"À l’origine du vivant et des grandes diversifications, la régénération expérimentale des membres antérieurs chez les souris, et les xénobots : robots biologiques qui bouleversent les frontières entre le vivant et une machine" par Jacques Hallard

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Introduction
Les innovations dans les techniques et les méthodes mises en œuvre en biologie expérimentale vont bon train !

Un court rappel sur la question philosophique « Qu’est-ce que le vivant ? », d’une part, et un entretien intitulé « D’où venons-nous ?, d’autre part, ouvrent ce dossier…

Puis en médecine régénératrice, « des scientifiques découvrent les mécanismes grâce auxquels certains vertébrés peuvent faire repousser des membres… » (08 janvier 2026 | Par Inserm)

La suite traite des xénobots, ces robots biologiques qui bouleversent les frontières entre le vivant et une machine ….

Les articles sélectionnés pour ce dossier sont mentionnés avec leurs accès dans le sommaire ci-après

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Sommaire

Rappel –Philosophie - Biologie : qu’est-ce que le vivant ? - Vendredi 20 mai 2022 - France Culture - Document ‘radiofrance.fr/franceculture’
Entretien - D’où venons-nous ? Un voyage de 4 milliards d’années jusqu’à l’origine de nos cellules - Publié : 7 janvier 2026, 11:49 CET – Document ‘theconversation.com’
Médecine régénératrice : des scientifiques découvrent les mécanismes grâce auxquels certains vertébrés peuvent faire repousser des membres - 08 janvier2026
Que sont les xénobots, ces robots biologiques qui bouleversent les frontières entre vivant et machine ? - Publié : 7 janvier 2026, 11:49 CET – Document ‘theconversation.com’
Article de magazine - Xénobots - Le vivant sur mesure - Texte : Edwyn Guérineau, Illustrations : Olivia Blanc - Socialter 2026/2 n° 74 Pages 86 à 87
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Rappel –Philosophie - Biologie : qu’est-ce que le vivant ? - Vendredi 20 mai 2022 - France Culture- Document ‘radiofrance.fr/franceculture’
Comment définir le vivant ? Depuis l’Antiquité, la philosophie tente de répondre à cette question. Une sélection d’émissions pour découvrir les différentes doctrines qui se sont succédé depuis les théories d’Aristote et jusqu’aux débats les plus récents en matière de bioéthique.

Ouvrir crédits photo Philosophie : qu’est-ce que le vivant ? ©Radio France - Kelsey Suleau

Observer le vivant, en être le témoin, est une expérience des plus communes : il suffit de regarder la respiration d’une personne endormie, un animal bondir ou le bourgeon d’un arbre se déployer. Mais expliquer le mystère qu’est la vie, cet ’élan vital’ qui anime les êtres pour reprendre l’expression d’Henri Bergson dans L’Évolution créatrice, est tout de suite plus compliqué… et c’est pourquoi cette question occupe les philosophes depuis l’Antiquité ! Par définition, le vivant désigne l’ensemble des membres de toutes les espèces qui manifestent par leur organisation les caractéristiques de la vie : ils sont mortels, mais tendent à se reproduire et ainsi se perpétuent. En cela, le vivant se distingue de la simple matière, inerte ou artificielle, mais également de l’existence, qui est liée à la conscience du vécu.

Comment penser alors le vivant ? En raison du caractère sacré accordé à la vie par les religions, la philosophie s’est longtemps heurtée à la prégnance des religions et de leurs explications dogmatiques de la vie. Elle s’est cependant employée à le décrire selon une perspective finaliste (tout vivant a un but), mécaniste (l’organisation du vivant peut être pensée comme celle d’une machine) ou vitaliste (le vivant est régi par un ’principe vital’, distinct des forces physico-chimiques et de l’âme).

Au XIXe siècle, le vivant devient l’objet d’une science nouvelle : la biologie, dont le nom est inventé par Lamarck en 1802. De nouvelles théories viennent bouleverser la pensée du vivant, comme celle de l’évolution de Darwin, mais aussi des découvertes comme les lois de l’hérédité par Mendel à l’origine de la génétique. Le siècle suivant, et ses avancées scientifiques en matière de manipulations génétiques, apportera de nouvelles questions au sujet du vivant, d’ordre cette fois éthique et politique : dans quelle mesure peut-on agir sur le vivant ? Quelles incidences sur les êtres et les sociétés ?

Cette sélection d’émissions propose de retracer pas à pas la façon dont la philosophie a pensé le vivant.{{}}

Aristote

Au IVe siècle avant notre ère, les travaux d’anatomie comparée sur les animaux d’Aristote constituent le premier traité de biologie de l’histoire des sciences. Une biologie datée, certes, et aux conclusions souvent pittoresques, mais une entreprise fondatrice qui définit le vivant pour la première fois comme un ensemble de fonctions organisées en système, et porteur de sens. (Ils ont pensé la nature... 9 minOuverture dans un nouvel onglet)

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Les philosophes des Lumières et la question du vivant :

Descartes (1596-1650) ou la pensée mécaniste
La connaissance du vivant passionne Descartes et l’auteur du Discours de la méthode se consacrera à son observation jusqu’à sa mort en 1650. Pour ce témoin des premiers automates conçus au XVIIe siècle, vivre c’est fonctionner. Hommes et animaux procèdent de la même ’machinerie’ que la matière et les corps inanimés. Un pommier donne des pommes comme une horloge donne l’heure. Dans cette vision dite mécaniste, un être vivant est une machine que la matière a créée, et dont Dieu est l’ingénieur en chef. Catholique convaincu, Descartes impute en effet à la volonté divine la création initiale des êtres vivants et la différence entre les hommes et les animaux. Pour lui, les premiers sont constitués d’un corps composé de matière, et d’une âme qui leur confère la capacité de penser et de parler. C’est l’union de ces deux éléments qui fait la singularité de l’homme. Quant à l’animal, il n’est pour Descartes qu’un corps sans âme, c’est-à-dire une machine ’composée par la nature’. (Ils ont pensé la nature... 9 min)

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Lamarck (1744-1829) ou la théorie transformiste

Né en 1744, Jean-Baptiste de Lamarck a voué sa vie à éclairer la science du vivant. Passionné de botanique, de physique, de chimie, de météorologie et même d’hydrogéologie, il est un savant important et complexe, surtout connu pour sa théorie de l’évolution des espèces qu’il développe dans son ouvrage Philosophie zoologique en 1809. Il est l’un des premiers à avoir pensé la vie des espèces comme une vie qui passe de forme à forme, toute espèce est capable de se métamorphoser. À la différence de Darwin, Lamarck fait une lecture morale de la transformation des espèces et des êtres… Pour lui, toute forme de vie est la traduction physique d’un ethos. Partisan de la théorie transformiste, ses idées n’ont pas séduit ses contemporains, et il a fallu attendre Charles Darwin pour se souvenir de ses travaux.

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XVIIIe-XIXe siècles : la question de la finalité du vivant fait débat :
Xavier Bichat (1771-1802) ou le vitalisme

Avant l’invention du microscope, les savants sont incapables d’analyser le vivant sans le détruire : toute technique d’investigation est destructrice. Médecin anatomiste, Xavier Bichat (1771-1802) va concevoir l’être vivant comme un ensemble composé et placer le concept d’organisation au premier plan. En pratiquant la dissection de cadavres, il va décomposer les tissus d’abord par le scalpel, puis par la chaleur, les acides, les bases, etc. Guidé par sa pratique, il comprend intuitivement la nécessité de conserver les tissus constitutifs du vivant. Dans ses Recherches physiologiques sur la vie et la mort (1799), il rend compte de ses observations, et opposant son vitalisme au mécanisme de Descartes, déclare que ’la vie est l’ensemble des fonctions qui résistent à la mort ’. On doit également à Bichat d’avoir le premier - dans son Anatomie générale - opposé les ’sciences physiologiques’ qui traitent des phénomènes des êtres vivants, aux ’sciences physiques’ qui traitent des phénomènes des êtres inertes.

À lire aussi La vie est-elle ce qui résiste à la mort ? Le Pourquoi du comment : Philo France Culture 3 min

Charles Darwin (1809-1882) et la théorie de l’évolution

En 1831, Charles Darwin embarque à bord du Beagle comme naturaliste. Durant 57 mois, il arpente le globe et accumule une multitude d’observations. À son retour, il possède l’essentiel des éléments qui, une fois réinterprétés, reliés et mis en ordre, constitueront les points d’ancrage de sa théorie de l’évolution. En 1859 paraît la première édition de L’Origine des espèces dans laquelle le naturaliste expose sa fameuse théorie : le vivant est le fruit de la sélection naturelle. Cette émission explique la façon dont la théorie de l’évolution a révolutionné la pensée du vivant, en rompant avec l’idée d’une finalité ou de Dieu. (Les Chemins de la philosophie, 58 minOuverture dans un nouvel onglet)

À lire aussi Aux origines d’une théorie Les Chemins de la philosophie France Culture 58 min

Henri Bergson (1879-1941) et l’élan vital

Dans Matière et mémoire, son essai sur les rapports du corps et l’esprit paru en 1896, le philosophe français Henri Bergson, penseur du vivant et de la vie spirituelle, affirme que nos perceptions et notre apprentissage du monde sont entièrement guidés par le souci de rester en vie. Dans cette émission, le philosophe Frédéric Worms, spécialiste de Bergson, explique comment ce dernier a découvert que nous avons besoin de spatialiser pour vivre, que le monde est un ensemble de phénomènes, d’images au sein duquel notre corps, pour agir, doit opérer une découpe. (Les Chemins de la philosophie, 58 min)

À lire aussi À l’origine du vitalisme Les Chemins de la philosophie France Culture 58 min

Le XXe siècle :

Le XXe siècle, qui a débuté avec la découverte de l’existence des gènes, et s’est achevé avec le spectaculaire séquençage du génome de l’espèce humaine, a profondément bouleversé les réflexions philosophiques sur la définition du vivant. La biologie, notamment, a connu de tels progrès au cours de ce siècle que les biologistes ont pu entretenir un instant l’illusion d’être parvenus à percer le mystère de la vie.

Georges Canguilhem (1904 -1995)
Philosophe, historien des sciences et grand résistant, Georges Canguilhem publie en 1943 une thèse de médecine intitulée ’Essai sur quelques problèmes concernant le normal et le pathologique’. Dès les premières pages, il s’y affirme comme un philosophe de la vie, qu’il définit comme une ’lutte contre tout ce qui est de valeur négative’, ou encore comme ’ce qui résiste à la maladie’ en particulier avec le secours de la science. (Les Chemins de la philosophie, 59 min)

À lire aussi Georges Canguilhem (1904-1995) : écrits de jeunesse.Les Chemins de la philosophie France Culture 59 min

Nouvelle classification du vivant

Depuis la fin du XXe siècle, la classification du vivant s’est extraordinairement complexifiée. La classification simple, organisée en catégories faciles à se représenter - règne animal, règne végétal, et champignons - est devenue obsolète et il apparaît que, pour les biologistes, ces termes-là en taxonomie n’ont plus cours. Cette émission propose une introduction à une classification plus complexe, qui comporte 7 règnes, nouveau socle de ce qu’on appelle la cladistique contemporaine. (La Méthode scientifique, 58 min)

À lire aussi Vivant, la fin d’un règne ? La Méthode scientifique France Culture 58 min

Philosophie et bioéthique :

Au XXe siècle, les débats philosophiques sur la question du vivant sont devenus indissociables de débats autour des enjeux d’éthique. En bouleversant l’image que l’homme se fait du vivant, les avancées scientifiques en matière de génétique ont fait naître de nouvelles inquiétudes. Les biologistes ne sont-ils pas en train de devenir des apprentis sorciers dès lors qu’ils commencent à manipuler les gènes, ces composants héréditaires parmi les plus intimes du vivant ?

François Jacob (1920-2013) et les découvertes de la génétique

En 1965, François Jacob reçoit le prix Nobel de médecine pour ses travaux sur les gènes de régulation. Au cours de cet entretien, le biologiste explique la façon dont les progrès de la génétique au XXe siècle - en mettant au jour la petite machinerie de nos cellules - ont révolutionné la pensée du vivant, et comment, désormais, le vivant est perçu comme ’le jeu calculable du hasard et de la reproduction.’ (Une histoire de la biologie, 39 min)

À lire aussi Où les biologistes apprennent à fabriquer des OGM et à s’en inquiéter Transmission : une histoire de la biologie France Culture 39 min

Dans cet entretien enregistré en 2003, François Jacob, prix Nobel de physiologie et de médecine, explique comment la découverte de la biologie moléculaire au XXe siècle a contribué à la diminution de la dimension sacrée dans le vivant. (A voix nue, 32min)

À lire aussi François Jacob (1/5) - Hommage A voix nue France Culture 32 min

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Références : Bioéthique Génétique René Descartes Henri Bergson Charles Darwin François Jacob Sciences et Savoirs Philosophie Sciences Biologie Philosophie des sciences Sciences naturelles

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Source : https://www.radiofrance.fr/franceculture/philosophie-qu-est-ce-que-le-vivant-7317487

https://images.theconversation.com/...

Entretien - D’où venons-nous ? Un voyage de 4 milliards d’années jusqu’à l’origine de nos cellules - Publié : 7 janvier 2026, 11:49 CET – Document ‘theconversation.com’
Auteur :

https://storage.theconversation.com/txop8ly6xig841ijj2aadxpsd8apPurificación López García

Directrice de recherche CNRS, Université Paris-Saclay

Déclaration d’intérêts - Purificación López García ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Partenaires - Université Paris-Saclay apporte des fonds en tant que membre fondateur de The Conversation FR. Voir les partenaires de The Conversation France

DOI : https://doi.org/10.64628/AAK.s5rv7cjsr

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Entrée à l’Académie des sciences en janvier 2025, Purificación López García s’intéresse à l’origine et aux grandes diversifications du vivant sur Terre. Elle étudie la diversité, l’écologie et l’évolution des microorganismes des trois domaines du vivant (archées, bactéries, eucaryotes). Avec David Moreira, elle a émis une hypothèse novatrice pour expliquer l’origine de la cellule eucaryote, celle dont sont composés les plantes, les animaux et les champignons, entre autres. Elle est directrice de recherche au CNRS depuis 2007 au sein de l’unité Écologie- Société-Évolution de l’Université Paris-Saclay et a été récompensée de la médaille d’argent du CNRS en 2017. Elle a raconté son parcours et ses découvertes à Benoît Tonson, chef de rubrique Science et Technologie.{{}}

The Conversation : Vous vous intéressez à l’origine du vivant. Vivant, que l’on classifie en trois grands domaines : les eucaryotes, des organismes dont les cellules ont un noyau, comme les humains ou les plantes par exemple ; les bactéries, qui ne possèdent pas de noyau, et un troisième, sans doute le moins connu, les archées. Pouvez-vous nous les présenter ?{{}}

Purificación López García : Ce domaine du vivant a été mis en évidence par Carl Woese à la fin des années 1970. Quand j’ai commencé mes études, à la fin des années 1980, cette découverte ne faisait pas consensus, il y avait encore beaucoup de résistance de la part de certains biologistes à accepter un troisième domaine du vivant. Ils pensaient qu’il s’agissait tout simplement de bactéries. En effet, comme les bactéries, les archées sont unicellulaires et n’ont pas de noyau. Il a fallu étudier leurs gènes et leurs génomes pour montrer que les archées et les bactéries étaient très différentes entre elles et même que les archées étaient plus proches des eucaryotes que des bactéries au niveau de leur biologie moléculaire.

Comment Carl Woese a-t-il pu classifier le vivant dans ces trois domaines ?{{}}

P. L. G. : On est donc à la fin des années 1970. C’est l’époque où commence à se développer la phylogénie moléculaire. L’idée fondatrice de cette discipline est qu’il est possible d’extraire des informations évolutives à partir des gènes et des protéines codées dans le génome de tous les êtres vivants. Certains gènes sont conservés chez tous les organismes parce qu’ils codent des ARN ou des protéines dont la fonction est essentielle à la cellule. Toutefois, la séquence en acides nucléiques (les lettres qui composent l’ADN : A, T, C et G ; U à la place de T dans l’ARN) et donc celle des acides aminés des protéines qu’ils codent (des combinaisons de 20 lettres) va varier. En comparant ces séquences, on peut déterminer si un organisme est plus ou moins proche d’un autre et classifier l’ensemble des organismes en fonction de leur degré de parenté évolutive.

Carl Woese est le premier à utiliser cette approche pour classifier l’ensemble du vivant : de la bactérie à l’éléphant, en passant par les champignons… Il va s’intéresser dans un premier temps non pas à l’ADN mais à l’ARN et, plus précisément, à l’ARN ribosomique. Le ribosome est la structure qui assure la traduction de l’ARN en protéines. On peut considérer que cette structure est la plus conservée dans tout le vivant : elle est présente dans toutes les cellules.

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La classification du vivant en trois grands domaines selon Carl Woese. CC BY

Avec ses comparaisons des séquences d’ARN ribosomiques, Woese montre deux choses : que l’on peut établir un arbre universel du vivant en utilisant des séquences moléculaire et qu’un groupe de séquences d’organismes considérés comme de bactéries « un peu bizarres », souvent associées à des milieux extrêmes, forment une clade (un groupe d’organismes) bien à part. En étudiant leur biologie moléculaire et, plus tard, leurs génomes, les archées s’avéreront en réalité beaucoup plus proches des eucaryotes, tout en ayant des caractéristiques propres, comme la composition unique des lipides de leurs membranes.

Aujourd’hui, avec les progrès des méthodes moléculaires, cette classification en trois grands domaines reste d’actualité et est acceptée par l’ensemble de la communauté scientifique. On se rend compte aussi que la plupart de la biodiversité sur Terre est microbienne.

Vous vous êtes intéressée à ces trois grands domaines au fur et à mesure de votre carrière…{{}}

P. L. G. : Depuis toute petite, j’ai toujours été intéressée par la biologie. En démarrant mes études universitaires, les questions liées à l’évolution du vivant m’ont tout de suite attirée. Au départ, je pensais étudier la biologie des animaux, puis j’ai découvert la botanique et enfin le monde microbien, qui m’a complètement fascinée. Toutes les formes de vie m’intéressaient, et c’est sûrement l’une des raisons pour lesquelles je me suis orientée vers la biologie marine pendant mon master. Je pouvais travailler sur un écosystème complet pour étudier à la fois les microorganismes du plancton, mais aussi les algues et les animaux marins.

Puis, pendant ma thèse, je me suis spécialisée dans le monde microbien et plus précisément dans les archées halophiles (celles qui vivent dans des milieux très concentrés en sels). Les archées m’ont tout de suite fascinée parce que, à l’époque, on les connaissait comme des organismes qui habitaient des environnements extrêmes, très chauds, très salés, très acides. Donc, c’était des organismes qui vivaient aux limites du vivant. Les étudier, cela permet de comprendre jusqu’où peut aller la vie, comment elle peut évoluer pour coloniser tous les milieux, même les plus inhospitaliers.

Cette quête de l’évolution que j’avais toujours à l’esprit a davantage été nourrie par des études sur les archées hyperthermophiles lors de mon postdoctorat, à une époque où une partie de la communauté scientifique pensait que la vie aurait pu apparaître à proximité de sources hydrothermales sous-marines. J’ai orienté mes recherches vers l’origine et l’évolution précoce de la vie : comment est-ce que la vie est apparue et s’est diversifiée ? Comment les trois domaines du vivant ont-ils évolué ?

Pour répondre à ces questions, vous avez monté votre propre laboratoire. Avec quelle vision ?{{}}

P. L. G. : Après un bref retour en Espagne, où j’ai commencé à étudier la diversité microbienne dans le plancton océanique profond, j’ai monté une petite équipe de recherche à l’Université Paris-Sud. Nous nous sommes vraiment donné la liberté d’explorer la diversité du vivant avec les outils moléculaires disponibles, mais en adoptant une approche globale, qui prend en compte les trois domaines du vivant. Traditionnellement, les chercheurs se spécialisent : certains travaillent sur les procaryotes – archées ou bactéries –, d’autres sur les eucaryotes. Les deux mondes se croisent rarement, même si cela commence à changer.

Cette séparation crée presque deux cultures scientifiques différentes, avec leurs concepts, leurs références et même leurs langages. Pourtant, dans les communautés naturelles, cette frontière n’existe pas : les organismes interagissent en permanence. Ils échangent, collaborent, entrent en symbiose mutualiste ou, au contraire, s’engagent dans des relations de parasitisme ou de compétition.

Nous avons décidé de travailler simultanément sur les procaryotes et les eucaryotes, en nous appuyant d’abord sur l’exploration de la diversité. Cette étape est essentielle, car elle constitue la base qui permet ensuite de poser des questions d’écologie et d’évolution.

L’écologie s’intéresse aux relations entre organismes dans un écosystème donné. Mais mes interrogations les plus profondes restent largement des questions d’évolution. Et l’écologie est indispensable pour comprendre ces processus évolutifs : elle détermine les forces sélectives et les interactions quotidiennes qui façonnent les trajectoires évolutives, en favorisant certaines tendances plutôt que d’autres. Pour moi, les deux dimensions – écologique et évolutive – sont intimement liées, surtout dans le monde microbien.

Sur quels terrains avez-vous travaillé ?{{}}

P. L. G. : Pour approfondir ces questions, j’ai commencé à travailler dans des environnements extrêmes, des lacs de cratère mexicains au lac Baïkal en Sibérie, du désert de l’Atacama et l’Altiplano dans les Andes à la dépression du Danakil en Éthiopie, et en m’intéressant en particulier aux tapis microbiens. À mes yeux, ces écosystèmes microbiens sont les véritables forêts du passé. Ce type de systèmes a dominé la planète pendant l’essentiel de son histoire.

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Purificación López García dans le Salar de Quisquiro (Chili), tenant un tapis microbien. Ana Gutiérrez-Preciado, Fourni par l’auteur

La vie sur Terre est apparue il y a environ 4 milliards d’années, alors que notre planète en a environ 4,6. Les eucaryotes, eux, n’apparaissent qu’il y a environ 2 milliards d’années. Les animaux et les plantes ne se sont diversifiés qu’il y a environ 500 millions d’années : autant dire avant-hier à l’échelle de la planète.

Pendant toute la période qui précède l’émergence des organismes multicellulaires complexes, le monde était entièrement microbien. Les tapis microbiens, constitués de communautés denses et structurées, plus ou moins épaisses, formaient alors des écosystèmes très sophistiqués. Ils étaient, en quelque sorte, les grandes forêts primitives de la Terre.

Étudier aujourd’hui la diversité, les interactions et le métabolisme au sein de ces communautés – qui sont devenues plus rares car elles sont désormais en concurrence avec les plantes et les animaux – permet de remonter le fil de l’histoire évolutive. Ces systèmes nous renseignent sur les forces de sélection qui ont façonné la vie dans le passé ainsi que sur les types d’interactions qui ont existé au cours des premières étapes de l’évolution.

Certaines de ces interactions ont d’ailleurs conduit à des événements évolutifs majeurs, comme l’origine des eucaryotes, issue d’une symbiose entre procaryotes.

Comment ce que l’on observe aujourd’hui peut-il nous fournir des informations sur le passé alors que tout le vivant ne cesse d’évoluer ?{{}}

P. L. G. : On peut utiliser les communautés microbiennes actuelles comme des analogues de communautés passées. Les organismes ont évidemment évolué – ils ne sont plus les mêmes –, mais nous savons deux choses essentielles. D’abord, les fonctions centrales du métabolisme sont bien plus conservées que les organismes qui les portent. En quelque sorte, il existe un noyau de fonctions fondamentales. Par exemple, il n’existe que très peu de manières de fixer le CO₂ présent dans l’atmosphère. La plus connue est le cycle de Calvin associé à la photosynthèse oxygénique de cyanobactéries des algues et des plantes. Ce processus permet d’utiliser le carbone du CO₂ pour produire des molécules organiques plus ou moins complexes indispensables à tout organisme.

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Purificación López García au travail sur le terrain. Ana Gutiérrez-Preciado

On connaît six ou sept grandes voies métaboliques de fixation du carbone inorganique, qui sont en réalité des variantes les unes des autres. La fixation du CO₂, c’est un processus absolument central pour tout écosystème. Certains organismes, dont les organismes photosynthétiques, fixent le carbone. Ce sont les producteurs primaires.

Ensuite vient toute la diversification d’organismes et des voies qui permettent de dégrader et d’utiliser cette matière organique produite par les fixateurs de carbone. Et là encore, ce sont majoritairement les microorganismes qui assurent ces fonctions. Sur Terre, ce sont eux qui pilotent les grands cycles biogéochimiques. Pas tellement les plantes ou les animaux. Ces cycles existaient avant notre arrivée sur la planète, et nous, animaux comme plantes, ne savons finalement pas faire grand-chose à côté de la diversité métabolique microbienne.

Les procaryotes – archées et bactéries – possèdent une diversité métabolique bien plus vaste que celle des animaux ou des végétaux. Prenez la photosynthèse : elle est héritée d’un certain type de bactéries que l’on appelle cyanobactéries. Ce sont elles, et elles seules, chez qui la photosynthèse oxygénique est apparue et a évolué (d’autres bactéries savent faire d’autres types de photosynthèse dites anoxygéniques). Et cette innovation a été déterminante pour notre planète : avant l’apparition des cyanobactéries, l’atmosphère ne contenait pas d’oxygène. L’oxygène atmosphérique actuel n’est rien d’autre que le résultat de l’accumulation d’un déchet de cette photosynthèse.

Les plantes et les algues eucaryotes, elles, n’ont fait qu’hériter de cette capacité grâce à l’absorption d’une ancienne cyanobactérie capable de faire la photosynthèse (on parle d’endosymbiose). Cet épisode a profondément marqué l’évolution des eucaryotes, puisqu’il a donné naissance à toutes les lignées photosynthétiques – algues et plantes.

À l’instar de la fixation du carbone lors de la photosynthèse, ces voies métaboliques centrales sont beaucoup plus conservées que les organismes qui les portent. Ces organismes, eux, évoluent en permanence, parfois très rapidement, pour s’adapter aux variations de température, de pression, aux prédateurs, aux virus… Pourtant, malgré ces changements, les fonctions métaboliques centrales restent préservées.

Et ça, on peut le mesurer. Lorsque l’on analyse la diversité microbienne dans une grande variété d’écosystèmes, on observe une diversité taxonomique très forte, avec des différences d’un site à l’autre. Mais quand on regarde les fonctions de ces communautés, de grands blocs de conservation apparaissent. En appliquant cette logique, on peut donc remonter vers le passé et identifier des fonctions qui étaient déjà conservées au tout début de la vie – des fonctions véritablement ancestrales. C’est un peu ça, l’idée sous-jacente.

Finalement, jusqu’où peut-on remonter ?{{}}

P. L. G. : On peut remonter jusqu’à un organisme disons « idéal » que l’on appelle le Last Universal Common Ancestor, ou LUCA – le dernier ancêtre commun universel des organismes unicellulaires. Mais on sait que cet organisme était déjà très complexe, ce qui implique qu’il a forcément été précédé d’organismes beaucoup plus simples.

On infère l’existence et les caractéristiques de cet ancêtre par comparaison : par la phylogénie moléculaire, par l’étude des contenus en gènes et des propriétés associées aux trois grands domaines du vivant. En réalité, je raisonne surtout en termes de deux grands domaines, puisque l’on sait aujourd’hui que les eucaryotes dérivent d’une symbiose impliquant archées et bactéries. Le dernier ancêtre commun, dans ce cadre, correspondrait donc au point de bifurcation entre les archées et les bactéries.

À partir de là, on peut établir des phylogénies, construire des arbres, et comparer les éléments conservés entre ces deux grands domaines procaryotes. On peut ainsi inférer le « dénominateur commun », celui qui devait être présent chez cet ancêtre, qui était probablement déjà assez complexe. Les estimations actuelles évoquent un génome comprenant peut-être entre 2 000 et 4 000 gènes.

Cela nous ramène à environ 4 milliards d’années. Vers 4,4 milliards d’années, on commence à voir apparaître des océans d’eau liquide et les tout premiers continents. C’est à partir de cette période que l’on peut vraiment imaginer le développement de la vie. On ne sait pas quand exactement, mais disons qu’autour de 4-4,2 milliards d’années, c’est plausible. Et on sait que, à 3,5 milliards d’années, on a déjà des fossiles divers de tapis microbiens primitifs (des stromatolites fossiles).

Et concernant notre groupe, les eucaryotes, comment sommes-nous apparus ?{{}}

P. L. G. : Nous avons proposé une hypothèse originale en 1998 : celle de la syntrophie. Pour bien la comprendre, il faut revenir un peu sur l’histoire des sciences, notamment dans les années 1960, quand Lynn Margulis, microbiologiste américaine, avance la théorie endosymbiotique. Elle propose alors que les chloroplastes des plantes et des algues – les organites qui permettent de réaliser la photosynthèse dans les cellules de plantes – dérivent d’anciennes bactéries, en particulier de cyanobactéries, qu’on appelait à l’époque « algues vert-bleu ». Et elle avance aussi que les mitochondries, l’organite eucaryote où se déroule la respiration et qui nous fournit notre énergie, proviennent elles aussi d’anciennes bactéries endosymbiotes – un endosymbiote étant un organisme qui vit à l’intérieur des cellules d’un autre.

Ces idées, qui avaient été déjà énoncées au début du vingtième siècle et que Margulis a fait revivre, ont été très débattues. Mais à la fin des années 1970, avec les premiers arbres phylogénétiques, on a pu démontrer que mitochondries et chloroplastes dérivent effectivement d’anciennes bactéries endosymbiotes : les cyanobactéries pour les chloroplastes, et un groupe que l’on appelait autrefois les « bactéries pourpres » pour les mitochondries.

L’hypothèse dominante, à cette époque, pour expliquer l’origine des eucaryotes, repose sur un scénario dans lequel un dernier ancêtre commun se diversifie en trois grands groupes ou domaines : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Les archées sont alors vues comme le groupe-frère des eucaryotes, avec une biologie moléculaire et des protéines conservées qui se ressemblent beaucoup. Dans ce modèle, la lignée proto-eucaryote qui conduira aux eucaryotes et qui développe toutes les caractéristiques des eucaryotes, dont le noyau, acquiert assez tardivement la mitochondrie via l’endosymbiose d’une bactérie, ce qui lancerait la diversification des eucaryotes.

Sauf que, dans les années 1990, on commence à se rendre compte que tous les eucaryotes possèdent ou ont possédé des mitochondries. Certains groupes semblaient en être dépourvus, mais on découvre qu’ils les ont eues, que ces mitochondries ont parfois été extrêmement réduites ou ont transféré leurs gènes au noyau. Cela signifie que l’ancêtre de tous les eucaryotes avait déjà une mitochondrie. On n’a donc aucune preuve qu’une lignée « proto-eucaryote » sans mitochondrie ait jamais existé.

C’est dans ce contexte que de nouveaux modèles fondés sur la symbiose émergent. On savait déjà que les archées et les eucaryotes partageaient des similarités importantes en termes de protéines impliquées dans des processus informationnels (réplication de l’ADN, transcription, traduction de l’ARN aux protéines). Nous avons proposé un modèle impliquant trois partenaires : une bactérie hôte (appartenant aux deltaprotéobactéries), qui englobe une archée prise comme endosymbionte, cette archée devenant le futur noyau. Les gènes eucaryotes associés au noyau seraient ainsi d’origine archéenne.

Puis une seconde endosymbiose aurait eu lieu, avec l’acquisition d’une autre bactérie (une alphaprotéobactérie) : l’ancêtre de la mitochondrie, installée au sein de la bactérie hôte.

Toutefois, à l’époque, ces modèles fondés sur la symbiose n’étaient pas considérés très sérieusement. La donne a changé avec la découverte, il y a une dizaine d’années, d’un groupe particulier d’archées, appelées Asgard, qui partagent beaucoup de gènes avec les eucaryotes, qui sont en plus très similaires. Les arbres phylogénétiques faits avec des protéines très conservées placent les eucaryotes au sein de ces archées. Cela veut dire que les eucaryotes ont une origine symbiogénétique : ils dérivent d’une fusion symbiotique impliquant au minimum une archée (de type Asgard) et une alpha-protéobactérie, l’ancêtre de la mitochondrie. Mais la contribution d’autres bactéries, notamment des deltaprotéobactéries, des bactéries sulfato-réductrices avec lesquelles les archées Asgard établissent des symbioses syntrophiques dans l’environnement, n’est pas exclue.

Aujourd’hui, l’²² est un sujet étudié activement. La découverte des archées Asgard a renforcé la vraisemblance de ce type de modèle symbiogénétique. Des chercheurs qui considéraient ces idées comme trop spéculatives – parce qu’on ne pourra jamais avoir de preuve directe d’un événement datant d’il y a 2 milliards d’années – s’y intéressent désormais. Tous ceux qui travaillent sur la biologie cellulaire des eucaryotes se posent la question, parce qu’on peut aujourd’hui remplacer certaines protéines ou homologues eucaryotes par leurs variantes Asgard… et ça fonctionne.

évolution ADN cellules classification vivant Grand entretien

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AvatarCaroline Nourry Directrice générale The Conversation France

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Source : https://theconversation.com/dou-venons-nous-un-voyage-de-4-milliards-dannees-jusqua-lorigine-de-nos-cellules-271900?

La fabrication de neurones moteurs humains à partir de cellules souches s’accélère{{}}

Médecine régénératrice : des scientifiques découvrent les mécanismes grâce auxquels certains vertébrés peuvent faire repousser des membres - 08 janvier2026 | Par Inserm (Salle de presse)
Bases moléculaires et structurales du vivant| Biologie cellulaire, développement et évolution

Cellules issues de la crête neurale.

Connues pour jouer un rôle clé dans le développement de nombreux tissus, les cellules de la crête neurale (image ci-dessus) seraient au cœur des mécanismes de régénération chez les mammifères, selon les scientifiques. © Jholy De la cruz / Inserm

Seuls quelques animaux dans le monde possèdent la capacité de régénérer des tissus, ce qui leur permet de faire repousser des morceaux de membres ou des membres entiers après amputation. Dans une étude publiée dans la revue PNAS, une équipe de recherche de l’Inserm, de l’Université de Montpellier et du CHU de Montpellier montre que des embryons de souris cultivés en laboratoire ne peuvent initier la régénération des bourgeons de membres antérieurs, tels que les pattes avant, que durant une période extrêmement courte : entre 10,5 et 12,5 jours après la fécondation, au moment où les bourgeons de membres commencent tout juste à se former. En dehors de cette fenêtre, cette capacité disparaît complètement. Les scientifiques démontrent que ce phénomène repose sur une population spécifique de cellules de la crête neurale, connues pour jouer un rôle clé dans le développement de nombreux tissus. Leurs résultats suggèrent que ces cellules sont au cœur des mécanismes de régénération chez tous les vertébrés. L’équipe a également réussi à induire la régénération après une amputation en transplantant ces cellules dans un embryon qui en était dépourvu et avait perdu sa capacité de régénération. Cette étude réalisée dans le cadre du programme de recherche Biothérapies et bioproduction de thérapies innovantes marque une nouvelle étape vers une médecine régénératrice, capable de restaurer les tissus biologiques et leurs fonctions.

Contrairement aux lézards et aux salamandres dont la queue peut repousser, la régénération de tissus est très limitée chez les mammifères. Il existe néanmoins quelques exceptions bien connues : les cerfs renouvellent leurs bois chaque année, et les lapins sont capables de réparer des tissus excisés dans leurs oreilles.

Une autre exception notable concerne les embryons de souris. Une précédente étude
[1] a montré que chez ces derniers, la régénération de bourgeons de membres antérieurs (les pattes avant) est possible au cours de la dixième journée après la fécondation. En revanche, on ignorait jusqu’ici combien de temps cette faculté persistait et quels mécanismes biologiques et cellulaires la rendaient possible.

Une nouvelle étude réalisée dans le cadre du programme de recherche Biothérapies et ‘bioproduction’ de thérapies innovantes, financé par le plan d’investissement France 2030, piloté par l’Inserm et le CEA apporte aujourd’hui des réponses à ces questions. Publiés dans la revue PNAS, ces travaux ont été dirigés par une équipe de recherche de l’Inserm, de l’Université de Montpellier et du CHU de Montpellier.

« Notre découverte montre que les embryons de souris ne peuvent initier la régénération des bourgeons de membres antérieurs que durant un laps de temps extrêmement étroit du développement : entre 10,5 et 12,5 jours après la fécondation, au moment où les bourgeons commencent tout juste à se former, explique Farida Djouad, dernière autrice de cette étude. En dehors de cette période, cette capacité disparaît complètement. »

Concrètement, les scientifiques ont amputé le bourgeon de membre antérieur d’embryons de souris cultivés en laboratoire 10,5 jours après la fécondation, et ont observé que le bourgeon commençait à se régénérer au cours des 24 heures suivantes. En revanche, lorsque la même expérience était réalisée 12,5 jours après la fécondation, aucune régénération n’était constatée.

L’étude révèle que cette faculté repose sur une population spécifique de cellules appelées cellules issues de la crête neurale, connues pour jouer un rôle clé dans le développement du système nerveux, du squelette du visage et de nombreux tissus.

Au cours des trois heures suivant l’amputation, ces cellules migrent vers la zone lésée et participent à la formation d’un blastème, un amas de cellules immatures à l’origine de la repousse. « Lorsque ces cellules sont absentes, la régénération échoue. Mais si on les transplante à nouveau, cette faculté semble pouvoir être restaurée », souligne Farida Djouad.

Grâce à des puces à ADN permettant d’analyser l’activité de milliers de gènes simultanément, les scientifiques ont montré que les gènes bmp4 et fgf8, marqueurs spécifiques activés lors de la formation des membres dès le stade embryonnaire, étaient perdus après amputation mais réactivés lors de la régénération, soulignant leur rôle essentiel dans la restauration des structures amputées.

D’autres gènes, WNT1 et FOXD3, caractéristiques des cellules de la crête neurale, normalement actifs à un stade encore plus précoce chez l’embryon (entre le 8ᵉ et le 10ᵉ jour après la fécondation, au moment où les bourgeons de membres commencent à se former), étaient également réactivés. « Cette réactivation temporaire semble permettre aux cellules de retrouver un état plus jeune et plus flexible, capable de se mobiliser et de participer à la reconstruction des tissus », poursuit la dernière autrice.

De précédentes études avaient déjà mis en évidence le rôle des cellules issues de la crête neurale lors de la régénération de queues ou de membres chez les tritons
[2], ainsi que dans la régénération de l’extrémité des doigts chez des embryons de souris
[3].

« Nos résultats suggèrent que les cellules issues de la crête neurale sont au cœur des mécanismes de régénération chez tous les vertébrés, des amphibiens aux mammifères », explique Jholy De La Cruz, co-premier auteur de l’étude.

Ces résultats offrent un début d’explication à la perte de la faculté de régénération chez les souris adultes : les cellules issues de la crête neurale sont présentes, mais elles ne peuvent plus réactiver les gènes nécessaires à la régénération des tissus exprimés à l’état embryonnaire.

L’équipe de recherche souhaite maintenant savoir si ces mécanismes existent aussi chez l’humain.

«  À terme, nous espérons que nos travaux contribueront à mieux comprendre la régénération des tissus, y compris chez les humains, et comment il pourrait un jour être possible de réactiver ces mécanismes à des fins thérapeutiques  », conclut Farida Djouad.

Références : {{}}

[1] Chan WY, Lee KK, Tam PP. Regenerative capacity of forelimb buds after amputation in mouse embryos at the early-organogenesis stage. J Exp Zool. 1991 Oct ;260(1):74-83. doi : 10.1002/jez.1402600110. PMID : 1791423.

[2] Kumar A, Godwin JW, Gates PB, Garza-Garcia AA, Brockes JP. Molecular basis for the nerve dependence of limb regeneration in an adult vertebrate. Science. 2007 Nov 2 ;318(5851):772-7. doi : 10.1126/science.1147710. PMID : 17975060 ; PMCID : PMC2696928.

[3] Johnston AP, Yuzwa SA, Carr MJ, Mahmud N, Storer MA, Krause MP, Jones K, Paul S, Kaplan DR, Miller FD. Dedifferentiated Schwann Cell Precursors Secreting Paracrine Factors Are Required for Regeneration of the Mammalian Digit Tip. Cell Stem Cell. 2016 Oct 6 ;19(4):433-448. doi : 10.1016/j.stem.2016.06.002. Epub 2016 Jul 1. PMID : 27376984.

Contact Chercheur : Farida Djouad Chercheuse Inserm - Unité 1183 Inserm/Université de Montpellier, Régénération tissulaire cellules souches plasticité cellulaire et immunothérapie des maladies inflammatoires - farida.djouad@inserm.fr

Contact Presse presse@inserm.fr

Sources :

Neural Crest Cell Recruitment and Reprogramming as Central Drivers of Embryonic Limb Regeneration{}

1*Béryl Laplace-Builhé, 1*Gautier Tejedor, 1*Jholy De La Cruz, 1Audrey Barthelaix, 2Frédéric Marmigère, 1Dora Sapède, 1Sarah Bahraoui, 3Lucie Diouloufet, 3Stéphanie Ventéo, 4Jérôme Collignon, 1,5Christian Jorgensen, 1,5 Farida Djouad

1 IRMB, Univ Montpellier, INSERM, Montpellier, France ;

2 IGFL, CNRS, ENS, Lyon, France ;

3 INM, Univ Montpellier, INSERM, Montpellier, France ;

4 Université Paris Cité, CNRS, Institut Jacques Monod, F-75013 Paris, France ;

5 CHU Montpellier, Montpellier, France ;

* Ces auteurs ont contribué de façon équivalente à ce travail.

PNAS https://doi.org/10.1073/pnas.2519994122

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Salle de presse de l’Inserm Institut national de la santé et de la recherche médicale

Contacts - Envoyez un message ou posez vos questions au service presse de l’Inserm : presse-web@inserm.fr

Source : https://presse.inserm.fr/medecine-regeneratrice-des-scientifiques-decouvrent-les-mecanismes-grace-auxquels-certains-vertebres-peuvent-faire-repousser-des-membres/71666/

DOI https://doi.org/10.64628/AAK.qjqwceutk

Que sont les xénobots, ces robots biologiques qui bouleversent les frontières entre vivant et machine ? - Publié : 7 janvier 2026, 11:49 CET – Document ‘theconversation.com’

{{}}Un xénobot (en rouge) en forme de Pac-Man, conçu par IA, en train de se répliquer grâce à des cellules compressées en une sphère (en vert) pour reproduire sa forme. Douglas Blackiston, Sam Kriegman, CC BY-SA

Auteur

https://storage.theconversation.com/zos7ijg1cdbh6tsc234pi9zt7xvgJean-François Bodart

Jean-François Bodart est un·e adhérent·e de The Conversation -Professeur des Universités, en Biologie Cellulaire et Biologie du Développement, Université de Lille

Déclaration d’intérêts - Jean-François Bodart ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Partenaires Université de Lille et Université de Lille - initiative d’excellence fournissent des financements en tant que membres adhérents de The Conversation FR. Voir les partenaires de The Conversation France

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Les xénobots attirent aujourd’hui l’attention. Cette nouvelle catégorie de « robots vivants », fabriqués à partir de cellules d’amphibien et conçus grâce à des algorithmes, est capable de se déplacer, de se réparer et même, dans certaines expériences, de se reproduire en assemblant de nouveaux agrégats cellulaires. Ces entités questionnent la frontière entre machine et organisme. Des études récentes détaillent mieux leur fonctionnement moléculaire et ravivent les débats éthiques sur le contrôle de ces formes de vie programmables.{{}}

Les xénobots sont des entités biologiques artificielles entièrement composées de cellules vivantes issues d’embryons de xénope (Xenopus laevis), un amphibien africain. Prélevées sur des embryons de stade précoce, ces cellules sont encore indifférenciées : elles ne se sont pas encore spécialisées pour devenir des cellules de peau ou du foie par exemple. Elles sont cependant déjà « programmées » naturellement pour devenir des cellules qui tapissent les surfaces internes et externes du corps (peau, parois des organes, vaisseaux) ou des cellules contractiles du muscle cardiaque. Les contractions de ces cellules cardiaques agissent comme de minuscules moteurs, générant une propulsion, qui permet aux xénobots de se déplacer dans un milieu aquatique.

Xénobot par microscopie

Un xénobot conçu par IA est fait de cellules de muscle cardiaque, ce qui lui permet de se déplacer. Douglas Blackiston, Sam Kriegman, CC BY

Pour fabriquer un xénobot, on isole et on assemble manuellement des groupes de cellules, comme des « briques biologiques ». À l’issue de cette phase de microchirurgie et d’organisation tridimensionnelle, les xénobots sont des entités de moins d’un millimètre de morphologies variables selon la fonction recherchée. Ils ne disposent d’aucun système nerveux ni organe sensoriel. Leur comportement est uniquement dicté par leur forme et leur composition cellulaire, toutes deux déterminées lors de leur création via des techniques de bio-ingénierie.

Bien qu’ils soient constitués uniquement de cellules vivantes, on parle de robots biologiques ou biobots, car ils obéissent à des tâches prédéfinies par l’humain : déplacement, coopération en essaim, transport d’objets, voire contrôle et assemblage d’autres xénobots à partir de cellules libres présentes autour d’eux (on parle d’autoréplication). Le terme « robot » prend ici un sens élargi, fondé sur la capacité à accomplir une tâche, en l’occurrence programmée par la forme et non par un logiciel interne.

Des robots biologiques conçus avec de l’IA{{}}

Avant de fabriquer un xénobot en laboratoire, des programmes d’intelligence artificielle (IA) sont utilisés pour tester virtuellement et simuler des milliers de formes et d’agencements cellulaires. Des algorithmes calculent quelles combinaisons fonctionneraient le mieux pour atteindre l’objectif fixé par le cahier des charges : par exemple, maximiser la vitesse de déplacement, transporter une charge ou induire de l’autoréplication.

Le lien entre l’intelligence artificielle et les cellules n’existe que lors de l’étape théorique de la conception. L’IA sert exclusivement à prédire et à optimiser la forme la plus adéquate, qui sera ensuite réalisée par microchirurgie et assemblage par des humains. Elle ne fournit aucun processus cognitif embarqué dans le xénobot, qui n’est donc pas contrôlé par une IA et ne possède aucune autonomie décisionnelle, contrairement à d’autres types de robots en développement.

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À gauche, le design du xénobot, tel que proposé par un programme d’intelligence artificielle. À droite, l’organisme réel, construit à partir de cellules de peau (en vert) et de muscle cardiaque (en rouge). Douglas Blackiston, Sam Kriegman, CC BY

Les xénobots ont d’abord été conçus sous forme de sphères, de triangles ou de pyramides, des géométries simples choisies pour être faciles à construire, afin d’étudier de manière contrôlée la manière dont la forme et la disposition des cellules influencent le mouvement.

La forme en croissant, dite Pac-Man, a été identifiée par intelligence artificielle comme la plus performante pour s’autorépliquer. La réplication est cependant limitée à trois ou quatre générations en laboratoire et les xénobots se dégradent après environ dix jours, limitant leurs applications à plus long terme.

Quelles applications pour les xénobots ?{{}}

Toutes les applications envisagées demeurent pour l’instant expérimentales. Certaines fonctions (locomotion, agrégation de particules, autoréparation, réplication limitée) ont été démontrées in vitro, ce qui constitue des preuves de concept. En revanche, les usages proposés en médecine ou pour l’environnement restent pour l’instant des hypothèses extrapolées à partir de ces expériences et de modèles informatiques, sans validation chez l’animal.

Dans le domaine environnemental, grâce à leur petite taille, leur forte biodégradabilité et leur capacité à fonctionner en essaim, les xénobots pourraient être utilisés pour concentrer des microparticules ou des polluants en un même endroit, avant une étape de récupération ou de traitement adaptée, les xénobots eux-mêmes se dégradant ensuite sans laisser de trace biologique.

Des versions plus complexes de xénobots pourraient être utilisées comme marqueurs visuels de modifications dans un environnement. Un tel xénobot, exposé à un certain type de polluant, subirait un changement de structure et de couleur. Cette propriété permettrait en quelque sorte de lire ce que le xénobot a rencontré dans son environnement, à l’image d’un capteur lumineux. Cette application n’a cependant pas encore été démontrée expérimentalement.

Cinq constructions schématiques de xénobots accompagnés à chaque fois d’une photographie de l’organisme réel

Le programme d’intelligence artificielle est capable de proposer des centaines de designs possibles, chacun ayant des propriétés spécifiques pour des applications différentes. Douglas Blackiston, Sam Kriegman, CC BY

Dans le domaine médical, les xénobots pourraient être utilisés, tout comme d’autres microrobots, pour transporter localement des molécules thérapeutiques autour de cellules cibles, en réduisant ainsi la toxicité sur les tissus sains. La possibilité que les xénobots puissent servir à la livraison de molécules, comme des anticancéreux, reste cependant une extrapolation à partir d’expériences in vitro préliminaires sur d’autres microrobots.

Enfin, la recherche fondamentale pourrait bénéficier de l’existence de ces objets. L’organisation cellulaire des xénobots, hors du contexte embryonnaire, offre un modèle pour explorer la plasticité cellulaire ou tissulaire, la coordination cellulaire collective et l’auto-organisation, domaines clés pour comprendre l’évolution d’entités vivantes.

Des propriétés inattendues{{}}

Au-delà des tâches programmées, des propriétés remarquables ont été identifiées expérimentalement. Par exemple, des xénobots exposés à des vibrations sonores modifient significativement leur comportement moteur, passant d’une rotation à un déplacement linéaire rapide, une réaction absente chez les embryons de xénope au même stade.

En regroupant des cellules selon des architectures originales, les xénobots obligeraient ces cellules à reprogrammer en partie leur activité génétique : des analyses des gènes activés par ces cellules montrent l’activation de voies de stress, de réparation tissulaire ou de remodelage, qui ne sont pas utilisées de la même façon dans l’embryon intact.

De plus, dans ces expériences, plusieurs xénobots sectionnés se réparent spontanément et retrouvent un mouvement coordonné, ce qui suggère une communication à courte distance entre cellules, probablement via des signaux bioélectriques et chimiques, alors qu’aucun nerf n’est présent. Ces comportements illustrent une forte plasticité cellulaire, dont l’ampleur varie selon la manière dont les tissus ont été assemblés et les conditions de culture employées.

Derrière les promesses, des enjeux éthiques majeurs{{}}

Les promesses d’applications médicales ou environnementales ne doivent pas occulter l’ambiguïté de statut de ces entités, ni organismes naturels ni machines traditionnelles. Les xénobots sont des assemblages cellulaires conçus par l’humain appuyé par des systèmes d’intelligence artificielle. Leur déploiement reste, aujourd’hui, de l’ordre de l’hypothèse.

Plusieurs risques sont discutés par les bioéthiciens. Écologique d’abord, en cas d’acquisition par les xénobots d’une capacité de survie ou de réplication inattendue dans l’environnement. Sanitaire ensuite, en cas d’utilisation chez l’humain sans maîtrise complète de leur comportement à long terme. Un risque de détournement enfin, par exemple pour la libération ciblée d’agents toxiques.

À cela s’ajoutent des enjeux plus symboliques : brouiller davantage la frontière entre vivant et non-vivant pourrait fragiliser certains cadres juridiques de protection du vivant, d’où les appels à un cadre réglementaire international spécifique à ces biorobots. Les promesses d’applications médicales ou dans le domaine de l’environnement ne doivent pas occulter l’ambiguïté de statut de ces entités, qui exigent une réflexion éthique et un cadre réglementaire international.

L’extension de l’utilisation de ces outils biologiques à des cellules humaines ne devra se réaliser que dans un cadre strictement contrôlé et sous supervision d’un comité éthique pluridisciplinaire. Plusieurs travaux dans ce domaine recommandent déjà des évaluations systématiques des risques (écologiques, sanitaires et de détournement), une transparence des protocoles et une implication du public dans les décisions de déploiement.

Il a été proposé de créer des instances spécifiques à cette technologie, chargées de vérifier la biodégradabilité, la limitation de la réplication, la traçabilité des essais et le respect de la dignité du vivant. Dans ce contexte, l’usage éventuel de xénobots ou d’organismes similaires dérivés de cellules humaines devrait s’inscrire dans un cadre réglementaire international inspiré de ces recommandations, avec des garde-fous comparables à ceux mis en place pour les organismes génétiquement modifiés (OGM) ou les thérapies géniques.

robotique biologie cellules biologie synthétique

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Caroline Nourry Directrice générale The Conversation France

Source : https://theconversation.com/que-sont-les-xenobots-ces-robots-biologiques-qui-bouleversent-les-frontieres-entre-vivant-et-machine-272362

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Article de magazine - Xénobots - Le vivant sur mesure - Texte : Edwyn Guérineau, Illustrations : Olivia Blanc - Socialter 2026/2 n° 74 Pages 86 à 87
Entités biologiques conçues par IA

Petits robots, grandes ambitions
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Anticiper un cadre
Des cellules assemblées selon un plan conçu par intelligence artificielle : la recette des xénobots trouble la frontière entre la technique et la biologie. Pour leurs inventeurs, ils sont le futur de la dépollution et de la médecine de précision. Mais comment estimer les impacts environnementaux de ces objets hybrides et anticiper un cadre bioéthique ?{{}}

L’image représente une scène de la nature avec des fleurs et des papillons. À gauche, il y a de petites fleurs violettes avec des pétales délicats. Un petit papillon orange est perché sur l’une des fleurs, ajoutant une touche de couleur à la scène. Plus à droite, il y a une fleur plus grande et plus ouverte, également violette, avec des pétales plus larges et plus arrondis. Un papillon plus grand, avec des ailes orange et des veines blanches, est en vol près de cette fleur. L’arrière-plan est de couleur jaune clair, créant une atmosphère douce et lumineuse. L’image dégage une sensation de tranquillité et de beauté naturelle.

Après l’édition du génome, qui permet de modifier les caractéristiques de plantes ou d’animaux, pourra-t-on construire la vie à partir de zéro ? C’est la promesse de la robotique « biohybride », une discipline au croisement de la robotique et des biotechnologies qui se développe depuis les années 2000. Parmi les découvertes phares du domaine, on trouve les xénobots. Ces petites boules de moins d’un millimètre composées de quelques milliers de cellules sont les premières entités organiques fabriquées grâce à de la microchirurgie. Les xénobots sont les derniers représentants des robots biologiques, ou biobots, après les spermbots [1] – des spermatozoïdes modifiés – et les méduses augmentées [2]. Ils sont constitués de cellules du xénope, un amphibien ressemblant à une grenouille, très répandu dans les laboratoires de recherche comme modèle expérimental.

Entités biologiques conçues par IA{{}}

En 2020, les premiers xénobots ont des comportements assez limités. Mais très vite, l’équipe américaine à l’origine de leur création développe un moyen d’affiner ces entités, en les concevant par intelligence artificielle. Ils sont d’abord simulés informatiquement, ce qui permet de tester des milliers de formes potentielles jusqu’à tomber sur celle qui répond aux attentes des chercheurs. « Des algorithmes de plus en plus puissants permettent de prédire quels sont les agencements de cellules associés à des fonctions et à des comportements particuliers », indique Jean-François Bodart, professeur de biologie du développement à l’université de Lille. Certains xénobots sont ainsi capables de se déplacer, d’éviter des obstacles, d’attraper de petits objets, de se régénérer, voire de se répliquer sur plusieurs générations en assemblant d’autres cellules en de nouveaux xénobots. Ils survivent même quelques semaines dans un environnement contrôlé. Sans cette approche, impossible de tester manuellement autant de configurations. Mais cela a un coût. Michael Levin, responsable de l’équipe scientifique qui a développé les xénobots à l’université Tufts, dans le Massachusetts, considère que « ce processus peut être très énergivore, car son empreinte carbone augmente à chaque seconde de simulation. C’est sans doute la préoccupation éthique la plus urgente » [3].

Petits robots, grandes ambitions{{}}

Pour le moment cantonnés aux laboratoires, les biobots suscitent de grandes ambitions chez les scientifiques qui développent cette technologie. Dans leurs publications, les chercheurs pointent la capacité de ces robots organiques à détecter et capter des polluants dans les cours d’eau. S’ils ont démontré cet usage dans le cadre d’expériences contrôlées, cela implique d’être capable dans un second temps de rassembler les biobots lâchés dans l’environnement puis de les récolter. Or, une fois fabriqués, les xénobots ne sont plus manipulables et agissent simplement selon leur « programmation » cellulaire.

Dans le domaine de la santé, les chercheurs espèrent que les xénobots aideront à comprendre comment les cellules s’organisent et permettre ainsi des progrès en médecine régénérative. Ils soulignent aussi leur potentiel pour transporter des médicaments dans le corps ou stimuler la réparation de tissus. Dans ce but, l’équipe de Michael Levin a développé en 2023 des anthrobots [4], des robots composés, cette fois-ci, de cellules humaines. « Le concept fonctionne, mais il y a une grande différence entre le petit tas de cellules dans une boîte de Petri et le robot qui détecte et traite un type particulier de tumeur, relève Simon Garnier, professeur de biologie au New Jersey Institute of Technology et collaborateur des scientifiques ayant développé les xénobots. Il y a encore de nombreux obstacles identifiés concernant les interactions avec les tissus et la survie des robots à l’intérieur du corps. Est-ce qu’on saura les faire ressortir, une fois dans l’organisme ? On se posera peut-être encore la question dans trente ans. »

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Pour le moment, ces recherches ont principalement été financées par les agences publiques américaines comme la NSF, les NIH ou la Darpa [5]. Elles ont notamment reçu près de 8 millions de dollars dans le but de développer la fabrication à grande échelle [6]. Si les xénobots sont encore loin de sortir des laboratoires, Michael Levin et Joshua Bongard préparent déjà leur passage à l’étape industrielle… Les deux chercheurs ont déposé un brevet concernant la fabrication des xénobots et cofondé Fauna Systems, une start-up dont le but est d’identifier des applications commercialement viables pour des biobots. En 2025, l’entreprise a levé près de 2 millions de dollars auprès de sociétés d’investissement spécialisées dans la technologie et les biomatériaux [7].

Description de l’image par IA : Poisson bleu avec grande bouche et bateau avec phare derrière.

Un poisson bleu avec des rayures vertes est représenté dans une zone d’eau. Le poisson a une grande bouche et des yeux proéminents. À côté du poisson, il y a un petit bateau avec une bouée jaune attachée à une perche. Le bateau est équipé de plusieurs rames. L’arrière-plan est de couleur bleu clair.

Il reste cependant difficile de mesurer toutes les conséquences possibles des xénobots sur l’environnement. « Quel est leur impact sur la biodiversité ? Y a-t-il un risque de concentrer des polluants dans un endroit indésirable ? Est-on sûr qu’ils puissent se dégrader ? », se demande Jean-François Bodart. Dans la nature, des xénobots qui survivraient ou continueraient de se répliquer pourraient intégrer la chaîne alimentaire… avec les polluants qu’ils auront récoltés. Jean-François Bodart perçoit également « le danger d’une forme de solutionnisme technologique qui risquerait de nous déresponsabiliser de la pollution générée en amont ».

Anticiper un cadre{{}}

Malgré ces incertitudes, les biobots sont amenés à se complexifier. Pour augmenter leur durée de vie, ils pourraient être pourvus d’un système digestif pour s’alimenter. Et, dans ce cas, survivre bien plus longtemps dans l’environnement, au lieu de disparaître en quelques jours. Ce caractère « biodégradable » est pourtant mis en avant par les chercheurs. Dans un article paru en 2020, des bioéthiciens se demandent d’ailleurs si « des biobots dotés d’un système nerveux pourraient devenir sentients » [8]. Des robots plus complexes risqueraient aussi de se comporter de façon inattendue, c’est-à-dire en dehors de la fonction pour laquelle ils ont été conçus.

De son côté, Michael Levin revendique une responsabilité « envers les victimes de malformations congénitales, de blessures, de cancers, de maladies dégénératives, ainsi qu’envers les animaux actuellement utilisés pour la recherche qui pourraient être partiellement remplacés » [9]. Il considère que lui et ses collègues ont un devoir moral à poursuivre leurs recherches, et que les effets indésirables de cette technologie doivent être mis en balance avec ses bienfaits potentiels.

Pour Jean-François Bodart, qui enseigne la bioéthique, « une des problématiques au cœur de cette technologie réside dans l’instrumentalisation du vivant ». Si la recherche est encadrée par des lois de bioéthique concernant l’expérimentation animale et l’utilisation de cellules souches, aucun cadre n’est pour le moment prévu concernant les potentielles applications industrielles. Au sein de la communauté scientifique, des appels à créer une gouvernance sur la robotique biohybride et à définir un cadre éthique précis ont en tout cas été lancés [10]. « Il faut absolument que les juristes se penchent sur cette question pour qu’une réglementation émerge avant qu’il n’y ait des applications. »

Date de mise en ligne : 04/03/2026

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Source : https://shs.cairn.info/magazine-socialter-2026-2-page-86

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