Biotechnologie
Loups Terribles clonés: Une percée biotechnologique redéfinit l’extinction
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Résurrection scientifique
Même avant l’aube de la civilisation, de nombreuses espèces se sont éteintes, généralement à cause d’un mélange de réchauffement climatique à la fin de la dernière période glaciaire, et de surchasse ou de concurrence avec les premières populations humaines.
Comme cela s’est produit « seulement » il y a 10 000 ans, cela signifie que ces espèces récemment éteintes ont laissé des corps, surtout dans les régions froides, avec un ADN encore récupérable. Ainsi, bien que l’idée de Jurassic Park de trouver l’ADN des dinosaures restera probablement de la science-fiction, certaines espèces éteintes pourraient potentiellement être ramenées à la vie.
Et c’est précisément ce qu’une entreprise de biotechnologie appelée Colossal Biosciences a affirmé avoir réalisé avec une espèce de loup éteinte : le loup terrifiant.
L’animal est éteint depuis 12 500 ans et est devenu un animal « mythique » populaire grâce à son rôle central dans l’histoire fantastique de G.R.R. Martin et la série HBO Game of Thrones.
Bien sûr, Colossal a compris le potentiel PR de cette démarche et a photographié les chiots de loup terrifiant « résurrectés » avec le célèbre auteur, ainsi que nommé l’un des loups d’après un personnage des livres.
« Nous avons créé trois chiots de loup terrifiant. Il y a Romulus et Remus, qui ont cinq mois et pèsent environ 80 livres. Ils sont magnifiques.
Puis il y a Khaleesi, un peu plus de six semaines. C’est un bébé, notre première femelle. »
Mais ces animaux sont-ils réellement des loups terrifiants ? Et que signifie cela pour l’avenir de la conservation de la faune, ainsi que pour les autres plans ambitieux de Colossal visant à ressusciter ensuite le mammouth laineux ?
Loups terribles
Peut-être la chose la plus surprenante à propos des loups terrifiants est qu’ils ne sont techniquement même pas des loups. Bien qu’ils fassent partie de la famille Canidae et de la sous‑tribu Canina dans la classification évolutive, ils constituent leur propre genre: Aenocyon (signifiant « chien terrible »), tandis que les loups « normaux » appartiennent au genre Canis.
Source: Thallaso Atrox
Le loup terrifiant était à peu près de la même taille que les plus grands loups gris modernes, et parfois plus grand, avec quelques caractéristiques morphologiques uniques: pieds plus petits, tête plus grande, probablement des adaptations à la chasse de la mégafaune arctique de l’époque.
Cette tête plus grande et ces dents plus imposantes conféraient au loup terrifiant une puissance de morsure 20 % supérieure à celle même des loups et chiens les plus forts aujourd’hui.
Source: The Armory
Bien que la cause de leur extinction fasse encore l’objet de débats, le consensus scientifique est qu’elle provient d’un mélange d’impacts du changement climatique et de la concurrence avec d’autres espèces, y compris la surchasse par les chasseurs humains nouvellement arrivés en Amérique du Nord.
Processus de dés‑extinction de Colossal
Objectifs de dés‑extinction
Ramener le loup terrifiant, ou une créature semblable au loup terrifiant (plus de détails sur ce débat ci‑dessous) n’est pas le premier exploit d’ingénierie génétique de Colossal.
Un mois auparavant, l’entreprise a publié une nouvelle concernant la « souris laineuse » nouvellement créée. Ces souris de test ont reçu sept gènes différents codant la laine du mammouth laineux grâce à une technique d’ingénierie génomique multiplexée complexe et très avancée.
Source: IFL Science
Ces manipulations génétiques ne concernent pas seulement l’aspect esthétique superficiel du pelage, mais aussi la résistance au froid et les changements du métabolisme lipidique de l’animal qui seront nécessaires pour transformer un éléphant vivant dans les tropiques en un mammouth « dé‑extinct » vivant dans l’Arctique.
Source: IFL Science
Colossal a également été impliqué dans un effort visant à prévenir l’extinction des loups rouges, dont seuls 16 vivent encore à l’état sauvage, tous dans une zone rurale de cinq comtés du nord‑est de la Caroline du Nord. Cependant, le fait que ces animaux soient davantage des hybrides coyote‑loup rouge que de « vrais » loups rouges en fait une prise de position controversée parmi les conservationnistes.
Comment ça fonctionne
L’idée de base de la dés‑extinction consiste à analyser l’ADN de l’espèce éteinte et à le comparer à des espèces encore vivantes qui sont étroitement apparentées.
« Colossal a dés‑extincté le loup terrifiant. Nous avons pris une dent vieille de 13 000 ans, un crâne vieux de 74 000 ans, et nous avons créé des chiots, puis nous avons également utilisé une partie de cette même technologie pour aider à sauver les loups rouges, ce qui est vraiment excitant. »Colossal Biosciences CEO Ben Lamm
L’entreprise définit le processus de dés‑extinction comme la convergence de trois idées à la fois:
- Ramener les gènes clés qui ont conféré à l’espèce éteinte ses caractéristiques uniques.
- Aider l’espèce ramenée à s’adapter et à survivre aux conditions environnementales actuelles grâce à d’autres modifications génétiques.
- Ingénierer une résistance aux maladies et à d’autres menaces afin de rendre l’espèce viable dans la nature.
Source: Colossal
Cela nécessite plus que de simples manipulations génétiques, même si c’est le cœur du projet, le CRISPR‑Cas9 étant l’outil le plus important pour Colossal.
L’entreprise doit également déployer correctement l’IA & l’apprentissage automatique pour gérer des données biologiques très complexes, une capacité qu’elle espère monétiser dans d’autres domaines à l’avenir.
En outre, une bonne maîtrise de l’embryologie (la science du développement embryonnaire) est indispensable pour implanter avec succès les œufs modifiés dans la mère « porteuse » qui portera jusqu’à terme la nouvelle espèce, qu’il s’agisse d’un loup ou d’un éléphant.
Est‑ce que cela renverse l’extinction ?
Des biologistes et des conservationnistes du monde entier débattent de l’utilité réelle de ce que fait Colossal et même de la question de savoir si cela ramène réellement des espèces mortes.
Le cœur du problème réside dans la définition d’une espèce. Au début des sciences biologiques, tout animal ressemblant à une espèce donnée (phénotype) aurait été considéré comme appartenant à cette espèce. Cependant, une compréhension moderne de la génétique montre clairement que la diversité génétique d’une autre espèce est bien plus vaste que l’apparence.
Ainsi, bien que 20 différences génétiques identifiées par Colossal puissent faire ressembler les nouveaux chiots à des loups terrifiants, du point de vue génétique, ce ne sont que des loups gris qui ressemblent à des loups terrifiants, et non des « vrais » loups terrifiants.
« L’ADN ancien, c’est comme si vous mettiez de l’ADN frais dans un four à 500 °C pendant la nuit. Il ressort fragmenté – comme des éclats et de la poussière. Vous pouvez le reconstituer, mais ce n’est pas suffisant pour faire autre chose avec.
Les animaux sont des « loups gris génétiquement modifiés ». Ainsi, ce que Colossal a produit est un loup gris, mais il possède certaines caractéristiques de loup terrifiant, comme un crâne plus grand et un pelage blanc.
Cependant, ces critiques négligent le fait qu’il s’agit d’une réalisation majeure et que, finalement, une diversité génétique encore plus grande pourrait être obtenue grâce à cette technologie.
Pourquoi tenter la dés‑extinction ?
Colossal cherche fortement à établir un parallèle avec la mission Apollo, affirmant que leurs efforts de dés‑extinction ne sont qu’une étape dans une révolution bien plus vaste et impactante de l’ingénierie génétique.
« À l’instar du programme Apollo, les efforts scientifiques de Colossal apportent des contributions continues à la communauté scientifique. Aujourd’hui, nous sommes également à portée d’une autre percée scientifique massive, qui créera un impact positif sur la santé à long terme de la Terre et de ses habitants, tant du passé que du présent, alors que nous envisageons de ré‑ensauvager le futur. »
Cependant, ces objectifs ambitieux ne répondent pas à la question de ce qu’il faut faire avec les espèces nouvellement ressuscitées (ou inventées selon la définition que l’on utilise). Faut‑il les relâcher dans la nature, sans connaître les bénéfices ou les risques que cela pourrait engendrer pour les écosystèmes affectés et les espèces locales ?
Pour l’instant, le fait que l’entreprise se concentre sur les grands animaux signifie que toute erreur pourrait probablement être corrigée en les chassant. Cependant, la même technologie appliquée aux insectes, aux animaux marins ou aux plantes pourrait causer des dommages écologiques irréversibles, similaires à l’introduction d’espèces invasives dans de nouveaux habitats.
« Une autre source de variété écosystémique provient de nos nouvelles technologies de dés‑extinction de gènes perdus, incluant le séquençage d’ADN ancien profond, les analyses de traits polyphylétiques, l’édition multiplexée de la lignée germinale et le clonage. Le loup terrifiant est un premier exemple, incluant le plus grand nombre d’éditions génomiques précises chez un vertébré sain à ce jour. Une capacité qui croît de façon exponentielle.
George Church, Ph.D. / Co‑fondateur de Colossal »
Applications futures
Espèces ressuscitées
Jusqu’à présent, Colossal semble se concentrer principalement sur la résurrection du mammouth laineux comme projet emblématique de l’entreprise.
« Colossal a analysé 59 génomes de mammouths laineux, colombiens et de steppe datant de 3 500 à plus de 1,2 million d’années, et a utilisé une analyse computationnelle pour comparer un ensemble de données de 121 génomes de mammouths et d’éléphants, incluant les génomes de référence de haute qualité pour les éléphants d’Asie et d’Afrique que l’entreprise avait précédemment créés. »
Cela pourrait également se transformer en un modèle commercial intéressant pour l’entreprise, lui permettant d’élever des mammouths à des fins touristiques ou même de production de viande, un monopole sur lequel elle pourrait probablement exiger des prix premium.
Source: Colossal
D’autres espèces sont également à l’ordre du jour, notamment les dodos et le loup de Tasmanie / tigre de Tasmanie / thylacine.
Cependant, il est probable que, dans une certaine mesure, les projets du loup terrifiant et du mammouth ne soient essentiellement que des expériences d’apprentissage et du PR pour Colossal.
L’impulsion scientifique de l’entreprise est dirigée par George Church, pionnier des méthodes de séquençage génomique, des bibliothèques d’ADN sur puce, de l’édition du génome et de l’ingénierie des cellules souches.
Amélioration des espèces existantes
La façon dont les éléphants peuvent être adaptés pour vivre dans des climats froids, le bétail et d’autres animaux d’élevage, ainsi que les cultures, pourrait être modifiée par l’ingénierie génétique afin d’augmenter les rendements ou d’améliorer la résilience.
Les quatre laboratoires principaux de Colossal travaillent déjà sur de tels thèmes, ciblant des « solutions d’élevage de précision » et des pratiques agricoles durables.
Source: Colossal
À long terme, ce concept pourrait être poussé encore plus loin afin d’ingénierer de facto de nouvelles espèces pour des usages humains spécifiques. Par exemple, des néo‑espèces pourraient produire des protéines de soie dans les plantes ou le pelage animal, des médicaments humains dans les fruits, etc.
Dépollution bio‑ingénierée
Colossal explore également le potentiel des plantes et d’autres organismes pour réduire la pollution. Cela inclut la dépollution environnementale, mais aussi les bactéries capables de dégrader le plastique, avec une société dérivée précédemment incubée dans les laboratoires de Colossal : Breaking.
En collaboration avec le Harvard / Wyss Institute, Breaking a conçu MICROBE X-32™ qui pourrait potentiellement accélérer la dégradation de tous les types de plastique existants.
Outils biotechnologiques
Pour réussir à créer le loup terrifiant et peut‑être le mammouth, Colossal a eu besoin de meilleurs outils de bioinformatique, notamment pour le traitement et l’interprétation de données biologiques à grande échelle.
Ils font également progresser la technologie du multiplexage de codes‑barres ADN, qui permet l’identification simultanée de multiples marqueurs génétiques.
Médecine et outils in‑silico
Colossal a appliqué son expertise en édition génétique CRISPR‑Cas9 pour créer de meilleurs modèles de maladies chez les animaux et les cultures cellulaires, utiles aux chercheurs et accélérant le développement de médicaments.
Cela inclut la thérapie génique utilisant un virus (AAV) comme vecteur, avec une société dérivée de Colossal pour commercialiser les progrès de cette technologie, FormBio. FormBio utilise AI and machine learning for cell and gene therapy candidate validation et rend la fabrication de médicaments AAV plus efficace et accessible.
La médecine régénérative pourrait également bénéficier des découvertes de l’entreprise en embryologie et en fécondation in vitro (FIV), ouvrant la voie à des applications en ingénierie tissulaire, recherche sur les cellules souches et transplantation d’organes.
Conclusion
Au‑delà du débat qui oppose la véritable résurrection d’une espèce éteinte à la sagesse de libérer de telles créatures dans la nature, la prouesse technologique de l’entreprise est impressionnante.
Entre les loups terrifiants et les souris laineuses, ils semblent capables de modifier de façon assez routinière le génome d’animaux à des emplacements à deux chiffres, changeant radicalement leur activité métabolique et leur structure corporelle.
Cette capacité aura probablement d’énormes applications dans d’autres domaines, l’élevage et l’agriculture étant les candidats les plus évidents.
Au‑delà de la modification animale, la technologie utilisée ici peut être déployée pour bio‑ingénier des nouvelles plantes, microbes et autres organismes afin de résoudre des problèmes spécifiques, comme, par exemple, la pollution plastique.
Dans le processus, Colossal a également développé une puissante pile technologique de vecteurs viraux, de solutions bioinformatiques, d’IA & d’apprentissage automatique, et de manipulation cellulaire qui pourrait être déployée dans de nombreux autres secteurs, de la thérapie génique aux modèles de maladies en passant par la transplantation d’organes.
