de l’Inria, du CNRS, de l’Université Paris-Diderot et des chercheurs autrichiens de l’IST Austria, ont réussi à prendre le contrôle de populations de cellules biologiques via des algorithmes informatiques. Cela va permettre une avancée majeure en matière de cybergénétique, à savoir programmer l’expression de leurs gènes en temps réel.

Ces travaux ont valu à cette équipe franco-autrichienne deux publications dans la revue Nature Communications (consultez la première ici et la seconde ici).

Double emploi pour cette prouesse, puisqu’elle va permettre à la fois d’apprendre à produire de nouvelles protéines grâce à des conditions cellulaires atypiques, et de standardiser l’expression des gènes pour les processus de bioproduction. Ainsi, ce sont les cellules qui vont pouvoir produire des substances pharmaceutiques actives.

Comment fonctionne cet algorithme ? « Il s’agit de forcer les cellules à prendre des décisions binaires. Pour ce faire, les cellules sont entraînées dans une région d’instabilité — comme des alpinistes sur une ligne de crête — puis on les laisse évoluer librement vers l’une des deux configurations stables possibles. De manière inattendue, nous avons constaté qu’une même stimulation, si elle était bien choisie, était capable d’entraîner et de maintenir des groupes de cellules différentes dans la région d’instabilité ! », explique Grégory Batt, l’un des auteurs de l’étude.

Grâce à cela, il va désormais être possible de tester la variété des protéines qui peuvent provenir d’un même matériel génétique, voire même d’aller plus loin, à la limite du naturel. « Nous sommes parvenus à créer une plate-forme expérimentale nous permettant de concevoir des circuits partiellement biologiques et partiellement virtuels. Les parties virtuelles de ces circuits peuvent être modifiées à la demande pour explorer rapidement des comportements cellulaires divers, allant même au-delà de ce qui était jusque-là biologiquement possible », commente à son tour Jakob Ruess, également membre de l’équipe.