Biologie synthétique – Questions autour de nouvelles promesses | Sciences Citoyennes

Biologie synthétique – Questions autour de nouvelles promesses

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lundi 9 janvier 2012

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La biologie synthétique est une nouvelle discipline scientifique à la croisée de la biologie, des sciences de l’ingénieur et de l’informatique. Son ambition est de construire de nouveaux dispositifs biologiques pour reformater les organismes vivants existants et les adapter aux besoins de l’homme. Depuis quelques années des annonces sur la biologie synthétique se multiplient accompagnées d’un discours sur sa nouveauté radicale.

Les plus gros investissements sont réalisés par des multinationales du pétrole, de la chimie, du médicament, des biotechnologies en associant des start-up mais la recherche publique est également partie prenante.

Actuellement, aucune régulation spécifique n’existe pour encadrer la biologie synthétique.

La biologie synthétique, comme les OGM, mobilisent un discours sur la maîtrise du vivant, reposent sur une même réduction du vivant à l’ADN et sont présentées comme des technologies qui vont résoudre les principaux maux de la planète.

Plusieurs risques sont liés à la biologie synthétique à partir de la dissémination du vivant modifié et de l’extension de la privatisation du vivant jusqu’à l’utilisation des agents modifiés pour des armes bactériologiques.

Ces technologies ont un impact potentiel énorme sur les sociétés, touchant de multiples dimensions : sanitaire, politique, économique, environnementale, philosophique…

Mot(s)-clé(s) : biologie synthétique, brevetage du vivant, promesses technologiques, économie du sucre, OGM, Synthia, Craig Venter

Public(s) visé(s) : tous

Définition des concepts et notions utilisés :

La biologie synthétique est une nouvelle discipline scientifique à la croisée de la biologie, des sciences de l’ingénieur et de l’informatique. Son ambition est de construire de nouveaux dispositifs biologiques pour reformater les organismes vivants existants et les adapter aux besoins de l’homme. Il s’agit donc de créer une « vie synthétique » qui n’existe pas dans la nature – bactéries produisant des médicaments ou dépolluant les sols, algues produisant massivement de l’énergie, maïs capable de fixer l’azote du sol[i]… Ce projet de modification du vivant n’est pas nouveau. Il était déjà porté par la biologie moléculaire. Mais avec la biologie synthétique, la démarche est rationalisée, automatisée. Il ne s’agit plus d’introduire un ou deux gènes étrangers par bricolage dans un organisme, mais de synthétiser d’importantes quantités d’ADN (y compris avec des acides aminés nouveaux qui n’existent pas dans la nature), codant pour tout le système de gènes nécessaires à la réalisation d’une fonction biologique.. Les cellules du vivant sont considérées comme des machines biologiques orchestrées par un logiciel qu’il est possible de modifier substantiellement.

Contexte – État des lieux : En mai 2010, le businessman chercheur Craig Venter, qui s’est fait un nom dans la course pour le séquençage du génome humain, publie un article dans la revue Science[ii], annonçant la création d’une bactérie synthétique. Cette bactérie, que l’ONG canadienne ETC Group a baptisé Synthia[iii] a été obtenue en injectant dans une cellule d’une espèce A de petite bactérie (un mycoplasme) vidée de son ADN, l’ADN d’une espèce B très proche, entièrement synthétisé chimiquement. La prouesse réside avant tout dans la capacité à synthétiser l’intégralité d’un petit chromosome bactérien.

Ces travaux s’inscrivent dans la lignée d’autres réalisations. En 2000, les ingénieurs biomédicaux américains Garder, Cantor et Collins publient des travaux décrivant l’introduction dans une bactérie d’un fragment d’ADN permettant de contrôler son comportement. Ce module ajouté est baptisé « interrupteur synthétique ». En 2002, la synthèse de l’intégralité de l’ADN du virus de la polio permet de recréer ce virus. En 2005, à partir d’exemplaires retrouvés sur des cadavres de 1918, l’ADN du virus de la grippe espagnole est synthétisé artificiellement par l’équipe de Taubenberger. Le virus obtenu à partir de cet ADN est très virulent.

Exposé de la problématique : L’annonce de Synthia est accompagnée d’un discours sur la nouveauté radicale de la biologie synthétique. Ainsi, en France, le biologiste Philippe Marlière, grand promoteur de ces travaux considère[iv] que, contrairement au clonage des mammifères (Dolly) ou à la fission nucléaire qui sont des processus susceptibles de se produire naturellement, Venter a créé une entité vivante impossible d’exister sans l’homme. Ce discours attire l’attention des médias, des politiques, des investisseurs. Deux semaines après la publication de Synthia, la biotech Life technologies spécialisée dans la synthèse d’ADN, annonce un investissement[v]  important dans Synthetic Genomics Inc (SGI)[vi], la firme biotech de Venter, qui a financé Synthia (à hauteur de 40 millions de $). Obama demande à la toute nouvelle  commission d’éthique auprès du Président de réaliser son premier rapport sur les bénéfices et risques de la biologie synthétique[vii].

Mais que recouvrent précisément ces annonces fracassantes et ces promesses ? Quelles sont les différences entre OGM et biologie synthétique ? Qui finance ces travaux ? Dans quels objectifs ? Quels sont les risques associés à ces technologies ?

Acteur(s) impliqué(s) et nature de son (leur) implication :

• Qui finance le développement de la biologie synthétique ? La biologie synthétique joue un rôle central dans l’hypothèse du développement d’une économie du sucre (« sugar economy »), terme introduit pour désigner un futur où la biomasse aurait remplacé le pétrole dans tous ses usages (énergie, dérivés chimiques…). La biologie synthétique doit entre autre permettre de développer des bactéries (cyanobactéries) produisant de l’énergie en grande quantité ; de dégrader la cellulose en sucre et d’utiliser les déchets actuels de l’agriculture, riches en cellulose pour la synthèse d’agro-carburants ; de cultiver des zones agricoles marginales ou non utilisées aujourd’hui (déserts…) ; de produire des composés végétaux se substituant aux dérivés du pétrole …

En conséquence, les plus gros investissements sont réalisés par des multinationales du pétrole, de la chimie, du médicament, des biotechnologies (Exxon, BP, BASF, Dupont, Cargill…). Celles-ci s’associent avec des start-up montées par des scientifiques stars, ou avec des universités : BP a signé un contrat de 500 millions de $ avec l’Université de Berkeley pour soutenir son département de biologie synthétique[viii] ; la start up de Craig Venter SGI reçoit elle-même de très forts financements d’Exxon Mobil (300 millions de $ investis dans SGI en 2009), pour ses programmes sur les biofuels.

La recherche publique est également partie prenante (programmes de recherche publics, investissements directs de l’UE ou des USA, salaires des chercheurs…), en interaction étroite avec les laboratoires privés.

• Quelles sont les régulations applicables ? Aujourd’hui, aucune régulation spécifique n’existe pour encadrer la biologie synthétique, c’est la régulation sur les OGM qui s’applique.

Enjeux :

• La biologie synthétique et les OGM sont-ils très différents ? La biologie synthétique est volontiers présentée comme la solution aux problèmes posés par les OGM. Il s’agirait d’une technologie permettant de modifier proprement le vivant en remplaçant le « bricolage des biologistes moléculaires » par « l’efficacité rationnelle des ingénieurs ». En effet, dans le cas des OGM, il s’agit le plus souvent d’isoler un gène d’une espèce vivante et de l’introduire dans les cellules d’une autre espèce. Dans le cas de la biologie synthétique, c’est un système de gènes contenant l’information pour fabriquer un ensemble de molécules impliquées dans une fonction biologique qui est introduit. Par ailleurs l’ADN correspondant à ce système n’est pas isolé dans une autre espèce. Il est synthétisé artificiellement. Enfin, parmi les fonctions transférables aux organismes synthétiques, des systèmes de « verrous biologiques » sont à l’étude[ix] pour empêcher la survie des organismes synthétiques dans les environnements naturels et leur hybridation avec le vivant non synthétique. Pourtant, les points communs sont nombreux.

OGM et biologie synthétique mobilisent un même discours sur la maîtrise du vivant reposant sur une description d’un vivant statique, peu susceptible d’évolution. Ainsi, les OGM commercialisés ont-ils longtemps été présentés comme sûrs, sans risque de  transmission des gènes étrangers introduits aux autres espèces vivantes. Pourtant aujourd’hui, c’est une dissémination massive aux espèces végétales sauvages des caractères intégrés dans certaines plantes génétiquement modifiées, notamment la tolérance à un herbicide, qui est observée. Cette étonnante capacité d’évolution du vivant sur des périodes très courtes (10 à 20 ans) permet de douter fortement de la possibilité de développer des « verrous biologiques » infaillibles, susceptibles de séparer radicalement vivant synthétique et vivant sauvage.

OGM et biologie synthétique reposent sur une même réduction du vivant à l’ADN. Si la modélisation des fonctions biologiques à l’échelle des systèmes de gènes proposée par la biologie synthétique est plus globalisante que la modélisation à l’échelle du gène de la biologie moléculaire, elle reste une réduction des systèmes vivants à l’information portée par l’ADN.

OGM et biologie synthétique sont portés par un double discours de la nouveauté radicale en continuité avec les pratiques précédentes. Pour leurs promoteurs,  les OGM sont à la fois « révolutionnaires » quand il s’agit de vanter leurs mérites et « suite logique des pratiques de sélection des paysans depuis toujours » quand il s’agit de rassurer. La biologie synthétique quant à elle est selon les contextes une « création humaine encore jamais égalée » et « une nouvelle étape dans le processus initié au Néolithique, de création d’hybrides entre nature et culture ».

OGM et biologie synthétique sont présentés comme des technologies qui vont résoudre les principaux maux de la planète. Après l’éradication de la faim dans le monde avec les OGM et air du temps oblige, la biologie synthétique est la technologie qui  va nous sauver des dégâts créés par les anciennes technologies. Venter dit : « Il nous faut malheureusement développer une science nouvelle, pour résoudre les problèmes créés par la science qui nous a précédés. Nous avons utilisé le pétrole pendant des centaines d’années, et il n’était pas possible au début de cette aventure, de penser que ça deviendrait un problème.[…] Donc, il nous faut inventer de la science nouvelle. Il nous faut trouver de nouvelles façons de modifier le futur ou nous n’en aurons pas du tout.»[x] Reste à croiser les doigts pour que cette fois nos petits-enfants n’aient pas à dire « il n’était pas possible au début de cette aventure, de penser que ça deviendrait un problème … ».

Avant tout, le discours sur la nouveauté radicale de la biologie synthétique semble surtout permettre de s’acheter une virginité médiatique, loin des OGM et de leur contestation.

• Faut-il avoir peur de la biologie synthétique ? Plusieurs types de risques sont envisageables.

Dissémination du vivant modifié dans le vivant sauvage et contamination. Ce risque est particulièrement avéré pour les usages de constructions biosynthétiques in situ (utilisation de bactéries synthétiques pour dépolluer les sols…).

Drainage des ressources agricoles de l’alimentation vers l’énergie[xi]. Les technologies développées dans ces domaines restent très gourmandes en biomasse,  que ce soit pour produire de l’énergie ou pour produire des composés chimiques végétaux permettant de remplacer par exemple le nylon (Dupont et sa fibre Sorona qui nécessite beaucoup de maïs). En conséquence ces technologies ne manqueront pas d’exacerber les conflits pour la biomasse : qui va décider de ce qu’est un déchet de l’alimentation pouvant être utilisé pour produire de l’énergie ? de la répartition entre cultures dédiées à l’énergie et à l’alimentation ?

 La colonisation de nouveaux milieux pour une agriculture intensive pose également des questions : peut-on espérer cultiver ces terres de façon soutenable, sans dégrader / éroder les sols, sans détruire les équilibres des écosystèmes, sans paupériser les populations locales ?

L’expérience des agro-carburants de première et seconde génération a montré les conséquences de ces cultures sur les paysans les plus pauvres chassés de leurs terres, sur les pressions à la hausse des prix agricoles et sur les risques d’émeutes de la faim.

Pour ces nouveaux agrocarburants biosynthétiques, le schéma reste le même : mise en danger des ressources du Sud pour satisfaire les besoins voraces du Nord.

– Usage comme arme bactériologique : Le comité de Lemon-Relman, comité conjoint de l’Institut Américain de Médecine et du Conseil National de Recherche, a publié en 2006 un rapport influent qui constate que les préoccupations concernant l’abus potentiel des sciences de la vie allaient bien au-delà du travail sur les agents pathogènes et des toxines et comprenaient certainement les avancements réalisés en biologie synthétique[xii].

– Extension de la privatisation du vivant : La description de l’ADN comme molécule maîtresse du vivant, selon laquelle les organismes vivants sont à l’image exclusive de leurs gènes, a déjà conduit aux dépôts de nombreux brevets sur le vivant. Modifier un seul gène d’un être vivant suffit aujourd’hui pour pouvoir breveter intégralement cet OGM. Avec la biologie synthétique, la logique est poussée plus loin. Des brevets à spectre large sont déposés sur tous les nouveaux développements. Venter  affiche ouvertement la volonté de pouvoir créer un être vivant dont l’ADN serait intégralement breveté. Il s’agit de pouvoir créer une nouvelle vie intégralement privatisée.

Des réactions open source, se développent en particulier autour du MIT pour ouvrir totalement l’innovation en biologie synthétique. L’argument est qu’une innovation ouverte est toujours meilleure qu’une innovation propriétaire. Cette alternative apparaît au mieux naïve dans le cas du vivant. La complexité des interrelations et des évolutions du vivant est telle, qu’il parait bien peu réaliste d’espérer que l’intelligence humaine, même mise en coopération, puisse la dompter sans aucun risque.

Les multinationales engagées dans la biologie synthétique sont positionnées sur des marchés très concentrés : 10 sociétés phytosanitaires contrôlent 90 % de leur marché, 10 sociétés pharmaceutiques contrôlent 55% de leur marché, 10 sociétés de biotechnologie contrôlent 66% de leur marché. Sous le slogan de « l’après pétrole », on assiste à une concentration sans précédent des pouvoirs des multinationales pour privatiser les ressources biologiques du globe.

Cette liste non exhaustive de risques souligne l’importance de poser le débat de la biologie synthétique en termes de bénéfices / risques et non de façon unilatérale sous l’angle des seules promesses. Le discours sur le sens inexorable du progrès est avant tout une fatalité auto-réalisatrice : en clamant la fatalité, on ne permet pas que les conditions d’un contrôle soient remplies. Faute de contrôle, la technologie se développe. Ce discours cherche à masquer les enjeux collectifs pour mieux protéger ces expériences de l’intrusion du débat et de la régulation publique, au nom de la liberté. Pourtant, il est clair que ces questions engagent notre milieu de vie commun. Ces technologies ont un impact potentiel énorme sur les sociétés, touchant de multiples dimensions : sanitaire, politique, économique, environnementale, philosophique…

Savoir si le risque pris en vaut la chandelle concerne la société entière.
Recommandations : Un moratoire sur cette recherche pour permettre un débat largement ouvert sur les bénéfices / risques et les règles à mettre en place.

ETC Group propose la mise en place d’une convention internationale sur l’évaluation des nouvelles technologies, appareil indépendant chargé d’évaluer les nouvelles technologies majeures et de fournir un système d’alerte rapide. Ce système s’appliquerait à  toutes les technologies BANG[xiii] (Bits, Atoms, Neurons, Genes), cette convergence technologique également appelé NBIC (nano, bio, info, cogno).

Aujourd’hui, c’est la régulation sur les OGM qui s’applique. Mais les problèmes de dissémination sont encore plus importants, notamment dans les projets de dépollution des sols où les microorganismes synthétiques sont relâchés directement dans la nature.

Il est essentiel que la régulation ne soit pas laissée aux seules bonnes pratiques des académiques et des entreprises impliquées. En 2006, 38 ONGs internationales dont la FSC ont interpellé2 les chercheurs réunis à la Conférence internationale de la biologie synthétique à Berkeley, pour les appeler à ne pas mettre en place l’auto-régulation, mais à demander la tenue d’un débat public large aboutissant à des règles socialement définies. Il s’agit de ne pas reproduire l’erreur de la conférence d’Asilomar de 1975 où les chercheurs en génie génétique ont défini seuls leurs règles de bonnes pratiques. A terme, ces règles se sont révélées ne pas être à la hauteur de tous les enjeux.

Références utilisées et non citées dans les notes

Ne pas ouvrir la boîte de Pandore de la biologie synthétique. Hervé Le Crosnier. http://blog.mondediplo.net/2010-05-21-La-boite-de-Pandore-de-la-biologie-synthetique

Les prédicateurs de la génétique extrême. Hervé Le Crosnier.
http://blog.mondediplo.net/2010-06-17-Les-predicateurs-de-la-genetique-extreme

Cycle 2009 : Ingénierie du vivant 2.0 : la biologie synthétique en question. Cycle de débats organisé par l’association Vivagora. Nombreux compte-rendus et fiches préparatoires disponibles : http://www.vivagora.org/spip.php?rubrique70  

 


[i] Voir les travaux du groupe de Bhalerao à l’Université de l’Illinois, http://abe-bhaleraolab.age.uiuc.edu/

[ii] Synthia est bien vivante et elle est parmi nous : panacée ou boîte de Pandore ?. Communiqué d’ETC Group, communiqué d’ETC group http://www.etcgroup.org/en/node/5143 .

[iii] Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized Genome. Gibson et al. Sciencexpress. 20 Mai 2010 ainsi que la présentation de ce travail Science 21 mai 2010. Vol328 :958-959

[iv] Voir en particulier le texte « Prométhée, Pandore et Petri », publié en mai 2010. http://www.vivagora.org/spip.php?article706 . Philippe Marlière est directeur d’Isthmus (Genopole)

[vi] http://www.syntheticgenomics.com/ . Cette biotech dont Venter est le président cofondateur, a pour objectif de développer les agrocarburants du futur, en utilisant la biologie synthétique.

[vii] http://www.bioethics.gov/documents/Letter-from-President-Obama-05.20.10.pdf

[viii] Ce contrat a été signé en 2007 quand l’actuel secrétaire d’Etat américain à l’énergie, Mr Chu, était responsable du département concerné à l’Université de Berkeley. Il a conduit à la création de l’Institut des Biosciences de l’Energie.

[ix] Différents types de « verrous » sont à l’étude : rendre les organismes dépendants de substances très rares dans la nature, en faire des organismes non compétitifs en terme de survie, voire modifier radicalement leur chimie (en intégrant des éléments chimiques non présents dans le vivant naturel)

[x] Interview de Craig Venter dans le documentaire qui lui a été consacré sur Discovery Channel « Making Synthetic Life – your questions answered ».

[xi] Voir la note d’ETC group « Commodifying Nature’s Last Strax ? Extreme Genetic Engineering and the Post-petroleum sugar economy ». octobre 2008 http://www.etcgroup.org/upload/publication/pdf_file2/sugareconomyhighresoct10-2008fullsize.pdf­

[xii] http://www.thebulletin.org/web-edition/columnists/malcolm-dando/synthetic-biology-harbinger-of-uncertain-future

[xiii] Voir le rapport Bang ou la convergence des technologies – Nanotechnologies et artificialisation du vivanthttp://www.bede-asso.org/lang/fr/nos_actions/veille_coalition/democratisation_gouvernance/bang/rapportBANG_web-mail.pdf