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La Dream Team de l’ADN

2017-09-14      Texte de Zhang Xue


Au mois de mars, le journal universitaire international Science a publié les découvertes de scientifiques chinois dans un dossier spécial. Des chercheurs de l'Université de Tianjin, de l'Université Tsinghua et de BGI-Shenzhen ont réalisé pour la première fois quatre chromosomes eucaryotes actifs synthétiques par correspondance exacte du génome synthétique avec une séquence conçue. Leur travail a marqué un nouveau jalon après la construction de chromosomes procaryotes, et pourrait annoncer le débutd’une nouvelle ère dans laquelle les humains peuvent « concevoir, reconstruire et remodeler la vie ». 

Le projet de génome synthétique de la levure (Sc2.0) a été lancé par le généticien américain Jef D. Boeke. Des instituts de recherche dans des pays comme les États-Unis, la Chine, la Grande-Bretagne, la France, l'Australie et Singapour ont participé et coopéré entre eux dans le cadre du projet qui visait à refaire et à construire les seize ensembles de chromosomes de la levure. Sur les six chromosomes synthétisés dans le cadre du projet, quatre ont déjà été complétés par l'équipe chinoise. 

Le Dr DaiJunbiao, chercheur spécial invité de l'École des sciences de la vie de l'Université Tsinghua, a dirigéles travaux de son équipe pour compléter la conception et la synthèse du chromosome eucaryote le plus long des quatre (le chromosome synthétique 12, ou synXII). 

  

La contribution chinoise à la recherche génétique internationale  

Un jour caniculaire de juillet, le Dr Daia accordé une interview àChina Pictorial dans son laboratoire à l'Université Tsinghua. S’il n’est pas en voyageprofessionnel, on peut le trouver tous les jours dans son laboratoire, peu importe la météo. 

Aujourd’hui âgé de 43 ans, il est né dans la province du Jiangsu. Après l’obtentionde sa licence de l'Université de Nanjing et son master de l'Université Tsinghua, il a fait son doctorat au département de génétique, de développement et de biologie cellulaire de l'Université d'État de l'Iowa. Il a ensuite étudié à l'École de médecine de l'Université Johns Hopkins en stage postdoctoral. Au cours de son séjour, il a reçu le prix Albert Lehninger,du nomd’un biochimiste américain renommé en biogénétique. 

L'engagement de DaiJunbiaoavec le projet Sc2.0 a également commencé aux États-Unis. Jef D. Boeke, son mentor de l'Université Johns Hopkins, a lancé le projet Sc2.0. « Lorsque j'ai rejoint le groupe de recherche de mon mentor en 2006, les discussions sur le projet Sc2.0 commençaient à peine », se souvient Dai. « Cinq ans plus tard, j'ai participé au travail de synthèse sur le premier chromosome de la levure dans son laboratoire. » 

Quelques mois plus tard, à la fin de sa mission de recherche à l'Université Johns Hopkins, il a reçu une invitation de l’UniversitéTsinghua et est rentré en Chine pour établir son propre laboratoire dans le cadre du Programme de recrutement des experts mondiaux, également connu sous le nom de Plan des mille talents, dont l’objectif estd’attirer les meilleurs talents internationaux en Chine. 

« La levure compte en toutseizepaires de chromosomes », explique Dai. « Il a fallu près de cinq ans aux scientifiques américains pour en construire deux, et personne ne sait combien de temps il faudra pour synthétiser les quatorze autres. »Il espère que son retour en Chine contribuera à promouvoir la coopération internationale sur le projet Sc2.0. « À l'époque, la Chine avait déjà la capacité de mener des recherchespour contribuer au projet Sc2.0. Le coût de la synthèse des gènes en Chine est plus élevé, mais nous avons de plus jeunes professionnels dans la recherche scientifique. » Même si la plupart d'entre eux n'étaient pas optimistes au sujet du projet, Dai restait confiant. 

Jef D. Boekes’est rendu en Chine en 2012. Il a rencontré les équipes de recherche scientifique de l'Université de Tianjin, de l'Université Tsinghua et de BGI-Shenzhen à Beijing. Au cours de la réunion qui a eu lieu dans son hôtel, le projet a été officiellement lancé en Chine, et chaque équipe a reçu un mini-projet spécifique. Dai a choisi de s'attaquer au plus long chromosome eucaryote, synXII. 

  

Une équipe jeune  

Des dizaines de photos des membres de l'équipe de Dai sont accrochées dans les couloirs du laboratoire. L'âge moyen de l'équipe, qui comprend des étudiants en masteret doctorat, est de 27 ans. Beaucoup sont nés dans les années 1990. On trouve des certificats divers et récompenses telles que Champion de basketball des sciences de la vie, Prix d’équipe du festival des sports, Troisième prix de badminton en équipe,qui illustre les exploits athlétiques des jeunes chercheurs. Le basket-ball est le passe-temps préféré de Dai. 

Depuis le lancement du projet Sc2.0, Dai et son équipe se consacrent au travail de recherche. Il se réjouit de l'environnement actuel de la recherche scientifique en Chine et de ses progrès au fil des ans, et voit ses avantages à la mise en commun de ressources pour résoudre des problèmes majeurs. « Au cours des dernières années, la Chine a alloué énormément de fonds à la recherche en sciences fondamentales. Une grande partie des équipements dans les laboratoires américains sont utilisésdepuis des décennies, alors que de nombreux laboratoires chinois disposent du matériel le plus récent disponible. » 

Lorsqu’il est rentré en Chine en 2011, ce n'était pas un choix populaire parmi les étudiants chinois formés aux États-Unis. Cependant, ilvoit maintenant que de plus en plus de jeunes scientifiques et chercheurs sont heureux de retourner en Chine. En biologie synthétique, la Chine compte aujourd’hui de nombreux talents. « Avoir de bons professionnels est le plus important, mais la coopération d’équipe compte aussi beaucoup », explique-t-il. « Dans le domaine de la biologie synthétique, la Chine possède un grand vivier de talents. De nombreux jeunes étudiants ont de bonnes idées et beaucoup d'énergie. Je pense que les jeunes professionnels qui ont bénéficié du Plan des mille talents ont un avenir prometteur. Dans les cinq à dix prochaines années, ils deviendront les forces motrices de leurs domaines respectifs. » 

  

D’apprenant à dirigeant 

Daiestime que les succès de la Chine en recherche génétique vont approfondir la compréhension de la vie, promouvoir des études connexes et, surtout, être appliqués dans la pratique. Auparavant, des levures génétiquement modifiées avaient déjà été utilisées pour produire des vaccins, des médicaments et certains composés. Ces nouveaux résultats signifient que lorsque l'utilisation de substances chimiques personnalisées pour produire de la levure deviendra possible, leur utilisation se développera. La promotion et l'application de la levure synthétisée augmenteront considérablement l'efficacité et la qualité de la production industrielle et pharmaceutique. 

Son équipe mène toujours des recherches de suivi sur les applications pratiques de la levure. Leur dernier article devrait être publié prochainement par un journal académique international de renom. « Certaines souches bactériennes adaptées à la production industrielle peuvent être récupérées à partir de la levure que nous avons conçue », révèle-t-il. « Prenons l'alcool éthylique produit par la fermentation du maïs comme exemple. En raison de divers problèmes, l'alcool distillé à partir du maïs atteint seulement une concentration de 12%. À l'avenir, nous pourrions essayer d'utiliser des souches bactériennes synthétisées pour augmenter le degré d'alcool, ce qui pourrait créer d'énormes avantages économiques. » 

« Sur le projet de séquençage du génome humain annoncé en 2000, la Chine a seulement assumé 1% du travail », explique le Dr Yang Huanming, ancien directeur de l'Institut de génomique de Beijing (BIG) relevant de l'Académie chinoise des sciences, qui a dirigé la participation chinoise au Projet international du génome humain. « Cette fois, nous avons construit 25% des chromosomes de la levure, ce qui marque une percée pour la Chine dans le domaine de la biologie synthétique et un témoignage du statut international de notre pays. Ces réalisations montrent les progrès impressionnants de la Chine en sciences de la vie. Dans la conception et la synthèse de la levure de bière, la Chine est passée d'un apprenant à un partenaire sur la scène internationale. Elle pourrait diriger des recherches dans le futur proche. » 

Les efforts conjoints des scientifiques chinois ont donné au pays une reconnaissance internationale en biologie synthétique. Dai espère faire encore plus de percées dans la recherche scientifique fondamentale et créer une entreprise pour industrialiser ses progrès en biologie synthétique. 

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