Les mondes nouveaux de la biologie par François Gros

La recherche en biologie a opéré une révolution durant ces dernières années. Elle s’affine au fur et à mesure des découvertes. Elle devient synthétique, bio informatique et s’intéresse de très près aux ARN, acides ribonucléiques qui jouent un rôle clé dans la régulation des activités cellulaires à tous les niveaux et dans tous les règnes vivants. A travers Les nouveaux mondes de la biologie paru aux éditions Odile Jacob, François Gros, membre de l’Académie des sciences, revient sur cette aventure et sur ses applications médicales dans les années à venir. Rencontre avec l’auteur.

Dans Les mondes nouveaux de la biologie, François Gros dresse une cartographie historique des avancées en matière de biologie. « Il s’agit de montrer comment une meilleure compréhension du vivant peut permettre de mieux cibler les applications concrètes dans le domaine de la santé ».
Depuis le tout début du XIX^e siècle, époque à laquelle le terme de « biologie » est apparu, les évolutions ont été nombreuses et les spécialisations de plus en plus fines, au point que « les techniques physiques chimiques mathématiques, informatiques sont en train de s’emparer de la biologie » nous explique l’auteur.

François Gros a fait le choix dans son livre de s’intéresser plus particulièrement à deux aspects de la biologie moléculaire : la biologie synthétique et les ARN régulateurs.

La biologie synthétique n’est rien d’autre que « la conjonction entre la chimie de synthèse et la connaissance de la cellule avec l’intention d’essayer de modifier par synthèse chimique des constituants majeurs de la cellule ».
En d’autres termes, il s’agit de substituer des gènes ou des génomes par des produits conçus en laboratoire et dans lesquels on introduit volontairement des modifications. A terme, on obtient de nouveaux produits d’intérêts biotechnologiques « pour l’agriculture, pour la lutte contre la pollution ou la fabrication de nouveaux agents pharmacologiques » rappelle le biologiste. Ont ainsi été synthétisés le virus de la poliomyélite, mais aussi des génomes de bactéries.
Une fois synthétisés, la seconde étape consiste à remplacer le génome naturel par le génome « artificiel ». Sur ce point, deux écoles s’affrontent comme nous l’explique le biologiste : « Vous avez ceux dont la vision est essentiellement biotechnologique et qui font cela dans l’esprit de voir fabriquer de nouveaux produits utiles pour l’environnement ou pour la médecine. Et vous en avez d’autres qui s’intéressent à l’évolution cellulaire. En remplaçant certains éléments clés de la cellule, ils cherchent à voir quelle est sa robustesse, jusqu’où aller sans que la cellule se porte mal ».
La chimie est très présente en biologie, elle est à l’origine de la synthèse de la vitamine B12, de celle de la chlorophylle. « Jean-Marie-Lehn[[membre de l'Académie des sciences, Prix Nobel de chimie]] a montré aussi qu’on pouvait fabriquer par synthèse totale des corps aux propriétés voisines des enzymes, capables par exemple de capter des métaux lourds pour lutter contre la pollution » rappelle l’intéressé. Dans le domaine pharmacologique, la biologie synthétique est également à l’origine d’un anti-malarique produit à partir de la levure et d’Escherichia coli.

Mais toutes ces avancées ne vont pas sans poser des problèmes éthiques. Car la biologie synthétique, qui modifie le génome en partie ou dans sa totalité, est bien plus complexe que la technique des OGM (qui n’est qu’un transfert d’un gène dans une autre espèce). « Il s’agit pratiquement de fabriquer un organisme nouveau avec des éléments qui ne sont pas naturels puisqu’il s’agit de modifier le code génétique. Tout cela est passionnant pour la biologie car cela nous permet de comprendre les mécanismes intimes de la cellule et de son évolution. Mais ce n’est pas sans soulever des questions qui sont du même ordre que celles soulevées par le génie génétique. Les choses sont allées si vite en biologie synthétique qu’on peut se demander dans quelle mesure la société civile en a vraiment pris conscience ».
Et là encore, deux pensées s’affrontent : ceux qui condamnent ces recherches car elles modifient la nature ; et ceux qui réalisent ces recherches dans le but d’améliorer les conditions de vie.



Autre révolution dans la biologie moléculaire bien connue de François Gros [ [C’est en travaillant sur la bactérie escheridia-coli que François Gros fit la découverte en 1961 un peu par hasard des ARNs messagers bactériens.
Au même moment, François Jacob et les équipes avec lesquels il travaille, font les mêmes découvertes. Ils décident de publier en commun leurs travaux. De cette découverte découle une grande partie des recherches qui ont échelonné la carrière de François Gros. Son laboratoire est par exemple le premier à mettre en évidence les facteurs protéiques qui assurent le démarrage correct de la "lecture" des messagers par les ribosomes et s’est intéressé pendant plusieurs années aux étapes biochimiques de la traduction génétique]] : les ARNs.
Ceux qui intéressent particulièrement ici François Gros sont les ARNs régulateurs qui résultent d’une découverte assez inattendue : « Un biologiste des plantes travaillant sur les pétunias voulait accroître la couleur d’une espèce. Pour cela, il a l’idée d’injecter dans les semences de la plante un ARN messager codant pour la couleur en question. A sa grande surprise, tout s’est bloqué : le pétunia est devenu blanc ! L’ARN en question a tout inhibé ». C’est ainsi qu’ont été découverts les ARNs régulateurs. « Mais la révolution a surtout été de découvrir qu’il y avait une échelle de régulation dans le passage de l’ARN messager aux protéines ».
Aujourd’hui, ces interactions entre les ARNs pourraient permettre de mieux cibler certaines maladies neurodégénératives. « Sur les modèles animaux on peut bloquer certains types de gènes à l’origine de ces maladies ». On peut supposer qu’il en sera de même pour l’homme.

Les applications en médecine

On peut donc envisager petit à petit de soigner le gène malade et s’orienter vers une médecine personnalisée. C’est déjà le cas de certaines maladies rares comme celle des enfants bulles, travaux d’Alain Fischer de l’Académie des sciences. Et depuis quelques années, l'adrénoleucodystrophie, les thalassémies (maladies du sang) et certaines maladies neuromusculaires trouvent des résultats dans la thérapie génique.

Cependant prévient François Gros, « il n’est pas question de faire des cures exceptionnelles pour quelques individus seulement. Dans le domaine de la cancérologie, cela permettrait d’établir le portrait génétique de la tumeur, de voir quels on été les dysfonctionnements génétiques à l’origine de ce mal pour administrer des anticancéreux adéquats ». Ou s’orienter à terme vers un gène médicament.

François Gros est biologiste, Secrétaire perpétuel honoraire de l’Académie des sciences, professeur honoraire au Collège de France. Il fait partie des auteurs de la découverte des ARN’s messagers dans les années 1960.

En savoir plus :

- François Gros sur Canal Académie
- François Gros, membre de l'Académie des sciences

François Gros, Les mondes nouveaux de la biologie, éditions Odile Jacob, janvier 2012