Des scientifiques de six pays asiatiques ont lancé un effort ambitieux sur 10 ans pour construire des cellules synthétiques à partir de molécules non vivantes, marquant la première initiative coordonnée de la région pour créer une vie artificielle unicellulaire.
La feuille de route, publiée le 26 mai dans la revue Nature Biotechnology, a été élaborée dans le cadre de l’initiative SynCell Asia avec plus de 100 scientifiques de Chine, du Japon, de Corée du Sud, de Singapour, de Thaïlande et de Malaisie.
Construire un organisme unicellulaire à partir de zéro en utilisant des phospholipides, des protéines, de l’ADN et d’autres macromolécules biologiques est l’un des objectifs scientifiques les plus ambitieux des sciences de la vie. Y parvenir permettrait non seulement d’approfondir notre compréhension de « ce qu’est la vie », mais également de permettre la création de cellules fonctionnelles programmables et personnalisables pour la biofabrication et la biomédecine, entraînant ainsi un changement systémique dans les sciences fondamentales et la biotechnologie.
Au cours des dernières décennies, des efforts mondiaux ont pris forme en Europe et aux États-Unis. Cependant, même si les modules fonctionnels individuels ont considérablement progressé, l’intégration systémique de ces modules dans une cellule synthétique entièrement fonctionnelle dans l’espace et dans le temps reste un défi mondial non résolu.
En 2023, des scientifiques de six pays asiatiques ont officiellement créé la SynCell Asia Initiative. Cela a marqué une voix puissante et distinctive pour l’Asie dans le paysage mondial des cellules synthétiques. Grâce aux ateliers SynCell Asia répétés, les membres se sont engagés dans des discussions approfondies, ont aligné leurs visions et ont progressivement développé un cadre scientifique et un programme d’action ancrés dans les perspectives asiatiques et les atouts régionaux. La feuille de route est le point culminant de ces efforts.
La feuille de route identifie quatre défis principaux dans la construction d’une cellule synthétique : la continuité métabolique, l’autonomie des ribosomes, les règles de conception modulaires et la coordination spatio-temporelle. Pour relever ces défis, la feuille de route préconise un modèle « usine centrale plus postes de travail distribués » : les châssis de cellules synthétiques et les réactifs standardisés sont préparés de manière centralisée et distribués aux laboratoires participants, formant un cycle de conception-construction-test-apprentissage (DBTL) en boucle fermée. L’omique monosyncellaire utilisant des plates-formes automatisées pour collecter des données sur le génome, le transcriptome, le protéome, le métabolome et l’imagerie quantitative à une résolution unicellulaire fournira des données de grande dimension pour les modèles d’apprentissage automatique. Les chercheurs ont également proposé de combiner des modèles mécanistiques « boîte blanche » avec des modèles basés sur les données « boîte noire » pour mieux prédire et contrôler le comportement des cellules synthétiques.
Une vésicule phospholipidique stable avec un génome minimal (≥200 gènes), ≥90 % de protéines exprimées par un système de transcription-traduction acellulaire et une synthèse endogène de métabolites clés. Un « jumeau numérique » de la cellule synthétique sera également développé pour explorer comment les signaux mécaniques et biochimiques coordonnent la division.
Obtenez une régénération endogène des ribosomes codés par le génome, remplaçant le système d’expression externe acellulaire et permettant une véritable auto-réplication. L’AutoCell doit effectuer ≥ 10 cycles de croissance-division continus et coordonnés, évoluer sous les pressions de sélection environnementale et former des communautés cellulaires synthétiques avec des comportements émergents tels que l’échange de matériaux et la division du travail.
La feuille de route de SynCell Asia exploite de profondes complémentarités technologiques entre les pays asiatiques, créant un nouveau modèle de collaboration transfrontalière, d’infrastructure partagée et de normes ouvertes. Le paradigme transformera la recherche sur les cellules synthétiques d’une exploration fragmentée et modulaire en une construction systématique, standardisée et collaborative.
