Le Bi-Fi pourrait révolutionner la bio-ingénierie

L’Internet a révolutionné les communications mondiales et maintenant les chercheurs de l’Université de Stanford cherchent à donner une impulsion semblable à la bio-ingénierie grâce à une nouvelle technologie appelée Bi-Fi. La technologie utilise un virus inoffensif appelé M13 pour augmenter la complexité et la quantité d’informations qui peut être envoyées de cellules à cellules. Les chercheurs disent que le Bi-Fi pourrait aider les bio-ingénieurs à créer des communautés complexes et pluricellulaires qui travaillent ensemble pour mener à bien d’importantes fonctions biologiques.

Les cellules utilisent des substances chimiques pour communiquer avec les signaux chimiques qui sont à la fois les message et les messagers. Cependant, cette méthode de communication est extrêmement limitée en termes de complexité et de bande passante.

Si votre connexion réseau est basée sur le sucre alors vos messages sont limités à ‘plus de sucre’, ‘moins de sucre’ ou ‘sans sucre’, explique Drew Endy, professeur adjoint en bio-ingénierie. En séparant le messager et le message, Endy et Monica Ortiz, étudiant au doctorat en bio-ingénierie, ont été en mesure d’augmenter considérablement la quantité de données qui peuvent être transmises.

Ils ont choisi le virus M13 pour agir comme messager parce que quand il infecte une bactérie, il ne tue pas son hôte mais s’en accapare en envoyant des brins d’ADN qui se reproduisent à l’intérieur de son hôte. Les ingénieurs sont en mesure de contrôler ces brins d’ADN. Donc des messages d’ADN personnalisés peuvent être introduits dans les protéines produites par le M13 et envoyés pour infecter d’autres cellules. Une fois qu’ils arrivent dans un nouvel hôte, ils libèrent le message ADN introduit.

Les chercheurs ont basé leur système M13 sur une connexion Internet sans fil qui permet aux cellules d’envoyer et de recevoir des messages sans se soucier du contenu des messages.

Effectivement, nous avons séparé le message du canal. Nous pouvons maintenant envoyer n’importe quel message ADN que nous voulons à des cellules spécifiques au sein d’une communauté microbienne complexe; a déclaré Ortiz.

En utilisant l’ADN pour stocker le message, cela signifie qu’il peut contenir toute sorte d’instruction génétique. Le M13 est connu pour avoir des brins d’ADN pouvant contenir jusqu’à 40.000 paires de bases, ce qui est bien au-delà de la majorité des messages génétiques en bio-ingénierie qui vont de plusieurs centaines à plusieurs milliers de paires de bases.

Ortiz a également utilisé le M13 pour diffuser des messages génétiques entre des cellules séparées de sept centimètres dans une substance gélatine qui, d’après elle, est considérée comme une très longue distance dans le domaine cellulaire.

Les chercheurs pensent que leur internet biologique (Bi-Fi) pourrait conduire au développement d’usines de biosynthèse composées d’un grand nombre de microbes qui collaborent pour produire des carburants complexes, des produits pharmaceutiques et autres produits chimiques utiles. Encore plus intéressant, les chercheurs disent qu’avec des améliorations, la technologie pourrait un jour être utilisée dans des programmations complexes en 3D des systèmes cellulaires tels que la régénération des tissus d’organes.

Les résultats de recherche se trouve dans Journal of Biological Engineering.

Source: Stanford University