Construction de cellules synthétiques : Du fondamental au pratique

Abstract

La construction de cellules synthétiques est une discipline qui se développe rapidement. Dans cette revue, nous discutons de l’état des lieux de l’approche constructive dite par le bas, en particulier de la fabrication de cellules minimales. Trois démarches expérimentales sont utilisées pour assembler des cellules à partir de machines moléculaires. La construction de protocellules explore des questions reliées à l’origine de la vie cellulaire à partir de molécules prébiotiques. La construction de cellules dites minimales à partir de molécules naturelles consiste à intégrer l’information ADN et un métabolisme simple dans des vésicules avec l’objectif ambitieux d’obtenir un compartiment capable de se reproduire sur la base d’un génome minimal. L’approche cellule artificielle vise à assembler des compartiments de tailles cellulaires capables de réaliser des fonctions biologiques tout en intégrant des molécules synthétiques. Ces trois démarches, multidisciplinaires et complémentaires, génèrent de nouvelles idées pour les biotechnologies et la médecine.

The construction of synthetic cells is a rapidly growing discipline. In this review, we discuss the last advances of the bottom-up constructive approach, in particular the construction of minimal cells. Three different paths are used to assemble cells from molecular components. The construction of protocells explores questions related to the origin of life using prebiotic molecules. The construction of minimal cells from natural molecules consists of integrating the DNA information and a simple metabolism into vesicles with the rather ambitious objective of obtaining a compartment capable of self-reproduction based on a minimal genome. The artificial cell approach consists of assembling cell-sized compartments capable of biological functions by integrating natural and synthetic molecules to construct hybrid systems with new properties. Those three avenues, all multidisciplinary and complementary, give rise to new ideas for biotechnologies and medicine.