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November 23, 2007, at 12:42 PM by admin -
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La conférence Synthetic Biology 3.0 qui s'est tenu en juin 2007 a été l'occasion d'un panorama complet des recherches actuelles dans le domaiine. Toutes les présentation sonsaccessibles en ligne. On trouvera ici une synthèse.

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La conférence Synthetic Biology 3.0 qui s'est tenu en juin 2007 a été l'occasion d'un panorama complet des recherches actuelles dans le domaiine. Toutes les présentation sont accessibles en ligne. On trouvera ici une synthèse.

November 23, 2007, at 12:42 PM by admin -
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Plutôt que d'envisager l'evolution des systèmes comme une contrainte, plusieurs groupes de recherche visent à l'apprivoiser pour la construction de systèmes.

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Plutôt que d'envisager l'evolution des systèmes comme une contrainte, plusieurs groupes de recherche visent à l'apprivoiser pour la construction de systèmes.


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La conférence Synthetic Biology 3.0 qui s'est tenu en juin 2007 a été l'occasion d'un panorama complet des recherches actuelles dans le domaiine. Toutes les présentation sonsaccessibles en ligne. On trouvera ici une synthèse.

October 15, 2007, at 10:43 PM by SB -
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La conférence Synthetic Biology 3.0 qui s'est tendu à Zürich en juin 2007 donne un excellent aperçu de la variété des orientations de la recherche actuelle dans ce domaine. On trouvera une synthèse ici.

October 10, 2007, at 12:42 AM by admin -
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August 31, 2007, at 12:06 PM by SB -
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Simultanément à ces motivations fondamentales la construction d'un organisme artificel avec un génome minimal représente d'importants enjeux biotechnologiques.

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Simultanément à ces motivations fondamentales la construction d'un organisme artificel avec un génome minimal représente d'importants enjeux biotechnologiques. La "Bactérie Minimale" sera la plateforme idéale pour héberger des chaines de productions génétiques avec le moins d'interférence possible.

August 31, 2007, at 11:17 AM by SB -
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Comment la biologie synthétique se distingue des disciplines scientifiques et technologies existantes, et quelles sont ses caractéristiques uniques?

Ingénierie biologique "traditionnelle" et biologie synthétique

Les biotechnologies existent depuis longtemps. Dans un sens traditionnel elles englobent notamment les différents processus de fermentation et d'utilisation de levures, appliqués dans l'agro-alimentaire. Depuis les années 70 les technologies de l'ADN recombinant (transgénèse) ont donné naissance au génie génétique permettant la modification, le remplacement et l'insertion de nouveaux gènes dans des organismes vivants. Les organismes génétiquement modifiés de la sorte produisent des protéines ou de simples produits chimiques, les plantes génétiquement modifiés peuvent produire des pesticides, ou des résistances à des pesticides chimiques. En quoi la biologie synthétique serait différente des biotechnologies jusqu'à présent? A la différence des modifications ponctuelles poursuivies par le génie génétique, la biologie synthétique vise le désign et la construction de systèmes possédant des comportements dynamiques complexes, la capacité de répondre à des signaux ou la possibilité d'exécuter des séries d'étapes programmées (par exemple pour réaliser des synthèses chimiques complexes).

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Bien qu'encore en émergence la biologie synthétique présente une variété d'approches différentes correspondant au principaux courants scientifiques pour l'étude de systèmes complexes. On y retrouve en particulier la démarche réductioniste traditionnelle, du "bas vers le haut", de caractérisation des composants élémentaires et progressant par assemblages hiérarchiques. Mais aussi la démarche systémique en vogue depuis les années 70 abordant le comportement des systèmes du "haut vers le bas", par simplifications successives pour en caractériser les propriétés déterminantes.

Dans le contexte de la biologie synthétique on peut parler des approches de construction et déconstruction du vivant. Cette tentative de classification n'est nullement exhaustive et n'est pas à prendre strictement. De nombreuses variantes, tendances particulières et mélanges d'approches existent suivant suivant les groupes de recherche. En particulier une autre orientation importante est le développement de systèmes incluant ou fondés sur des molécules biochimiques artificielles n'existant pas dans la nature.

Construction du vivant ("bottom-up")

Cette approche a pour but la construction de systèmes artificiels en reprenant les composants biochimiques et les principes fondamentaux de la biologie moléculaires. Il s'agit d'apprendre à assembler et mettre en oeuvre efficacement des dispositifs systhétiques exploitant les mécanismes de régulation génétique et de synthèse biochimiques naturels.

Des recherches très différentes suivent l'approche constructive.

Montée d'échelle de l'ingénierie métabolique traditionnelle

Les méthodologies bien établies des biotechnologies comme l'insertion dans une bactérie de voies métaboliques (chaînes de réaction biochimiques) non natives (exo-gènes) de l'espèce hôte, sont mises en oeuvre pour réaliser in vivo des chaines de plus en plus complexes de réactions chimiques pour la synthèse d'espèces chimiques rares, difficiles à produire. Ce passage à l'échelle de grands circuits de réactions est au prix d'une très grande maîtrise scientifique et technique avec laborieuses applications pièce par pièce des techniques biochimiques et moléculaires traditionnelles, coût de plus en plus croissant avec la complexité des systèmes. Les réalisations obtenues de cette façon sont aussi uniques et non réutilisables. La synthèse d'un nouveau composant demendant de reprendre toute la procédure. Or l'ambition de la biologie synthétique est justement de dépasser le stade de la brillante réalisation d'une oeuvre artisanale unique. Plusieurs efforts sont donc en cours afin de standardiser les méthodes de l'ingénierie métabolique afin de rendre plus faciles de nouvelles applications. C'est l'approche suivie en particulier par J. Keasling, recompensé en 2006 pour la réalisation de bactéries synthétisant une espèce chimique rare servant à la production d'un médicament contre la malaria et qui ambitionne au développement d'une plateforme d'ingénierie métabolique.

Développement d'un "Lego" biomoléculaire: les biobricks

Une très forte tendance constructive s'inspire très fortement des concepts de disciplines d'ingénierie telle la mécanique, l'informatique et l'électronique. Machines et circuits électroniques sont des assemblages modulaires de pièces de base et d'éléments préconçus aux fonctions bien définies, obéissant à des standards d'assemblage et disponibles en magasin. Leur conception, puis leur réalisation bénéficient de la standardisation industrielle des composants disponibles en magasin et de propriétés connues dans des tables. Les Biobricks sont le paradigme de cette vision. Inventées par un groupe d'ingénieurs du MIT, il s'agit d'une collection, en cours de constitution, de séquences de molécules d'ADN codant pour tout type d'élément génétique et construites avec des normes et propriétés strictes de façon à permettre la réalisation facile d'assemblages de circuits suivant une procédure standardisée. De façon imagée les composants biobricks sont sensés pouvoir s'assembler les uns avec les autres à la manière de briques lego qui peuvent s'enchasser ensemble.

Un circuit éléctronique sophistiqué est l'assemblage d'un petit répertoire de composants élémentaires, résistances, capacités, transistors; en électronique un certain nombre de schéma de cablage type pour des fonctions de base (opérations arithmétiques, amplification, bascule,...) sont connus et réutilisés systématiquement de nombreuses fois dans différents contextes dans un dispositif électronique, des dispositif reprenant les composants de base et des schémas types sont souvent déjà pré-fabriqués et disponibles pour des applications dans des circuits de plus haut niveau (amplificateurs opérationnels, processeurs); des dispositifs fonctionnels sont aussi disponibles avec des signaux d'entrée et de sortie spécifiques (capteurs d'environnement, actuateurs,...).

Biochimies artificielles

(Compléter)

Déconstruction du vivant ("top-down")

La démarche top-down a des visés moins immédiatement applicables dans des applications avec des fonctions bien définies. Son enjeu parait dans un premier temps de nature absolument fondamentale. La question est passionnante. Il s'agit rien de moins que de de comprendre quels sont les éléments minimaux d'un organisme vivant. Et pas seulement de le comprendre, mais de dispose réellement de cet organisme minimal. Déconstruction du vivant, car la démarche pour obtenir celui-ci est de réduire la complexité de génomes naturels en réorganisant et enlevant par approximations les gènes non nécessaires.

La recherche d'un génome minimal, poursuivie tout particulièrement par le projet de Craig Venter, est en fait le paradigme le plus poussé de la démarche classique en génétique consistant à modifier le génome en supprimant, surexprimant ou modifiant tel ou tel gène d'un organisme afin d'en examiner les conséquences. Mais les modifications sont d'une toute autre ampleur: c'est le plus possible de gènes qu'on essaie d'enlever pour ne laisser que l'essentiel pour la subsistance de l'organisme. L'approche génome minimal se focalise sur la question des propriétés centrales d'un système vivant et de l'évolution biologique.

Simultanément à ces motivations fondamentales la construction d'un organisme artificel avec un génome minimal représente d'importants enjeux biotechnologiques.

(Compléter)

Evolution et biologie synthétique

Les concepts d'ingénierie comme la modularité, la standardisation et le design théorique qui sont actuellement importés en biologie, trouvent néanmoins un contexte d'application très différent de leurs domaines d'origine. L'évolution génétique et la sélection naturelle omniprésentes imposent des contraintes sévères sur les systèmes réalisables, mais sont aussi une source formidable de création. Plutôt que d'envisager l'evolution des systèmes comme une contrainte, plusieurs groupes de recherche visent à l'apprivoiser pour la construction de systèmes.

August 02, 2007, at 11:21 PM by SB -
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   1. Ingénierie biologique "traditionnelle" et biologie synthétique
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Ingénierie biologique "traditionnelle" et biologie synthétique

August 02, 2007, at 11:20 PM by SB -
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(:title Approches de Biologie Synthétique:)

August 02, 2007, at 09:31 AM by SB -
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August 02, 2007, at 09:18 AM by SB -
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Approches de biologie synthétique

August 02, 2007, at 09:18 AM by SB -
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Approches de biologie synthétique

Comment la biologie synthétique se distingue des disciplines scientifiques et technologies existantes, et quelles sont ses caractéristiques uniques?

   1. Ingénierie biologique "traditionnelle" et biologie synthétique

Les biotechnologies existent depuis longtemps. Dans un sens traditionnel elles englobent notamment les différents processus de fermentation et d'utilisation de levures, appliqués dans l'agro-alimentaire. Depuis les années 70 les technologies de l'ADN recombinant (transgénèse) ont donné naissance au génie génétique permettant la modification, le remplacement et l'insertion de nouveaux gènes dans des organismes vivants. Les organismes génétiquement modifiés de la sorte produisent des protéines ou de simples produits chimiques, les plantes génétiquement modifiés peuvent produire des pesticides, ou des résistances à des pesticides chimiques. En quoi la biologie synthétique serait différente des biotechnologies jusqu'à présent? A la différence des modifications ponctuelles poursuivies par le génie génétique, la biologie synthétique vise le désign et la construction de systèmes possédant des comportements dynamiques complexes, la capacité de répondre à des signaux ou la possibilité d'exécuter des séries d'étapes programmées (par exemple pour réaliser des synthèses chimiques complexes).


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