L’acide désoxyribonucléique, ou ADN, détient l’information génétique transmise des parents aux descendants. Mais les chercheurs se posent une question plus vaste : au-delà de l’hérédité, que peut-on faire de plus avec l’ADN ? Les résultats sont époustouflants. Des plastiques à base de spermatozoïdes aux boulettes de viande de mammouth laineux, voici dix projets qui prouvent que l’ADN est un matériau incroyablement malléable.
Sommaire
10 Un film à l’intérieur des bactéries
En 2016, des chercheurs ont stocké 100 octets de données à l’intérieur des cellules d’E. coli. Un an plus tard, ils ont décidé de pousser les limites de cette expérience, et ce, avec raison. Les cellules peuvent aller là où aucun humain ne peut aller, et si elles pouvaient enregistrer et rejouer des informations comme de petites caméras GoPro, les médecins pourraient un jour observer des changements biologiques directement dans le corps.
En 2017, l’équipe a réussi à encoder cinq images du film classique de Eadweard Muybridge, Horse in Motion, dans l’ADN d’un spécimen d’E. coli. Chaque pixel ombragé de l’animation a été traduit en code ADN, qui a ensuite été intégré dans le génome des bactéries à l’aide de la technologie d’édition génétique CRISPR. Étonnamment, les organismes ont transmis le “film” à leur descendance, dont les scientifiques ont ensuite récupéré environ 90 % des images intactes.
9 La plus petite antenne du monde
Lorsque les scientifiques ont dévoilé la plus petite antenne jamais réalisée en 2022, elle n’était pas faite de métal, mais d’ADN. Le dispositif mesurait seulement cinq nanomètres de long (un milliardième de mètre). Plutôt que de transmettre des ondes radio, l’antenne suivait les mouvements des protéines à l’intérieur des cellules vivantes.
Les protéines changent constamment de forme en accomplissant leur fonction, mais ces changements se déroulent trop rapidement pour être facilement observés. L’antenne à base d’ADN utilise des signaux lumineux fluorescents pour enregistrer ces modifications en temps réel. En analysant la couleur de la lumière émise par l’antenne, les scientifiques peuvent suivre le fonctionnement de protéines spécifiques, une innovation qui pourrait mener à des médicaments plus efficaces et à des dispositifs médicaux à l’échelle nanométrique.
8 Le plus petit plateau de jeu de Tic-Tac-Toe
Le travail en laboratoire n’a pas à être ennuyeux. En 2018, des scientifiques du Caltech ont joué à un jeu de Tic-Tac-Toe microscopique. Ce n’était pas une simulation logicielle, mais un plateau construit avec de l’ADN.
La technique utilisée, appelée origami ADN, a été inventée des années plus tôt pour plier des brins d’ADN en formes spécifiques à l’échelle nanométrique. Les chercheurs de Caltech l’avaient déjà utilisée pour créer la plus petite version du monde de la Mona Lisa. Mais le plateau de Tic-Tac-Toe avait une astuce : il était dynamique. Les joueurs pouvaient déplacer leurs X et O en réarrangeant de minuscules carreaux d’ADN, permettant au motif du plateau de changer. Le jeu a pris six jours pour se terminer, le joueur X remportant finalement la victoire.
7 Plier l’ADN en un chef-d’œuvre
Une décennie après l’émergence de l’origami ADN, les scientifiques ont poussé l’idée plus loin. Au Caltech, ils ont recréé La Nuit étoilée de Vincent van Gogh à l’échelle nanométrique en pliant un brin d’ADN en formes précises, stabilisées par des brins plus courts agissant comme des agrafes.
L’expérience était plus qu’un art. Les chercheurs ont utilisé des molécules fluorescentes dans des sources lumineuses microscopiques appelées cavités cristallines photoniques (PCC), permettant à la petite Nuit étoilée d’émettre des lumières de différentes teintes. Ce petit chef-d’œuvre a démontré comment l’origami ADN pouvait servir de cadre physique pour de futures nanotechnologies, peut-être même des ordinateurs moléculaires qui traitent des données à l’aide de la lumière.
6 Filtres à air à fibres de plantes et de lapins
Les toxines dans l’air se trouvent dans presque tous les foyers, non seulement à cause des produits chimiques de nettoyage, mais aussi des polluants comme le chloroforme et le formaldéhyde. Les plantes d’intérieur ordinaires peuvent absorber certaines contaminants, mais seulement si vous avez plusieurs grandes plantes par 100 pieds carrés (9,3 m²). En 2018, l’Université de Washington a révélé une solution bio-ingénierie qui pourrait effectuer ce travail de manière beaucoup plus efficace.
Ils ont modifié une plante d’intérieur commune, le lierre pothos (Epipremnum aureum), avec un gène de lapin appelé CYP2E1. Cette enzyme décompose à la fois le chloroforme et le benzène, deux des toxines domestiques les plus courantes. Lors d’essais en laboratoire, des conteneurs scellés remplis de ces gaz ont montré des réductions dramatiques après trois jours et étaient presque exempts de toxines après huit jours. Le soi-disant “lierre bunny” n’est pas un remplacement pour les filtres à air mécaniques, mais constitue un pas prometteur vers une purification intérieure de l’air plus verte.
5 Nouveaux virus créés par IA
Imaginez demander à un modèle d’IA de concevoir un virus biologique, puis de voir ce code prendre vie. En 2025, des chercheurs de l’Université de Stanford ont formé un système d’IA appelé Evo 2 sur des données génétiques de bactériophages, des virus qui attaquent uniquement les bactéries. Ils ont demandé au programme d’écrire des génomes viraux entièrement nouveaux.
L’IA a parfois “halluciné”, mais des filtres ont éliminé les séquences incompréhensibles. Les scientifiques ont ensuite synthétisé des fragments d’ADN stables et les ont insérés dans des cellules d’E. coli. Lorsque les séquences étaient assemblées correctement, elles produisaient des bactériophages fonctionnels qui tuaient rapidement leurs hôtes bactériens.
Bien que ce soit encore expérimental, cette approche guidée par l’IA pourrait révolutionner la médecine. Des thérapies à base de phages conçues pourraient un jour lutter contre les infections résistantes aux antibiotiques, une crise qui pourrait causer jusqu’à 10 millions de décès par an d’ici 2050.
4 Nouveaux antibiotiques issus d’humains éteints
La lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques ne repose pas uniquement sur une IA futuriste. En 2023, des chercheurs ont tourné leur attention vers le passé, à la recherche de nouveaux composés antimicrobiens cachés dans les génomes de nos ancêtres humains disparus.
À l’aide de l’intelligence artificielle, les scientifiques ont examiné l’ADN des Néandertaliens et des Denisoviens, en quête de séquences peptidiques ayant des propriétés antibiotiques potentielles. Six molécules prometteuses ont émergé : quatre des humains modernes et une de chacune des deux espèces éteintes. Les versions synthétisées en laboratoire ont été testées sur des souris infectées. Certains peptides ont stoppé la croissance bactérienne sans la tuer, tandis que d’autres ont éliminé les pathogènes cutanés lorsqu’ils étaient administrés à fortes doses.
C’est un travail préliminaire, mais ces découvertes suggèrent que des gènes perdus des ancêtres de l’humanité pourraient aider la médecine moderne à combattre la prochaine génération de super-bactéries.
3 Plastique à partir de spermatozoïdes de poisson
Les plastiques biodégradables ne sont pas nouveaux ; l’amidon de maïs, les algues et la pulpe de bois ont tous été utilisés pour remplacer les matériaux à base de pétrole. Mais en 2021, des scientifiques chinois ont dévoilé un bioplastique avec une empreinte carbone bien plus réduite et une source très étrange : le spermatozoïde de saumon.
Ils ont fusionné des brins d’ADN de saumon avec un composé dérivé d’huile végétale, créant un hydrogel de consistance gélatineuse. Une fois lyophilisé, cet hydrogel pouvait être moulé en formes légères et rigides. Contrairement aux plastiques conventionnels, il se dissout facilement dans l’eau ou avec des enzymes dégradant l’ADN, revenant à sa forme gélatineuse.
La simplicité et le faible coût énergétique du matériau en font une alternative durable pour les emballages à court terme, même si cela ne remplace probablement pas votre bouteille d’eau de sitôt.
2 Une souris faite à partir de gènes de pré-mammifères
Les gènes Sox et POU sont essentiels à la formation des cellules souches chez les mammifères. Mais des versions anciennes de ces gènes ont évolué dans des organismes unicellulaires bien avant l’existence des animaux. En 2024, des chercheurs ont décidé de tester à quel point les modèles de vie anciens étaient vraiment anciens.
Ils ont remplacé le gène moderne Sox2 dans les cellules souches de souris par une version primitive trouvée chez les choanoflagellés, de minuscules créatures considérées comme les plus proches parents vivants des animaux unicellulaires. Étonnamment, le gène ancien fonctionnait toujours. Lorsque les cellules souches modifiées ont été insérées dans un embryon de souris en développement, elles ont contribué à former des tissus dans l’animal résultant, produisant une souris chimérique avec des taches distinctes de fourrure sombre et des yeux.
L’expérience a montré que l’outillage génétique pour créer une vie complexe existait près d’un milliard d’années avant l’apparition des animaux multicellulaires.
1 Une boulette de viande de mammouth laineux
Les mammouths laineux ont disparu après la dernière ère glaciaire, mais leur ADN perdure. En 2023, il a été utilisé pour créer quelque chose de totalement inattendu : une énorme boulette de viande.
Une entreprise australienne spécialisée dans la viande cultivée en laboratoire a dévoilé la création au musée des sciences Nemo aux Pays-Bas. Pour la réaliser, les scientifiques ont synthétisé l’ADN de myoglobine de mammouth — la protéine responsable du goût et de la couleur de la viande — et ont complété les séquences manquantes avec des gènes d’éléphants africains, les plus proches parents vivants du mammouth. L’ADN a ensuite été inséré dans des cellules de mouton, qui ont multiplié des milliards de cellules formant la base de la boulette, d’environ la taille d’un ballon de volley.
La massive portion a été cuite lentement et brûlée avec un chalumeau pour la présentation, remplissant la pièce d’un arôme surprenamment appétissant. Cependant, personne ne l’a mangée. Après 5 000 ans sans protéine de mammouth dans le régime humain, même ses créateurs n’étaient pas prêts à risquer la première bouchée.
