Dans un monde incroyable, mais quand même un peu bizarre, les scientifiques ont formé une boucle de rétroaction entre la levure de bière, Saccharomyces cerevisiae (en image d’entête), utilisé couramment, notamment pour le pain, et un ordinateur. L’ordinateur peut activer la levure pour produire une protéine et la levure transmet à l’ordinateur le nombre de protéines qui sont produites, l’ordinateur a donc un contrôle précis sur la production de la levure.
Ce travail, effectué par des scientifiques du Laboratoire de contrôle automatique à l’Institut fédéral suisse de technologie de Zurich, est exceptionnel en raison de sa simplicité : L’ordinateur active la levure grâce une lumière rouge clignotante et la désactive en faisant clignoter une lumière rouge plus foncé. Une molécule rattachée à la levure émet une fluorescence lorsque la protéine est produite. L’ordinateur peut voir cette fluorescence et modifier la lumière qu’il émet, créant ainsi une boucle de rétroaction complète.
Saccharomyces cerevisiae
La simplicité est importante en raison du rôle des levures et des bactéries dans la production d’antibiotiques, des biocarburants et plus encore. Fondamentalement, il y a des indices alléchants qu’un jour nous serons en mesure de jeter tous nos déchets dans une boue primordiale de (probablement génétiquement) est une bactérie qui peut le décomposer en ses éléments constitutifs, ou de carburant, ou de sucre, ou quelque chose qui s’en rapproche. Le problème est de contrôler ces organismes, à ce jour, les scientifiques ont essayé d’ajouter génétiquement des circuits de commande synthétique, avec un succès limité … et maintenant les Suisses ont montré qu’il peut être effectué simplement en faisant clignoter quelques lumières.
Un jour, alors, la fabrication pourrait consister en une cuve remplie de bactéries, de levures et une sorte de liquide nutritif. En braquant une fréquence de lumière spécifique, les bactéries pourraient produire un médicament pharmaceutique, mais une autre fréquence pourrait produire du carburant. Plus impressionnant ou peut-être plus inquiétant encore, si vous êtes un pessimiste, le processus de contrôle par ordinateur, de la levure, est complètement automatisé. Les humains ont, bien sûr, programmé l’algorithme de contrôle, mais maintenant, quelque part, à Zurich, il y a un ordinateur qui communique avec le contenu d’une boîte de Pétri.
Il y a encore du chemin à parcourir, mais si nous pouvons en apprendre davantage sur la signalisation cellulaire, nous en savons très peu sur la façon dont un amas de cellules obtient réellement quoi que ce soit, alors les ordinateurs pourraient prendre contrôle d’une multitude de processus biologiques…
La recherche publiée sur nature biotechnology : In silico feedback for in vivo regulation of a gene expression circuit.
