Les micro-organismes, tels que les bactéries et les champignons, jouent un rôle essentiel dans la vie quotidienne. Par exemple, dans notre intestin, ils aident à digérer les aliments et à absorber les nutriments. Mais lorsque ces communautés microbiennes, appelées microbiomes, sont déséquilibrées, elles peuvent causer des problèmes de santé. C’est là que la biologie synthétique entre en jeu, une discipline en plein essor qui vise à créer de nouveaux systèmes biologiques capables de remplir des fonctions spécifiques.
Au départ, la biologie synthétique s’intéressait surtout à la modification génétique d’organismes individuels. Mais aujourd’hui, les chercheurs se concentrent sur la conception de communautés microbiennes artificielles capables de remplir des tâches complexes, comme la lutte contre les maladies ou l’amélioration de la productivité agricole. Ces communautés peuvent être utilisées pour des projets aussi variés que la capture du dioxyde de carbone (CO2) pour lutter contre le réchauffement climatique ou le traitement des eaux usées en utilisant l’énergie solaire.
Inspirés par des symbioses naturelles, comme les lichens – une alliance entre champignons et algues –, des chercheurs du projet MibiNet explorent comment ces réseaux naturels peuvent servir de modèle pour des applications innovantes. Leur objectif est de concevoir des communautés microbiennes capables de capter le CO2 ou de purifier l’eau de manière durable.
Dans une étude récente publiée dans *Synthetic Biology*, des scientifiques de l’Allemagne et des États-Unis ont mis en lumière le rôle de la biologie computationnelle dans cette révolution. Grâce à des outils numériques, il est possible de prévoir et de concevoir des communautés microbiennes artificielles sur mesure, adaptées à des tâches spécifiques. Selon la professeure Ilka Axmann, co-auteure de l’étude, l’important n’est plus l’organisme lui-même, mais la fonction qu’il remplit au sein de la communauté. « Peu importe quels organismes la composent, ce qui compte, c’est leur capacité à accomplir des tâches précises », explique-t-elle.
Le Dr Daniel C. Ducat, de la Michigan State University, ajoute que même si la composition des communautés microbiennes peut changer, leurs fonctions restent stables et efficaces. De son côté, la chercheuse Anna Matuszyńska souligne que les modèles mathématiques permettent de simplifier la conception de ces systèmes biologiques, rendant le processus plus fiable et efficace.
Grâce à ces avancées, la biologie synthétique et les communautés microbiennes artificielles ouvrent la voie à des solutions innovantes pour relever des défis mondiaux, qu’il s’agisse de protéger l’environnement ou d’améliorer notre santé.
Nouhad Ourebzani
