L'évolution de la réplication de l'ADN artificiel

[Platecarpus]

Tout le monde ici se souvient probablement des arguments de Julien sur la "complexité irréductible" de la réplication de l'ADN, qu'il affirmait avoir démontré en faisant la liste de toutes les enzymes intervenant lors de sa réplication (par quel raisonnement passait-il de cette liste, parfaitement banale, à l'idée arbitraire qu'aucun système de réplication plus simple ne pouvait exister, que celui-ci fonctionne avec un autre équipement enzymatique ou un autre acide nucléique ? mystère), ainsi que de sa magnifique "réfutation" de la remarque de Bruno sur la technique du PCR (une méthode de réplication de l'ADN in vitro qui utilise précisément une version réduite de l'équipement enzymatique des cellules vivantes et démontre donc que celui-ci est tout sauf irréductible) : le fait que le PCR ne fonctionne qu'à des températures élevées l'empêcherait de constituer un modèle crédible de ce qui se passe au sein d'une cellule où les conditions de la réplication sont très précisément réglées, objection particulièrement amusante quand on connaît l'étendue de la gamme de températures au sein de laquelle les bactéries sont capables de répliquer leur ADN (en fait, certaines sont même capables de le faire dans des abysses où l'eau est à plus de 100°C et ne demeure liquide qu'à cause de la pression).

Des chercheurs américains ont récemment mis au point une technique de réplication d'un ADN artificiel qui utilise six bases (l'ADN naturel n'en comporte que quatre). Les deux bases supplémentaires sont complémentaires l'une de l'autre et ont pu être ajoutées à la molécule d'ADN "standard", mais l'ADN artificiel obtenu ne peut pas être répliqué à l'aide des enzymes que les biologistes moléculaires utilisent habituellement pour effectuer des PCR.

Comment obtenir une enzyme susceptible de répliquer cet ADN à six bases ? Par "dessein intelligent" ? Non, par évolution darwinienne. Deux équipes viennent de parvenir indépendamment à mettre au point des enzymes capables d'effectuer cette réplication et toutes deux ont utilisé la même technique : elles sont parties d'enzymes préexistantes et ont laissé fonctionner le mécanisme darwinien de mutations aléatoires + sélection naturelle pour obtenir de nouvelles molécules possédant de nouvelles propriétés. L'une de ces équipes est partie de l'ADN-polymérase, une enzyme qui intervient dans la réplication de l'ADN naturel. Après en avoir produit des millions de mutants aléatoires et les avoir soumis au crible de la sélection, les chercheurs sont parvenus à obtenir une enzyme qui réplique l'ADN artificiel aussi efficacement que l'ADN naturel (mais celle-ci comporte des imperfections). L'autre équipe a fait exactement la même chose en partant d'une enzyme totalement différente, la transcriptase inverse du virus du SIDA qui fabrique ordinairement de l'ADN à partir d'ARN. Après de nombreuses séries de mutations aléatoires et de sélection, ils ont obtenu une enzyme capable de répliquer l'ADN artificiel (et qui, elle, ne semble pas avoir de défauts). De façon intéressante, l'enzyme a changé de fonction lors de cette expérience - un autre phénomène qui a été observé à plusieurs reprises mais que les créationnistes continuent de considérer comme impossible.

Il est donc parfaitement clair que la complexité irréductible ne peut être défendue que sur la base d'une connaissance très limitée de la biologie moléculaire (la jeunesse de cette science aide évidemment les créationnistes sur ce point) et, surtout, à l'aide de raisonnements défiant tout esprit logique. Conclure de la complexité du mécanisme de réplication de l'ADN actuel que celui-ci est irréductible et n'a pas pu évoluer, sans démontrer qu'aucun mécanisme plus simple n'est possible et en oubliant que de tels mécanismes plus simples ont déjà été obtenus, est clairement malhonnête. Ces résultats récents montrent de plus que l'évolution darwinienne explique l'évolution biochimique aussi bien que l'évolution anatomique et que les fameux changements de fonction d'une protéine auxquels les créationnistes ne croient pas sont parfaitement possibles.

[Doudoroff]

Bonjour,

La découverte faite par ces chercheurs américains concernant la réplication d'un ADN artificiel utilisant 6 bases est vraiment intéressante.

Cependant, votre message peut induire en erreur le lecteur non-averti ou non spécialiste en la matière. Vous mentionnez que les polymérases ont été obtenues par évolution darwinienne et sélection naturelle... vous semblez utiliser cet argument pour montrer que les mécanismes "naturels" peuvent amener des enzymes à modifier leur fonction... pourtant, vous n'êtes sûrement pas sans ignorer que les méthodes utilisées par ces chercheurs ne consistent certainement pas à laisser une culture de bactéries croître "naturellement" pour récupérer les polymérases qui auront mutées... c'est probablement une méthode qui s'apparente au PCR mutagène aléatoire qui consiste entre autre à utiliser une polymérase à haut taux d'erreurs et/ou des conditions mutagènes pour le PCR (par exemple un dNTP limitant). Je comprends ce que vous voulez montrer (on surnomme cette méthode "évolution accélérée"), mais l'obtention de l'enzyme avec une fonction modifiée ou nouvelle dans ce cas ne se fait pas dans des conditions "normales" et qualifier cela comme étant de l'évolution Darwinienne ou "naturelle" dans un discours dans lequel vous critiquez la façon d'argumenter des créationnistes n'est peut-être pas un bon exemple à leur donner...

[Platecarpus]

Oui, cette évolution est souvent appelée "évolution dirigée" pour la bonne et simple raison que ce que la sélection naturelle optimise n'est pas ce que les chercheurs veulent optimiser. Mais je ne vois pas ce que ça change de fondamental : ce qui est en question, c'est l'aptitude de variations aléatoires passées au crible d'un critère sélectif à générer des innovations importantes. Ici, les chercheurs (comme dans tout acte de sélection artificielle, qui a toujours été un argument en faveur de la sélection naturelle : rien de très nouveau, en somme, par rapport à ce que les agriculteurs et les éleveurs font depuis des millénaires, à part le fait qu'on travaille à l'échelle moléculaire) ont simplement orienté la pression sélective dans le sens qui les intéressait. Ce qui est important, c'est que ce soit le mécanisme de variation aléatoire+sélection qui ait travaillé, pas l'origine de la sélection (que ce soit l'homme ou l'environnement, peu importe, du moment qu'il ne s'agit que de faire le tri et non d'exécuter un "dessein" plus élaboré).