Septembre 2016. Actualité scientifique selon Jacques

En particulier, je vous conseille:

– L’éducation des enfants à haut potentiel. Nature, 8. sept. Détestable!

– Même cahier: L’eau devient presque parfaitement mobile à la surface des nanotubes de C. Exploit technique, étonnant résultat.

– Les bijoux des Néandertals: Science, le 23
– Le couple Zuckerberg et son altruisme. Nature du 29
– Les émotions du bourdon; il est optimiste quand il est content. Nature du 29.
– Rosetta et sa comète, une structure surprenante. Science le 30.
… et plusieurs choses sur l’épigénétique et les biotechnologies.

Nous gardons un oeil attentif sur la cryo-ME:

Galej, W. P., Wilkinson, M. E., Fica, S. M., Oubridge, C., Newman, A. J., & Nagai, K. (2016). Cryo-EM structure of the spliceosome immediately after branching. Nature. doi:10.1038/nature19316

Wu, J., Yan, Z., Li, Z., Qian, X., Lu, S., Dong, M., . . . Yan, N. (2016). Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6 A resolution. Nature, 537(7619), 191-196. doi:10.1038/nature19321

Meyerson, J. R., Chittori, S., Merk, A., Rao, P., Han, T. H., Serpe, M., . . . Subramaniam, S. (2016). Structural basis of kainate subtype glutamate receptor desensitization. Nature, 537(7621), 567-571. doi:10.1038/nature19352

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La figure (a) donne une bonne idée de la démarche de la cryo-me. À gauche est montré le résultat direct de la reconstruction faite à partir d’un grand nombre d’images de la particule flottant dans un mince film d’eau vitrifiée. Ici, les données portent jusqu’à 3.8Å de résolution.
(b) À partir de ces données, les chaines des acides aminés sont établies sur la base de la séquence connue.  Il en ressort les hélices alpha et les autres sous-structures principales ainsi que les segments de liaison.  La chaine latérale, caractéristiques de chaque acide aminé, est mal visible à cette résolution. La suite du travail consiste à utiliser toutes les données, structurales et chimiques, provenant d’autres systèmes comparables ou en déterminant le même complexe dans des conditions différentes, par exemple, lorsqu’un ligand lui est attaché. C’est aussi là le domaine des simulations dynamiques à l’ordinateur qui permettent d’affiner la structure observée. À la fin, on espère avoir progressé vers la réponse à la question : comment  ça marche?

Gu, J., Wu, M., Guo, R., Yan, K., Lei, J., Gao, N., & Yang, M. (2016). The architecture of the mammalian respirasome. Nature, 537(7622), 639-643. doi:10.1038/nature19359

Letts, J. A., Fiedorczuk, K., & Sazanov, L. A. (2016). The architecture of respiratory supercomplexes. Nature, 537(7622), 644-648. doi:10.1038/nature19774.

Deux articles soumis et acceptés presque en même temps (A. Engel a participé à la révision) a propos du même complexe de la chaine respiratoire des mitochondries. Le premier est chinois, le second est une collaboration Autriche-MRC GB. Il s’agit d’un gros complexe, 1.7 MDa, 80+ protéines, 132 hélices transmembranaires. C’est étonnant qu’ils arrivent à construire un modèle atomique même si la résolution n’est « que » de 5.4 à 7.8 Å.
Pourquoi si souvent deux groupes en même temps sur le même sujet ? Qui a pris à qui ?

Rauhut, R., Fabrizio, P., Dybkov, O., Hartmuth, K., Pena, V., Chari, A., . . . Luhrmann, R. (2016). Molecular architecture of the Saccharomyces cerevisiae activated spliceosome. Science, 353(6306), 1399-1405. doi:10.1126/science.aag1906

 

01.09. 2016. Nature 537, 7618

– 26 – 8. MALADIE TROPICALE, MÉDECINE. Lucy, Arjun. Les morsures de serpent sont un problème sanitaire majeur dans le tiers monde. La figure met en relation le poids des différentes maladies tropicales. On note que la bilharziose et la malaria (qui touchent un nombre comparable de personnes) dominent largement le spectre. En 3e position viennent les morsures de serpents. 45’000 tués en Inde en 2005, 100’000 dans le monde + 400’000 amputations.

Pourtant, la grande majorité des cas seraient soignables. Le problème est le manque et la non-disponibilité des antivenins. Un des principaux producteurs, Sanofi Pasteur à Lyon, a cessé la fabrication de son sérum en 2014. MSF estime que ce simple fait cause 10’000 morts supplémentaires par année en Afrique.

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Le présent article fait le point à l’occasion d’un colloque au WHO. Il en ressort qu’un progrès rapide est freiné par la dispute en ceux qui veulent développer de nouveaux sérums sur base des nouvelles technologies et ceux qui affirment que les sérums efficaces existent et sont bien connus, il suffit de les produire et de les distribuer.

 

 

– 54 – 5, 50 – 6. ALZHEIMER, MÉDECINE, THÉRAPIE. Tous les vieux.

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Couverture de la revue : effet d’aducanumab sur les plaques Ab (rouge).

L’anticorps Aducanumab est en phase 3 (dernière phase avant la mise sur le marché) d’un test de la maladie d’Alzheimer. Le présent article montre que l’injection régulière de cet anticorps diminue considérablement les agrégats d’amyloïde bêta ( Ab, les fameuses plaques qui s’accumulent dans le cerveau  des malades). Les données préliminaires suggèrent aussi qu’il ralentit le déclin cognitif. Si cette observation est confirmée, elle démontrera enfin l’effet causal des agrégats Ab, dans la maladie. C’est la première fois qu’un résultat aussi significatif est obtenu. On peut en être surpris, car normalement, les anticorps traversent mal la barrière hématoencéphalique qui protège le système nerveux.

Dépêchons, dépêchons, mais j’ai peur que, quand il arrivera sur le marché, le prix du traitement fasse frémir. À suivre.

02.09.2016. Science 353, 6303.

– 969. SCIENCE, POLITIQUE. Gilles. Editorial. En cette fin de septembre doit se tenir à Bruxelles le forum INGSA (International Network for Government Science Advice). La désignation, comme le but, sont prometteurs pour ce qui concerne le très nécessaire dialogue entre politiciens, scientifiques, et la société civile afin que l’évidence scientifique prenne toute sa place. Cet éditorial n’est que beaux mots, mais l’intention est à suivre.

 

– 1000, 1030 – 1031. LANGAGE, CHIEN. Comment les chiens comprennent-ils le langage humain ? Selon cet article, une partie de l’hémisphère gauche réagit aux mots positifs alors qu’une partie de la droite réagit aux intonations favorables. La synthèse des deux induit la réaction du chien.

 

– 1033 – 36. MÉDECINE, VACCINATION. Sanofi-Pasteur a obtenu la licence pour un vaccin contre la dengue dans 6 pays. L’article discute les incertitudes quant à l’effet de cette vaccination à grande échelle. Il est demandé qu’il soit procédé à un suivi précis des résultats afin de décider de la politique avenir et évaluer correctement les futurs candidats vaccins pour cette et d’autres maladies semblables.

 

08.09.2016. Nature 537, 7619.

 – 148, S49 – 72. MÉDECINE DE PRÉCISION. Cahier spécial. Jacques Di. Lazare. Nous en avons souvent parlé; la recherche médicale s’emballe depuis que CRISPR/Cas9 laissent à croire que les biotechnologies sont à portée de main. En accompagnement vient la grande idée de la médecine personnalisée qui veut que chaque malade ait son traitement plutôt que chaque maladie son médicament. Pourtant, même dans ce cahier forcément favorable à ces vues, les ombres sur la beauté du tableau ressortent, dans le titre de certains articles par exemple: « L’illusion de l’oncologie de précision » ; « Le mythe de l’anonymité ». Ce qui me semble le plus inquiétant, c’est combien cette agitation scientifique est immédiatement reprise, en pire, dans le public (cf. Erger en bas de page 148). On compte aux USA, 570 cliniques offrant à qui veut les payer, des thérapies sauvages au moyen de cellules souches. Le gouvernement s’inquiète des dégâts causés, mais le commentateur constate que la pratique a déjà tellement pris racine qu’il sera extrêmement difficile de la règlementer. Il semble que ce soit pire en Chine. La médecine de précision est-elle en train de devenir la médecine de charlatan ?

 

 

– 152 – 5. ÉDUCATION, ENFANTS A HAUT POTENTIEL. Clynes, T. Marc D-F., Nicolas M., Gilles et Lucy, Laurée. Le prétendu avantage d’une éducation sélective. En Europe la politique éducative est plutôt inclusive, c’est-à-dire, elle met l’effort principal à ce que tous atteignent un niveau respectable. Aux USA, on n’est nettement plus exclusif, craignant moins d’élargir le fossé entre les meilleurs et les autres. Le présent article concerne l’étude US SMPY (Study of Mathematically Precocious Youth) qui a suivi pendant 45 ans le devenir d’enfants doués en mathématiques. D’autres études similaires portent sur les capacités langagières. Ces capacités sont généralement évalués par le test STA (Scholastic Ability Test). On sait que, selon les diplômes et les salaires, les enfants doués réussissent en général mieux (le 1% supérieur au STA a 25x plus de chance d’arriver au PhD que la population générale). On pensait d’habitude que les différences s’estompent au-delà du % supérieur. Grâce à sa large base statistique, la présente étude montre que les diplômes, le nombre de brevets et le revenu obtenus continuent de croitre si l’on continue l’évaluation jusqu’au 0.01% du sommet de la pyramide (700 au SAT à 13 ans). Fig.

Conclusion de l’auteur: Il regrette que « notre société encourage beaucoup plus les talents athlétiques que les talents intellectuels » . Il propose : « Face aux défis que doit relever notre société (climat, …, terrorisme) ce sont les enfants au plus haut potentiel qui apporteront la solution. Ce sont eux, les enfants sur lesquels il faut parier. »

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Ma conclusion : ultralibéralisme déshumanisant !

Les données sont des données. J’en prends note et confirme que les enfants doués peuvent et doivent contribuer à la société. Aidons-les à faire valoir leurs talents pour le bien de tous.

Mais dans une société à moyens limités, « parier sur eux » se traduit par : aider les forts et négliger les autres. Cette vue transparait dans tout l’article. C’est le choix politique de l’ultralibéralisme ou, autrement dit, le choix du darwinisme social.

Ce n’est pas mon choix et là-dessus il y aurait beaucoup à dire (voir ailleurs). Dans le petit cadre de l’argumentation présentée ici, constatons quand même que l’idée de vaincre le terrorisme par le soutien aux élites plutôt que par l’aide au développement des défavorisés dénote un égoïsme remarquablement aveugle.

Il est également parlant que les auteurs prennent pour modèle le soutien public accordé aux super-élites sportives.

Cet article rappelle: Herrnstein, R. J., & Murray, C. (1994). The Bell Curve. Intelligence and Class Structure in American Life. New York: The Free Press.  Des données importantes, mais des conclusions puantes, fameusement défendues par les auteurs.

Gilles fait remarquer : Selon le graphique, en passant du meilleur 1% au meilleur 0.01% les indicateurs présentés ici augmentent d’un facteur 2 (doctorats) à 10 (revenu). Pour un facteur 100 en abscisse le 2-10 en ordonnée n’est pas impressionnant.  Il  semble toutefois que les auteurs font l’hypothèse implicite que le paramètre « utilité sociale » augmente d’un facteur beaucoup plus grand. Deux fois plus en QI c’est infiniment plus en vraie valeur. Un génie n’a pas de prix puisque lui résoudra le problème des migrants, de l’échauffement climatique, du vieillissement précoce et de la compréhension entre les peuples. Y croyons-nous ?

 

– 171 – 2, 210 – 3. RÉOLOGIE, EAU. EAU. Res E., Benoît. Secchi et al. L’eau coule presque sans frottement dans des nanotubes de carbone. Pour un liquide « honnête » (newtonien) qui coule sur une surface, la vitesse d’écoulement est proportionnelle à la distance à la surface. La viscosité est le facteur de proportionnalité. En réalité beaucoup de liquides ont un comportement différent ; la viscosité semble diminuer très près de la surface.  Ls, « slipp length » (longueur d’arrachage ?) caractérise cette déviation.

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Pour les questions d’étalement de l’eau sur un film de carbone, je m’étais souvent référé aux travaux de de Gennes ({de Gennes, 1985 #2708; de Gennes, 1985 #2447; de Gennes, 1984 #1012}) qui avaient montré la grande mobilité des premières couches d’eau envahissant une surface hydrophile. Les données étaient peu quantitatives parce que les mesures sont extrêmement difficiles.

Dans le présent article, les auteurs mesurent le débit d’eau à travers des nanotubes de carbone individuels de 15 – 50 nm de diamètre selon la pression appliquée. La méthode de mesure (Figure) et les résultats (Figure) sont remarquables.

 

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Un nanotube est monté sur une pipette (un seul, sans fuite latérale) et la pression est appliquée pour faire couler l’eau de la pipette vers le récipient extérieur. (Il ne s’agit pas de faire gicler le jet dans l’air, les forces de tension superficielle seraient alors une tout autre affaire.) La quantité d’eau transvasée (µm3) est trop petite pour que le jet soit directement visible dans le compartiment récepteur. Des microbilles visibles au microscope optique sont ajoutées au liquide. Leur déplacement sous l’effet du jet permet de calculer les paramètres de l’écoulement, vitesse du jet, débit et longueur d’arrachage qui exprime l’effondrement de la viscosité lorsque le diamètre du tube est petit (fig. de droite, en vert, en bleu : résultat avec les tubes en bore.)

Les auteurs montrent ainsi que le débit augmente linéairement avec la pression (pas de surprise) et que Ls augmente quand le diamètre diminue (on s’y attendait). Ce qui est étonnant et remarquable, c’est que Ls semble diverger en dessous 20 nm et n’est plus mesurable à 15 nm. Il apparait qu’à ces dimensions, l’eau glisse sans viscosité dans le nanotube de C. Par contre aucun effet spécial n’est observé dans des nanotubes de bore. Ils ont pourtant une géométrie semblable.

Les ions contenus dans l’eau n’ont pas cette même facilité de glissement. Les auteurs spéculent que cette différence pourrait servir à dessaler l’eau de mer.

En ce qui me concerne, je m’intrigue pour une autre raison. La porine est un canal membranaire qui contrôle le passage de l’eau entre l’extérieur et l’intérieur des cellules. C’est notre ami Jürg Rosenbusch, de Bâle, qui en détermina la structure atomique par diffraction X. C’était la 2e protéine membranaire à être ainsi résolue. J’ai un problème avec cette protéine et cette structure ; selon moi, sa capacité de transport telle que mesurée par variation de volume des cellules dépasse de plusieurs ordres de grandeur ce que mes calculs laissent à penser. Malheureusement, avec mon approche simple, je n’ai jamais obtenu une réponse directe des spécialistes consultés. Les résultats ci-dessus serait-il une explication.

Ceci dit, ces résultats vont stimuler les spécialistes de l’eau qui auront à revoir le comportement de l’eau près d’une surface. C’est la question de l’eau vicinale,  un vieux serpent de mer malsain à cause d’innombrables expériences douteuses et des annonces sensationnalistes. On peut espérer que la remarquable méthode de mesure présentée ici ainsi que les résultats obtenus apporteront du nouveau et du solide sur ce domaine liquide.

 

09.09.2016. Sciencre 353, 6304.

– 1094, 1129 – 232. ZIKA, VACCIN, RECHERCHE ET COMMERCIALISATION. D’abord, un essai sur le développement des vaccins à la lumière de la catastrophe Ebola, de l’émergence de Zika et la pression montante face à d’autres menaces semblables (dengue) ou différentes (naturelles ou artificielles). Le point d’achoppement est toujours le même : conflit entre la bonne recherche qui prend du temps et l’urgence médicale ou commerciale.

Et puis, un article rapportant la mise au point de trois vaccins protégeant les singes rhésus contre Zika. Il semble que le rythme de cette recherche à laquelle ont contribué des centres universitaires et militaires a été impressionnant. La publication l’a été également : 7 jours entre la soumission et l’acceptation, 7 jours avant la publication en ligne. Six parmi la trentaine d’auteurs sont coapplicants pour les brevets des vaccins, antigènes et vecteurs.

Eh oui, la recherche change.

 

 

15.09.2016. Nature 537, 7620.

– 339 – 346. CRYO-ME. Une revue par Fernandez-Leiro et S. Scheres au MRC de  Cambridge. Le point sur les récents développements de la cryo-ME. Il ne s’agit pas de rediscuter la vitrification et la stabilité des films minces qui sont à l’origine de la méthode. C’est vieux tout cela. Ici, ce sont les progrès depuis 2008 environ. On connait les avancées qu’ont permis les nouvelles caméras où les électrons sont mesurés directement (et non le flash lumineux produit par l’électron dans du phosphore). On connait moins – et c’est là que les auteurs ont leurs meilleures contributions – les progrès du traitement des données des images. En particulier les méthodes mathématiques qui permettent de grouper et traiter séparément les variations structurales de l’objet. Ainsi, parmi les centaines de milliers de vues de la particule étudiée, on peut résoudre la structure atomique des différents états du complexe. Par exemple, le complexe qui synthétise l’ATP dans les mitochondries est un générateur rotatif. Dans la solution observée se retrouvent les différents pas de la rotation dont chacun est révèlé par l’analyse des images de la solution. Semblablement, la reconstruction est possible avec des particules dont certaines parties sont variables, ce qui ne peut se faire par diffraction des rayons X. Tout ceci donne à la méthode une puissance extraordinaire.

La cryo-ME est adaptée à étudier de relativement gros objets (des centaines de milliers d’atomes). Les petits objets (10’000) atomes ne donnent pas assez de signal pour les orienter et permettre ainsi de commencer la reconstruction par addition de différentes particules. La limite s’améliore, on commence à obtenir des reconstructions de particules de moins de 200kDalton (record à 130). Quant à la résolution, elle s’améliore de mois en mois. Le record du moment (mars 2016) est de 2.6Å.

Vient ensuite la liste des principales structures analysées à résolution atomique. C’est l’avalanches! 50 structures de ribosomes dans tous leurs états ces deux dernières années. Splicosome, inflamasome , signallosome, etc et surtout les protéines membranaires que les autres méthodes ne résolvent que difficilement. Pour cette année, ça doit déjà en faire plus de 300.

Les progrès futurs. Les auteurs souhaitent voir continuer la route actuelle, mais sur des microscopes à 1 million et non à 5 ou 10 millions de francs. Oh, l’industrie à bien mené son affaire. Selon moi, les 300kV de ces microscopes chers sont un désavantage. Le problème c’est que les microscopes à 100 kV n’ont pas été optimisés comme les gros. Pour la cryo il faut la qualité d’une Mercedes, mais une 2CV construite à ces standards ferait parfaitement l’affaire.

À faire progresser : la tomographie sur des objets uniques ou des régions cellulaires. Elle a été négligée parce que plus laborieuse. Quant à CEMOVIS, plus laborieux encore, on n’en parle même pas.

Pourquoi y a-t-il tant d’alpinistes qui cherchent les voies difficiles et si peu de scientifiques qui font de même?

 

– 347 – 355. SPECTROSCOPIE DE MASSE, PROTÉOMIQUE. R. Aebersold and M. Mann. Zürich and Münich. Similaire à l’article précédent et presque aussi impressionnant. Encore une lecture recommandée.

 

– 403 – 7.   OISEAUX, APPRENTISSAGE, INNÉ. On a tous vu cette corneille qui plie habilement un fil de fer pour l’utiliser comme canne à pêche dans un récipient. On se dit qu’elle est vachement maline, qu’elle a reçu de bonnes leçons et qu’elle s’est bien exercée.

Il est rapporté ici que deux espèces éloignées de corneilles de nouvelles Calédonie vivant (l’une est éteinte dans la nature) sur des îles isolées ont des compétences semblables. Les auteurs en déduisent que le comportement est inné et ne nécessite pas d’apprentissage. Une évolution convergente y a conduit des espèces différentes.

 

16.09.2016. Science 353, 6305.    

– 1211 – 13. BIOTECHNOLOGIE, LÉGISLATION. J. Kuzna. Une occasion manquée de réguler les biotechnologies. On l’a compris, les biotechnologies sont en révolution qui ne manquera pas de devenir une révolution sociale et politique dans un futur plus ou moins proche. Forts de ce constat, les organes US concernés se sont mis au travail pour revoir les règlements de 1986. Ils ont fait un effort (petit) pour se coordonner. D’un côté, il y a l’OSTP (White House’s Office of Science and Technology Policy.), de l’autre le CFRB (Coordinated Framework for the Regulation of Biotechnology.) formé de la FDA (Federal Drug Administration), l’Agence de Protection de l’Environement et le Département de l’Agriculture – bref, une grosse affaire. Selon l’auteur, c’est un échec. Chacun est resté sur son pré carré en l’étendant ± aux nouvelles technologies. Ainsi, la première autorisation pour un moustique stérile destiné à lutter contre la malaria (pas la technologie gene drive toutefois) a été traitée par la FDA qui normalement s’occupe de savoir si un produit est toxique pour les consommateurs. Ces gens sont-ils vraiment ceux qui peuvent juger les conséquences de la destruction d’une population de moustiques ? Semblablement, les discussions n’ont pas vraiment abordé les conséquences des nouvelles technologies CRISPR et les nouvelles définitions qu’elles imposent à la notion d’OGM (par exemple, action non pas sur l’ADN mais sur l’ARN). À mon sens, le plus fort signal de la faillite est que gene drive n’est même pas évoqué. Voilà qui me rappelle les discussions sur le traité d’interdiction des armes biologiques: on étudie ce que l’on connait et maitrise et on met le reste sous le tapis.

 

– 1215. ART, PEINTURE ET SCIENCE. Christine, François R. Récenssion. {Kandel, 2016 #5739}

Kant proposait qu’en offrant une expérience qui n’est pas directement liée à la vie pratique, l’art stimule ce qu’il appelle le « libre jeu de l’imagination ». Pas mal ! Kandel va dans une direction semblable. Il dit encore que, moins l’œuvre et descriptive, plus elle ne rappelle rien, plus elle nous fait avancer pour suivre et répondre à notre perception et nos émotions du moment et aussi pour suivre l’attitude et le jugement des autres dans un milieu culturel dynamique et souvent provocateur. Nous sommes mus par l’art. L’art peut être ainsi un pont entre les deux cultures.

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Analogie avec la musique qui drill le cerveau et fait vibrer les humains en résonnance {Ball, 2010 #4971; Levitin, 2010 #4970; Sacks, 2007 #4902}.

22.09.2016.  Nature 537, 7621.

– 460 – 1. BREVETS, CRISPR. Pourriture (suite). C’est sous ce titre que, de Science du 14.04.16, je rapportais la saga des brevets autour de la technologie CRISPR. Rappel. Mmes J.Doudna (Berkeley) et E. Charpentier décrivent les possibilités biotechnologiques de CRISPR/Cas9 sur les bactéries. Elles déposent un brevet. Sur ce Zhang du MIT pose un brevet express pour faire la même chose sur des cellules eucaryotes. Il obtient le brevet en premier. Berkeley lance une procédure de contestation. La suite n’est pas meilleure. Actuellement il y a 860 brevets déjà accordés autour des brevets initiaux et les investisseurs sont bien embêtés. L’Office européen des Brevets a sa propre version de la dispute. À la base il y a cette question : le passage de la bactérie à l’eucaryote est-il évident ? Il me semble que oui. Pour le reste, les deux institutions se battent « until the bitter end ». Tout est bon, à la guerre comme à la guerre. C’est nouveau entre nobles institutions académiques.

 

– 465 – 482. INÉGALITÉ, SCIENCE. Cahier spécial. Gilles. L’inégalité en science. Analyse globale et par pays. En gros l’inégalité actuelle entre ceux qui gagnent beaucoup dans le travail scientifique et ceux qui gagnent peu augmente partout. Pourtant, l’indice de Gini s’effondre normalement au début d’une révolution industrielle. Cela a été très marqué dans les années 50 – 80 avec l’informatique (depuis, il remonte.) Pour la biologie, on ne détecte pas la chute à l’émergence d’une nouvelle technologie. L’indice de Gini a passé de 0.12 en 1973 à 0.25 en 2006. Depuis il s’est stabilisé, mais, aux dernières nouvelles, il repart vigoureusement à la hausse. Ceci est certainement le cas en Californie où les firmes telles que Google détournent à prix fort les meilleurs académiciens. Pourtant, une recherche UK montre que l’effet sur la production d’un département de recherche ne dépend pas du fait qu’il soit égalitaire ou élitiste. Par contre ce facteur a certainement beaucoup d’effet sur la qualité de vie des participants.

 

– 500 – 1 ; 535 – 8.  ORIGINE DE LA VIE. Indice de vie sur Terre il y a 3.7 milliards d’années. On a repéré sur l’île d’Isua au sud-ouest du Groenland que les glaces libèrent de mieux en mieux, les plus vieilles roches du monde : 3.7 milliards d’années selon les datations isotopiques. Le présent article rapporte l’observation dans ces roches de stromatolites, signe de la présence de cyanobactéries formant, en eau peu profonde, des petits monticules enchâssés dans des couches sédimentaires. C’est fort, car :

– une roche sédimentaire d’il y a 3.7 milliards d’années a eu largement l’occasion de faire ses voyages métamorphiques dans la profondeur de la terre et de perdre ses marques d’origine. À Isua, il y a des bouts de roches qui n’ont pas été dénaturées.

– Il y a 4.5 milliards d’années s’allumait le soleil et s’agrégeaient les planètes. À 4 milliards d’années la Terre, encore bombardé de tous les côtés n’était pas un lieu viable. À 3.7, les masses de bactéries façonnaient le fond de mares peu profondes. Il semble donc que la vie foisonnait un clin d’œil après que la Terre soit devenue un rien viable. Cette constatation conduit les auteurs à penser que la vie profite de toutes les occasions; elle a sans doute profité de Mars à cette même époque et de bien d’autres possibilités connues ou pas connues.

Conclusion légère et peu fondée. Elle néglige, entre autres, la panspermie (la vie venue de l’extérieur).

 

– 494 – 6, 548 – 62. ÉPIGÉNÉTIQUE, FERTILISATION. Laurée. L’épigénétique à la fertilisation et peu après ; l’analyse devient sérieuse. L’épigénétique consiste à modifier chimiquement l’ADN ou des molécules agissant sur son expression sans toutefois changer le code (succession des A, T, G, C). Typiquement, la modification consiste en un groupe méthyle (CH3), acétyle (COCH3) ou une phosphorylation. Ici sont présentés 3 articles qui semblent traiter du même sujet. En fait, ils sont indépendants et, vu l’ampleur du problème, chacun apporte son complément qui enrichit les autres. Ils concernent spécifiquement des méthylations qui peuvent avoir lieu sur les Lysine4 et 27 de l’histone H3 peu après la fertilisation. Il s’agit donc de modifications apportées à des nucléosomes, c’est-à-dire aux structures qui contrôlent l’empaquetage de l’ADN et ainsi son accessibilité. La suite est compliquée. Les nucléosomes ainsi méthylés (ou pas) sont attachés à des régions relativement grandes de l’ADN (10kB) ; dès la fertilisation et durant les premières phases du développement étudiées ici, ces régions sont profondément modifiées, en particulier elles deviennent plus spécifiques et plus localisées. Ces articles montrent le chemin qu’il va falloir suivre pour comprendre l’épigénétique. Le problème, c’est qu’il y a beaucoup de modifications épigénétiques possibles alors qu’une seule est étudiée ici. À part cela, on aimerait savoir en quoi ces modifications modifient la structure de la chromatine et comment cela agit sur la fonction. Peut-être, un jour, la cryo-me apportera sa contribution. 

 

23.09.2016. Science 353, 6306.

– 1350. NÉANDERTAL, BIJOUX, CULTURE. On-line dans PNAS. Les bijoux des Néandertaliens. Jusqu’à récemment, on admettait que les Néandertaliens n’avaient pas de capacités symboliques. Il y a peu, a été reporté dans ce blog (Nature du 2.6.2016, pp 43 & 111), la découverte au fond d’une caverne difficilement atteignable, d’arrangements circulaires de fragments de stalactites. Dans l’article analysé ici, il est démontré que de nombreux bijoux de la culture appelée Châtelperoniane, découverts dans la grotte du Renne à Arcy-sur-Cure doivent être attribués à des Néandertaliens. M. Collins (York) et F.Welker) du MPI d’anthropologie évolutive de Leipzig ont analysé les protéines retrouvées sur les artéfacts ainsi que leur composition isotopique. Ils ont pu montrer, par exemple, que le collagène est riche en acide-aminé asparagine  alors que le collagène humain moderne riche en acide aspartique (on le sait parce qu’on a la séquence du génome du Néandertal). L’âge a pu être précisé : 42’000 ans. C’était le temps où les H. sapiens arrivaient dans ces régions. Triste pour les Néandertaliens, la rencontre n’a pas duré.

 

29.09.2016. Nature 537, 7622

587. EVIDENCE-BASES POLICY. Gilles, Lucy, Arjun. Éditorial. B. Colglazier. La politique basée sur l’évidence est en progression. Pinker (2011) explique comment et pourquoi la violence du monde ne cesse de diminuer. Il parait qu’une actualisation confirme la tendance. J’imagine qu’aux dernières nouvelles, il faut quand même noter une mauvaise passe. Ici, l’auteur offre un message presque également optimiste : la politique basée sur l’évidence progresse un peu partout. Il remarque toutefois que, si ce fait n’apparait pas toujours clairement (on pense à Brexit et Trump), il faut voir que l’évidence s’évalue en fonction de différentes valeurs (je répète les mots de l’auteur.) Valeur distributive se réfère à l’intérêt propre de la personne ou du groupe ;  procédurale, pour la façon de mise en application (autoritaire, consensuelle) ; évidentielle quand il s’agit d’évaluer la solidité des évidences. Le message de l’auteur c’est que le monde progresse pour ce qui concerne le 3e aspect ; c’est de la science. Les autres, c’est la politique.

Je comprends donc que la science progresse mais où sont les progrès de la politique ?

 

– 588. CRISPR, ÉPIGÉNÉTIQUE. Laurée. Les possibilités de CRISPR pour l’édition de l’ADN sont connues. Puis, on a appris à l’utiliser pour éditer les ARN. Un nouveau développement est cité ici ; il s’agit d’éditer la méthylation de l’ADN, c’est-à-dire non pas de change les codons A,T,G, C ou U de l’ADN ou de l’ARN, mais de modifier les marqueurs épigénétiques qui modifient la lecture des gènes. Cell http://doi.org/bqzj(2016)

 

– 591. ÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE. Nouveau rapport d’un think tank US. L’échauffement probable induit par l’utilisation des réserves connues de combustibles fossiles dépasserait 2°. Pour rester aux 1.5° visés à Paris 2015, il faudrait s’abstenir d’en consommer plus de la moitié, davantage si on continue à en découvrir de nouvelles. Quand arrêtera-t-on de subventionner la recherche de nouvelles sources ?

 

– 595. MÉDECINE, BIENFAISANCE. Lucy, Gilles. La Fondation Bill et Melinda Gates a été créée en 2000 avec une dote de 43 milliards. Sa philosophie : chaque vie est également valable ; sa politique : l’altruisme efficace. J’ai crû comprendre qu’elle a un impact impressionnant sur la recherche médicale et l’aide au développement.. Ici est discutée une initiative similaire de Mark Zuckerberg, fondateur et directeur de Facebook et de sa femme Priscilla Chan. À l’occasion de la naissance de leur filles, ils avaient annoncé en décembre qu’ils voulaient donner 99% de leur fortune (même ordre de grandeur que celle des Gates) pour améliorer le monde durant leur vie. Le projet se met en route. Il veut voir grand et loin et ils le veulent evidence-based.

Que dire ? Bravo les femmes ! (Je trouve Mme Chan très bien sur la photo ; c’est presque une injure, mais comparer ces deux sur cette photo – et sur d’autres photos d’ailleurs – avec celles des Trump est significatif).

zuckerberg_200916

Bravo les altruistes ! Il existe malheureusement d’autres actions tout aussi massives et privées dans le domaine de la médecine basée sur l’évidence qui ne semblent pas être motivées par l’altruisme (Verily de Google, ou 23andMe).

Que penser de ces champions de l’économie rapace qui deviennent si généreux. Je suis pour, parce que je crois que l’homme peut s’améliorer et prendre conscience que, au-dessus du minimum, le bonheur vient de ce qu’on donne et non de ce que l’on a. Je préfèrerais que le premier bénéficiaire de ces fortunes colossales soit l’État, à travers les impôts fortement progressifs. L’idéal serait les deux.

Il n’empêche que cette histoire me rend joyeux.

go.nature.com/2dzc018

 

– 627 – 8, 656 – 660. ORIGINE DE LA VIE. Clément. De Science du 3.6, je rapportais des considérations sur les conditions nécessaires à l’émergence de la vie. La partie qui me semblait la moins élaborée se rapportait à l’émergence des réseaux chimiques complexes. Dans le présent article, les auteurs construisent, à partir de molécules organiques simples (thiol, R-C-SH ; on en trouve dans les comètes récemment explorées) des réactions qui, combinées, sont autocatalytiques, bistables et périodiques. C’est déjà beaucoup ! Ceci d’autant plus qu’avec la périodicité s’ouvrent de riches possibilités de structures complexes ; l’autoassemblage n’est pas loin. Le commentateur de l’article identifie la localisation comme le point manquant principal. Il fait alors remarquer que si la localisation est le fait de l’enfermement dans une membrane, on tombe sur un autre problème : les membranes sont relativement perméables à ces petites molécules. Ce qui peut alors sauver, c’est le même type de réseau réalisé avec des macromolécules. Le ribozyme est tout indiqué, mais les exercices avec les molécules simples aideront à affiner les conditions d’élaboration des réseaux prévivants. Petit à petit, on y voit plus clair sur l’origine de la vie.

 

30.09.16. Science 353, 6307

– 1482 ORIGINE SYSTÈME SOLAIRE, ROSETTA. Manu. La mission de Rosetta à la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko s’est terminée le 30 septembre par la collision finale. Même si la rencontre s’est faite à la vitesse du pas et que la sonde n’est pas forcément détruite, il n’y aura pas de suite, car l’antenne ne peut s’orienter dans la bonne direction. Malgré l’échec partiel de l’atterrisseur Philae qui a été se fourrer dans l’ombre d’une crevasse et n’a ainsi pas pu recharger ses batteries, vidées après 3 jours, la moisson des résultats, dont la publication ne fait que commencer, est remarquable.

Jusqu’ici on pensait généralement que les comètes étaient nées avec le système solaire par la violente agrégation de gros morceaux. Ce n’est pas le cas même si on voit des empreintes de morceaux de quelques mètres. Pour le reste, Rosetta a montré de 67P, une structure en couches d’ognon datant de la formation de la comète et partiellement exposée par érosion. Globalement 67P est très peu dense, 70% de son volume est vide est 15% est composé d’une matière duveteuse à structure fractale typique de l’agrégation douce de particules irrégulières (une de ces particules a été recueillie et analysée par Rosetta avec un microscope à force atomique). La densité de ces agrégats ne serait pas plus grande que celle de l’air. Le tout est parsemé de matière organique complexe.

On se réjouit de lire les publications.

 

1499-1500, 1529 – 31. ÉMOTION, COMPORTEMENT, BOURDON. Lia, Jacques H. Les états d’âme du bourdon. Les humains ont l’intelligence, les sentiments et les émotions, les animaux ont l’instinct, ça n’a rien à voir. Le 20e siècle nous a fatigués avec cette vue stérile et prétentieuse. On en ressort lentement et je me plais à suivre ce chemin. Ici, il s’agit d’étudier l’optimisme et le pessimisme chez le bourdon! Évidemment, pour commencer, il faut définir les termes. On appelle punition quelque chose pour quoi on est disposé à travailler afin de l’éviter ; par contre on est prêt à travailler pour obtenir une récompense. Un animal exposé à une punition est dans un état affectif négatif. Mutant mutandis pour état affectif positif. Sont-ce de bonnes définitions ? On peut en discuter, mais, au moins, ce sont des définitions opérationnelles que l’on peut utiliser expérimentalement. Voici donc l’expérience.

On commence par enseigner à un bourdon que, à gauche de l’arène, il y a une solution de sucrose à 30% dans un récipient vert. Miam c’est bon! À droite de l’arène, il découvre aussi que, marquée en bleu, il y a, quelquefois, de l’eau. Une fois ceci acquit, le bourdon lâché dans l’arène se presse pour aller au sucre, il prend son temps pour aller à l’eau. Vient alors l’élément d’incertitude. Plus de sucrose, plus d’eau, mais, entre les deux, un récipient de couleur intermédiaire. On détermine le temps qu’il faut au bourdon pour y aller voir.

Ayant bien maitrisé ces situations le bourdon est prêt pour tester l’effet de l’état affectif positif induit en remplaçant l’eau sucrée verte à 30% par de l’eau sucrée verte à 60%. Ouah, c’est super bon! Le bourdon tout heureux (en état affectif positif) est remis devant le cas incertain. Il y va explorer le récipient inconnu plus vite qu’avant. L’optimisme le motive.

Expérience inverse, l’état affectif négatif est induit en immobilisant le bourdon, simulacre d’attaque du prédateur. Libéré, on le remet devant le test ambigu. Le stressé, dans un état affectif négatif prend plus de temps pour aller chercher ce qui, peut-être lui fera du bien. Il n’empêche que, il sera plus vite remis s’il tombe sur du sucre concentré.

Suivent toutes sortes de variantes. L’une d’entre elles consiste à traiter le bourdon avec un inhibiteur de la dopamine. Le petit courage au sucre concentré n’a plus d’effet, que ce soit pour le rendre entreprenant vers la source incertaine, ou pour retrouver sa forme après le traumatisme.

Parler des émotions du bourdon devient raisonnable. Va-t-on bientôt tester sa conscience ?

Références

Kandel, E. R. (2016). Reductionism in Art and Brain Science. Bridging the Two  Cultures: Columbia University Press.

Ball, P. (2010). The music instinct: how music works and why we can’t do without it. : Bodley Head.

Levitin, D. J. (2010). Why music moves us. Nature, 464, 834 – 835.

Sacks, O. (2007). Musicophilia. Tales of music and the brain. London: Picador.

de Gennes, P.-G. (1985). Scaling concepts in polymer physics (2d ed.). Ithaca, London: Cornell University Press.

de Gennes, P. G. (1985). Wetting: Statistics and dynamics. Reviews Modern Physics, 57, 828-637.

De Gennes, P. G. (1984). Comment s’étale une goutte ? Pour la Science (pp. 88-113).

Semenov, S. N., Kraft, L. J., Ainla, A., Zhao, M., Baghbanzadeh, M., Campbell, V. E., . . . Whitesides, G. M. (2016). Autocatalytic, bistable, oscillatory networks of biologically relevant organic reactions. Nature, 537(7622), 656-660. doi:10.1038/nature19776

Pinker, S. (2011). The better angels of our nature: Why violence has declined: Viking.

3 réflexions sur « Septembre 2016. Actualité scientifique selon Jacques »

  1. Note en relation avec l’anthropomorphisme et les états d’âme du bourdon: Jacquess Hausser, celui qui a commencé à me faire connaître la biologie évolutive il y a 40 ans, commente ainsi le site de Lia Rosso – http://www.rossoeditions.com/index.html -, mon éditrice favorite (malheureusement , je n’ai encore rien à lui proposer).

    Est-t-il POSSIBLE de faire de la vulgarisation sans anthropomorphiser l’objet d’étude, sans lui prêter une volonté et des intentions propres (“agency” en anglais, pas de mot équivalent en français) ? En astrophysique peut-être (quoi que…_), mais en biologie j’en suis beaucoup moins sûr, les biologistes eux-mêmes anthropomorphisant allègrement: “gène égoîste”, “évolution concertée”, et même “sélection naturelle” (*).

    Peut-être que notre “théorie de l’esprit” et nos neurones miroirs ont un peu surévolué et dépassé leur fonction première. Ils nous permettent d’accorder une “agency” aux gens avec qui nous interagissons, mais aussi, sans doute, à nos prédateurs et nos proies, voir plus loin si entente. Peut-être que prêter une “agency” à ce que nous étudions est le seul moyen de comprendre – ou en tout cas le plus facile à mettre en oeuvre.

    Voilà, voilà, voilà…, comme disait ma Grand-mère.

  2. Toujours pertinent pour les états-d’âmes du bourdon, Lia Rosso (la journaliste scientifique dont le blog – http://www.rossoeditions.com/index.html – est l’objet du commentaire de Jacques Hausser) développe ses réflexions.

    JH: > Est-t-il POSSIBLE de faire de la vulgarisation sans anthropomorphiser l’objet d’étude, sans lui prêter une volonté et des intentions propres (“agency” en anglais, pas de mot équivalent en français) ? En astrophysique peut-être (quoi que…), mais en biologie
    > j’en suis beaucoup moins sûr, les biologistes eux-mêmes anthropomorphisant allègrement: “gène égoîste”, “évolution concertée”, et même “sélection naturelle” (*).

    LR: À mon avis, la vulgarisation scientifique est proche de la science et se veut la plus objective possible. En principe, elle ne cède donc pas à la tentation d’anthropomorphiser l’objet de l’étude.
    Je donne souvent des cours de biologie et génétique pour le grand public, je présente les données, sans prendre parti, sans donner mes positions. Je fais ce genre de divulgation si je donne des cours ou si j’écris des articles, bien entendu dans la limite du possible, car je trouve parfois difficile de rester objective sur des thématiques qui me tiennent à cœur.
    Ce qui m’a poussée à écrire un roman plutôt qu’un autre texte plus « sérieux » c’était l’envie d’être libre et d’explorer avec mon imagination les limites de ce que j’ai appris à définir « scientifique ».

    JH: > Peut-être que notre “théorie de l’esprit” et nos neurones miroirs ont un peu surévolué et dépassé leur fonction première. Ils nous permettent d’accorder une “agency” aux gens avec qui nous interagissons, mais aussi, sans doute, à nos prédateurs et nos proies, voir plus loin si entente. Peut-être que prêter une “agency” à ce que nous étudions est le seul moyen de comprendre – ou en tout cas le plus facile à mettre en oeuvre.
    >
    LR: Là vous soulevez un point très important.
    Plus que l’envie de comprendre, je dirais que pour moi c’est le désir de communiquer. C’est pour cela que j’ai imaginé un dialogue avec une cellule. Je suis née humaine, avec des neurones miroir et une « théorie de l’esprit », alors je les utilise. Donner une parole humaine à une cellule n’est qu’une tentative de traduire ce que je ressens par rapport à la vie et à toutes les cellules que j’ai vu bouger sous la lumière du microscope. Je ne pense pas qu’il s’agit d’une surévolution. Il s’agit plutôt d’une recherche d’une conscience autre que la conscience humaine. Je sais, ce sont des thématiques glissantes.
    En étudiant la biologie, je me suis rendue compte que dans la vie tout est communication, dans le sens qu’il y a un échange continuel de messages entre tout ce qui vit. Nos cellules n’arrêtent pas de recevoir et d’émettre des messages. À mon avis, les langages humains, avec toute leur complexité, ne sont que des langages parmi d’autres. Tout être vivant communique.
    Vous savez, il y a une question clé qui sous-tend ce roman et mes réflexions en général : Que se passerait-il si à la place de vouloir comprendre on essayait aussi de communiquer avec la vie? Le désir de comprendre nous met dans une position de supériorité envers le reste du vivant et nous légitime à briser l’objet que nous étudions, l’envie de communiquer , par contre, me fait plutôt penser à l’amitié, à une relation de respect et d’écoute vers l’autre.
    Un journaliste qui a lu mon roman m’a demandé si je ne vais pas explorer des domaines exotériques. J’ai répondu que la nature me suffit amplement. Je pense, comme disait St Augustin, qu’il existe seulement la nature, simplement une partie est connue par l’être humain et une autre partie ne l’est pas encore. Je suis tout simplement intriguée par cette partie de la nature qui reste inexplorée, je suis persuadée qu’il reste une infinité de découvertes surprenantes à faire sur ce que nous sommes et sur ce qui est la vie.

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