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Définition et caractéristiques de la biologie synthétique

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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).

La biologie synthétique une science convergente

Informaticiens, mathématiciens, physiciens, chimistes, biologistes (relativement peu); la biologie synthétique rassemble des chercheurs de nombreux domaines. A quoi se rattache cette discipline? Est-ce encore de la biologie? Ses développements ont lieu aux frontières entre les technologies et les domaines classiques de connaissances.

Biologie Synthétique et Informatique

Le domaine attire un très grand intérêt dela part de chercheurs en informatique. Certaines des figures importantes de la biologie synthétique ont un grand passé en informatique comme par exemple Tom Knight et Randy Rettberg fondateurs du concours iGEM. Il ne s'agit pas seulement du développement d'outils avancés à la disposition des biologistes pour traiter les données génomique à grande échelle ou analyser la logique et la dynamique de systèmes biologiques. L'informatique en permanance une source d'inspiration - aux côtés de l'électronique et de la mécanique- pour les approches de standardisation et de modularisation de la biologie. Le vivant apparaît comme le nouveau champ d'application de la programmation qui permet d'explorer et de mettre en oeuvre de nouvelles approches de calcul alternatives à celles des ordinateurs électroniques.

Exemples:

Solving a Hamiltonian Path Problem with a bacterial computer: Lien vers une recherche récente (2009) de calcul "biologique Engineering bacteria to solve the Burnt Pancake Problem: publication d'une preuve de concept de calcul bactérien issue de iGEM

Un article sur le sujet ici


Références

Just What Is Synthetic Biology?

par Jack Lucentin

Niveau vulgarisation

The term "synthetic biology" appears in the title of a 1913 Nature article but then disappears until the 1980s, at which point its use seems interchangeable with recombinant DNA technology. Today, the term is used to describe the wholesale engineering of genetic circuits, entire genomes, and even organisms and has appeared in nearly 50 papers since 2000. nevertheless, the definition remains elusive. Here's what some of the field's practitioners said when asked, "What is synthetic biology?"

Synthetic biology: new engineering rules for an emerging discipline.

Par Andrianantoandro E, Basu S, Karig DK, Weiss R.; Department of Electrical Engineering, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA.

Mol Syst Biol. 2006;2:2006.0028.

Niveau essai de recherche

Synthetic biologists engineer complex artificial biological systems to investigate natural biological phenomena and for a variety of applications. We outline the basic features of synthetic biology as a new engineering discipline, covering examples from the latest literature and reflecting on the features that make it unique among all other existing engineering fields. We discuss methods for designing and constructing engineered cells with novel functions in a framework of an abstract hierarchy of biological devices, modules, cells, and multicellular systems. The classical engineering strategies of standardization, decoupling, and abstraction will have to be extended to take into account the inherent characteristics of biological devices and modules. To achieve predictability and reliability, strategies for engineering biology must include the notion of cellular context in the functional definition of devices and modules, use rational redesign and directed evolution for system optimization, and focus on accomplishing tasks using cell populations rather than individual cells. The discussion brings to light issues at the heart of designing complex living systems and provides a trajectory for future development.

Lien vers l'article complet

Rapport de la Commission européenne: Synthetic Biology, Applying Engineering to Biology

Rapport d'un groupe d'étude NEST (New and Energing Science and Technology)du 6e programme cadre de recherche européen, rédigé sous la direction de Luis Serrano (EMBL).

Un document en date de 2005, bien écrit pour présenter en 44 pages l'ensemble du domaine de la biologie synthétique et émettre des propositions pour son développement en Europe. La prmière partie définit le cadre de la biologie synthétique et la vision de son futur. La seconde partie présente d'avantage les différentes approches, des applications ainsi que les technologies et ressourcres nécessaires à ces activités. Les conséquences sociétales et de sécurité sont seulement brièvement introduites (2 pages).

Un document de promotion et d'introduction sans technique bien conçu.

Niveau: accessible à tous

Télécharger le rapport: Attach:NEST_synthetic_biology.pdf

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Page last modified on September 16, 2009, at 11:38 AM