La révolution biotechnologique / The biotech revolution

After the first industrial revolution, driven by coal and steam, the second which was based upon electricity and oil and the third driven by the digital technologies, biotechnologies might be at the centre of the new revolution which is expected to happen during the XXIst century. Since the discovery in 1953 of the DNA molecule by James Watson and Francis Crick, molecular biology was able to achieve remarkable progress. Sequencing methods, enabling the identification of all the  genes of a DNA molecule, have been developed. In 2000, the full decoding of the human genome, was announced at the same time by an international consortium  and by the Celera company, created by Craig Venter. These discoveries lead to a deep transformation of all the technologies connected to the living world, with applications in the health sector, but also agriculture, chemistry or new materials production. They can also be applied  in other sectors, such as energy, where they could pave the way to new technologies for energy conversion or storage. Gene therapy is often perceived as the next medical revolution, which might provide means for curing genetic diseases and delaying the aging process. However, other implications of these technologies are more worrying. The discovery of the genetic code allowed to produce genetically modified organisms (GMOs), to give them new features by modifying the sequence of genes. Many microorganisms (bacteria, yeasts, fungi) are now modified and cultivated, to produce drugs, chemicals or fuels. Genetic manipulations include plants and animals. The Monsanto Company has a virtual monopoly in the field of GMO seeds. Monsanto sells genetically modified seeds able to withstand a non-selective Roundup herbicide that it is also the only one to manufacture,  thus locking in a lucrative market. The majority of soybeans in the world (about 77%) is transgenic. This is also the case of a significant fraction of corn and cotton. There are different varieties of  transgenic maize, including Bt corn, which incorporates a gene that causes the secretion of a toxic substance to the corn borer, a common parasite. While for some experts GMOs will bring the way to feed the world and launch a second "green revolution", for others they represent a serious danger to the environment, biodiversity and humanity. Genetic manipulations can be applied also to animals and potentially to men. Thus, chickens have been genetically modified to become resistant to bird flu. The application of genetic engineering to human beings would represent, of course, the most dangerous step, bringing serious ethical problems. It opens the way to some potentially promising applications in gene therapy, but also attempts to change human genetic heritage for purposes of eugenics, which corresponds to a transhumanist perspective. Genetic engineering progresses rapidly. In 2012, a new tool for genome editing, called CRISP-Cas9, which is simple to use and universal, has been developed. It allows to manipulate the human genome much more easily than before. Genetic engineering is capable now, by assembling fragments of DNA,to  synthesize the genome of a living organism. In 2002, the biologist Eckard Wimmer and his team were able to synthesize the poliomyelitis virus. Like a 'living' virus, such a synthesis virus can reproduce and proliferate in a culture of cells. Thus, it can be produced at a low cost, less than a few hundred dollars for the hepatitis B virus and only a few dollars for the Ebola virus. In 2004, the Spanish flu virus, which had completely disappeared, was rebuild by decoding DNA from human tissue kept at low temperatures since 1918. For this reason, the mere publication of the genetic code of such a virus now poses an ethical problem. The low cost of dangerous virus production of course represents a formidable threat. In addition, genetically modified viruses, could be installed property news, likely to increase their lethal power. A handling error, which seems difficult to exclude entirely, would then cause a deadly pandemic. Viruses from genetic engineering could be used in bioterrorism or during armed conflict operations. In this area, an extreme caution is required, but without the emergence of a new awareness, it does not seem already acquired

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Après la première révolution thermo-industrielle du XVIIIe siècle fondée sur le charbon et la machine à vapeur, la seconde fondée sur l'électricité et le pétrole et après la révolution numérique de l'information et des télécommunications, les biotechnologies pourraient se situer au cœur d'une nouvelle révolution au XXIe siècle. Depuis la découverte en 1953 de la molécule en double hélice de l’ADN par le biologiste James Watson et le physicien Francis Crick, la biologie moléculaire a réalisé des progrès spectaculaires. Des méthodes de séquençage, capables d’identifier l’ensemble des gènes portés par une molécule d’ADN, ont été mises au point. En l’an 2000, était annoncé le décryptage complet du génome humain, réalisé simultanément par un consortium international et par la compagnie Celera, créée par Craig Venter. Ces découvertes bouleversent toutes les techniques liées au vivant, le secteur de la santé tout d'abord, mais aussi le secteur agricole ainsi que la chimie ou la production de matériaux. Elles concernent également  d'autres secteurs, tels que celui de l'énergie, en ouvrant la voie à de nouvelles technologies de conversion ou de stockage de l'énergie. Dans le domaine de la santé, la thérapie génique est souvent perçue comme la prochaine révolution médicale, qui permettra de lutter contre les maladies génétiques et de retarder le vieillissement.  Toutefois, certaines applications de ces technologies sont plus préoccupantes, notamment celles qui permettent de produire des organismes génétiquement modifiés (OGM), en introduisant des gènes spécifiques dans leur patrimoine génétique, pour leur conférer de nouvelles fonctionnalités. De nombreux micro-organismes (bactéries, levures, champignons) sont dès à présent modifiés et cultivés, pour produire des médicaments, des produits chimiques ou des carburants. Les manipulations génétiques concernent également les plantes et les animaux. Des plantes génétiquement modifiées sont déjà cultivées à grande échelle dans le monde. La société Monsanto dispose d’un quasi-monopole dans le domaine des semences OGM. Monsanto commercialise notamment des semences modifiées, capables de résister à un herbicide non sélectif qu’elle est également la seule à fabriquer, le Roundup, en verrouillant ainsi un marché lucratif. La majorité du soja produit actuellement dans le monde (environ 77%) est transgénique. C’est également le cas du coton et d’une fraction significative du maïs. Il existe différentes variétés de maïs transgénique, dont le maïs Bt, doté d’un gène qui provoque la sécrétion d’une substance toxique pour la pyrale du maïs, un parasite répandu. Alors que selon certains, les OGM vont apporter le moyen de nourrir le monde entier et de lancer une seconde « révolution verte », pour d’autres ils représentent un grave danger pour l’environnement, la biodiversité et l’humanité. Les manipulations génétiques concernent aussi les animaux et potentiellement les hommes. Ainsi, des poulets ont été génétiquement modifiés pour devenir résistants à la grippe aviaire. L’application des manipulations génétiques aux êtres humains est, bien entendu, celle qui pose les problèmes éthiques les plus préoccupants. Elle ouvre la voie à certaines applications potentiellement prometteuses en thérapie génique, mais également à des tentatives de modification du patrimoine génétique humain à des fins d’eugénisme, dans une perspective transhumaniste. Les technologies de manipulation génétique progressent rapidement. En 2012, un nouvel outil d’édition de génome précis, simple et universel a été mis au point, CRISP-Cas9. Il permet notamment de manipuler le génome humain beaucoup plus facilement qu’auparavant. Le génie génétique est capable à présent, en assemblant des fragments d’ADN, de synthétiser le génome d’un organisme vivant. En 2002, le biologiste Eckard Wimmer et son équipe ont pu ainsi synthétiser le virus de la poliomyélite. à l’instar d’un virus « vivant », un tel virus de synthèse peut se reproduire et proliférer dans une culture de cellules, ce qui permet de le produire pour un coût dérisoire, ne dépassant pas quelques cents d’Euros pour le virus de l’hépatite B et quelques Euros pour le virus Ebola. On a même pu reconstituer en 2004 le virus de la grippe espagnole, qui avait totalement disparu, à partir de ses caractéristiques génétiques retrouvées sur des tissus humains conservés à basse température depuis 1918. Pour cette raison, la simple publication du code génétique d’un tel virus pose à présent un problème éthique. La production à faible coût de virus aussi dangereux représente bien sûr une menace redoutable. En outre, des virus génétiquement modifiés, pourraient être dotés de propriétés nouvelles, susceptibles d’accroître leur pouvoir létal. Une erreur de manipulation, qu’il semble difficile d’exclure totalement, provoquerait alors une pandémie mortelle. Des virus issus du génie génétique pourraient également être utilisés dans des opérations de bioterrorisme ou durant des conflits armés.  Dans ce domaine, comme dans d'autres, il faudrait que l'espèce humaine soit capable d'user avec prudence de la nouvelle puissance à sa disposition, mais sans l'émergence d'une nouvelle prise de conscience, cela ne paraît pas acquis

Les nouvelles menaces planétaires / The new global threats

Although an ubiquitous doomsaying is rather unproductive, the new global threats facing humanity are to be faced with lucidity and determination, as they can lead to a complete extinction of human beings. The three major threats are starvation, pandemics and nuclear wars. The first threat is linked to the increasing pressure of human activities upon the environment. Global warming could result into a further spread of desertification, causing major conflicts and migrations. A second major threat is linked to the manipulation of infectious microorganisms. Using genetic engineering, it is possible nowadays to produce polio or ebola virus strains at a very low cost. Genetic modifications of existing virus strains increases futhermore these risks. The third, most immediate risk is linked to the destruction potential of the existing nuclear and thermonuclear warheads. With the end of the cold war, this risk seemed to have been lowered considerably. Unfortunately the rise of geopolitical tensions has brought back this risk at a level which is probably higher than during the Cold war, as the perception of danger seems to be lower, whereas so-called "tactical" nuclear warheads are widespread and ready to be used within a very short time.

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Même si la démarche consistant à faire preuve de catastrophisme paraît stérile, les menaces pesant sur l’humanité doivent être affrontées avec détermination et lucidité. Les trois menaces principales qui guettent l’humanité sont la famine, les pandémies et la guerre. La première d’entre elles résulte de la pression croissante exercée par les activités humaines sur l’environnement. L’équilibre des écosystèmes est altéré ou rompu, au point de mettre en péril la biodiversité ainsi que la fourniture des ressources alimentaires. Simultanément, l’accroissement continu des émissions de gaz à effet de serre provoque un réchauffement climatique, qui se traduit par une élévation du niveau des mers, la multiplication d’épisodes de tempêtes et d’ouragans, une extension des zones arides dans différentes régions du monde ainsi que des difficultés croissantes d’approvisionnement en eau. L’accord conclu à l’issue de la COP 21 à Paris, bien que présenté comme un grand succès, ne semble pas avoir fondamentalement modifié cette situation. Il faudrait sans doute, pour parvenir à sauver le climat, une mobilisation très vigoureuse des opinions publiques, qui risque d’intervenir trop tard pour agir efficacement. La catastrophe écologique qui s’ensuivrait aurait sans doute pour effet d’entraîner des conflits violents dont on perçoit sans doute les premiers effets ainsi que des mouvements massifs de population

La menace biologique / The biological threat

 

Molecular biology goes back to the discovery in 1953 by Watson and Crick of the double helix DNA molecule. Since that time, numerous achievements have been accomplished.  Molecular biology offers tremendous opportunities through genetic engineering. Applications  include plants, animals and potentially human beings. These developments are highly controversial, especially in Europe, but commercial applications are already widespread and presently 77% of soybean produced in the world is genetically modified. Applications include also genetically modified micro-organisms (algae, bacteria, mushrooms) for producing pharmaceuticals and fine chemicals.  More disturbing is the capacity of producing "synthetic" viruses. In 2002, the biologist Eckard Wimmer and his team were able to synthetize the poliomyelitis virus. According to Eckard Wimmer, it is now possible to synthetize dreadful virus such as the polyovirus or the hepatisis virus for a few cents and the Ebola virus for a few dollars.   It is even possible to reproduce a virus, which has completely disappeared, just by knowong the genetic sequence. Thus, publishing the formula of such a sequence is a way to ensure the survival of the virus. It has been possible to reproduce the virus of Spanish influenza eight decades after it apparently disappeared, by deciphering the genome sequence of the virus from specimens of tissues which were held at low temperature.  The danger of such manipulations is quite obvious as the dreadful viruses might be released by accident or intentionnally as weapons. It is even possible to imagine the potential synthesis of genetically modified viruses with new properties, which would make impossible their prevention.

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La biologie a franchi une étape décisive avec l’élucidation des mécanismes moléculaires de synthèse des protéines. La découverte de la molécule en double hélice de l’ADN par  Watson et Crick est déjà ancienne, puisqu’elle remonte à 1953. On a pu alors montrer que les molécules d’ADN portent toute l’information génétique, sous forme d’une séquence de gènes. Chaque gène est une unité d’information génétique représentée par une certaine configuration de bases chimiques. Depuis la découverte de la structure de la molécule d’ADN, la biologie moléculaire a réalisé des progrès spectaculaires, avec notamment la mise au point de méthodes de séquençage permettant d’identifier l’ensemble des gènes. En l’an 2000, était annoncé le décryptage complet du génome humain, réalisé simultanément par un consortium international et par la compagnie Celera, créée par le biologiste et homme d’affaires Craig Venter.