01.04.05. Scientific American.

– 11 – 12. NEUROBIOLOGIE, BIOLOGIE MOLÉCULAIRE. Laurée. R. Jacobson. The persistence of memory. On explique généralement la mémoire à court terme (mémoire de travail, le No. de téléphone que l’on compose à partir de l’annuaire) par l’activité électrique du cerveau. Elle est inscrite dans les trains de décharges coordonnées qu’envoient les neurones. Cette activité contribue à la formation ou la destruction de synapses modifiant petit à petit le réseau neuronal qui forme le substrat de la mémoire à long terme. La périodes intermédiaires (minute à heure) est mystérieuse; on se rend compte qu’il faudrait quelque chose pour la porter mais on ne sait pas quoi. Le présent article rapporte une remarquable expérience. Activé par une exposition prolongée à de petites décharges électriques, le cerveau d’Aplysia (une espèce de limace) exprime de nouvelles synapses qui rendent ces neurones réactifs aux décharges. Les neurones sont alors isolées et mis en culture. Après quelques jours, ces neurones établissent un nouveau réseau de connections synaptiques qui, c’est normal, n’a plus la mémoire de l’histoire passée. Pourtant, surprise, surprise, deux jours après la stimulation qui ne donnait rien initialement, le réseau synaptique retrouve sa réactivité face à la stimulation électrique. Le réseau synaptique est détruit mais la mémoire revient doucement lorsue revient le stimuli innitial. Il faut croire qu’elle se cache ailleurs. Dans les gènes imagines l’auteur D. Glazman d’UCLA, proposant ainsi un beau chapitre à creuser pour les épigénéticiens. Personnellement, je rêve depuis longtemps que des protéines de type prions puissent porter la mémoire chimique intermédiaire. L’idée est la suivante. Nous voulons un système du genre flip-flop qui flip sous l’effet d’un signal (ce pourrait être la décharge de la synapse) et qui revienne tranquillement à l’était initial par un flop au bout de quelques minutes ou quelques heures. Le problème est que, au niveau moléculaires, la thermodynamiques favorise un flip-flop rapide (à cette échelle, la micro-seconde est longue). Les molécules qui flippent durablement le font généralement de manière irréversible. Elles ne nous intéressent pas. En biologie, les cycles à longue constante de temps existent pourtant. On pense à l’effet d’un gène ou la polymérisation-dépolymérisation des µ-tubules. Toutefois ces systèmes sont lents parce qu’ils sont extrêmement complexes alors que nous aimerions un système simple et peu couteux. Le prion pathologique est une des rares molécule simple qui fasse son flip après une très longue attente. Se peut-il que le prion non pathologique – dont on ne connait toujours pas la fonction – puisse faire flop dans les synapses quelques minutes ou quelques heures après le flip induit par le message électrique? Ceci est une élucubration gratuite.

– 47 – 51. PSYCHOLOGIE, NEUROBIOLOGIE. R.F. Baumeister, Conquer yourself, conquer the world. Anecdotes: (i) jeune adulte, j’avais reçu de Michèle un minuscule bouquin, « la volonté » qui prônait de la développer par des exercices. Il m’a été important est l’est encore. De là j’ai mes habitudes – limitées – de relaxation et de contrôle de soi. (ii) Lors d’une récente rencontre conflictuelle, j’avais vaillamment lutté lors de la première altercation. Lorsqu’est venue la 2e , qui était d’ailleurs aussi prévisible que la première, je n’ai pas bougé, comme si, ayant déjà donné, j’étais dispensé de me mobiliser à nouveau.

Depuis des décennies, la psychologie valorise l’estime de soi comme base à la bonne vie. Il semblerait que la psychologie expérimentale, la neurobiologie et l’étude de l’addiction sont en passe de faire du contrôle de soi la nouvelle panacée. Le contrôle de soi, c’est la capacité à réguler ses impulsions et ses désirs. Celui qui en est richement équipé à tous les avantages dans la vie. Il est meilleur à l’école, a un meilleur job, gagne plus, est mieux apprécié de ses proches et est un meilleur amant. On le met moins en prison, il sombre plus rarement dans des addictions et aura moins de grossesses non désirées. Le contrôle de soi semble être pour l’individu ce que le facteur Gini est pour la société. Son héritabilité est notoire, mais surtout, il s’éduque et les méthodes pour le faire fonctionnent assez bien. C’est l’anecdote (i). Les ressources en contrôle de soi dont chacun dispose à un moment sont limitées. Comme le représente l’analogie hydraulique, sa consommation à un moment donné, rend le moment suivant vide. C’est l’anecdote (ii). En général, parce que nous avons le temps de récupérer d’une tentation à l’autre, notre contrôle de soi fonctionne à peu près. Le drame de l’addiction n’est pas que ceux qui en souffrent sont particulièrement peu capables de contrôle de soi, mais que leur mal ne leur laisse aucun répit. Une fois en manque, le besoin de cigarette ne lâche plus. Le malade cèdera à la première basse de son tonus de contrôle de soi. La revalorisation de la volonté et de sa culture ne me déplait pas. Est-ce un courant de fond evidence based, ou n’est-ce que le biais politiquement motivé de ce chercheur de Floride. Nous serons vigilants. Le 15.4.15, j’ai appris que le groupe de Ernst Fehr (neuroéconomie, Zürich) poursuit en milieu scolaire une recherche destinée à tester ces idées dans le cadre d’une étude comparative prévue sur de nombreuses années

02.04.15. Nature 520

– 18, online 14299. CRISPR, ÉTIQUE, GÉNIE GÉNÉTIQUE. Urs, Laurée, Manu. H.Ledford rapporte: Mini enzyme to complement CRISPR. Depuis quelque temps, il n’y a pas de mois que je ne vous parle des perowskites qui sont en passe de changer la donne de l’énergie solaire. Lent, lent, tout cela comparé à CRISPR qui est en passe de révolutionner le génie génétique. C’est presque toutes les semaines qu’il en est question sur mon blog. Il s’agit donc d’une technologie dérivée d’un système de défense des bactéries contre les virus. La rumeur veut que l’article décrivant la première correction d’un défaut génétique chez un embryon humain va sortir incessamment. Pas en Suisse ni dans un des 60 autres états civilisés qui interdisent ce genre de manipulation. Ce qui serait autorisé chez nous et qui attire fort les biotechnologues et les médecins, c’est la correction ciblée de cellules somatiques défectueuses. Par exemple, on aimerait corriger le gène de la dystrophine responsable de la myopathie de Duchenne, cette terrible dégénérescence musculaire qui tue 1 enfant sur 3’500 avant qu’il n’atteigne l’âge adulte. La méthode que l’on vise le plus souvent consisterait à infecter les cellules à corriger avec un virus dans lequel est intégré l’ADN corrigé ainsi que le moyen de le mettre en place. Dans la situation actuelle, cette correction est alléatoire et inefficace. Cas9 et le système CRISPR devraient permettre une intégration parfaite à l’endroit rigoureusement choisi. Le problème est que AAV, le virus utilisé pour cette technique, est trop petit pour transporter la grande protéine Cas9 et l’ARN spécifiant l’emplacement. L’article dont il est question ici rapporte que, en analysant les variants du système CRISPR/Cas9 de nombreuses bactéries, les auteurs en ont trouvé un dont le message sur l’ADN est de 1000 lettres plus court et qui, de ce fait, trouve sa place dans le vecteur AAV. Un détail technique, peut-on penser. Sans doute, mais à mon sens, c’est la première fois que l’on tient une piste vraiment sérieuse (meilleure que le thé vert en tout cas) pour espérer corriger bientôt la myopathie de Duchenne – et bien d’autres maladies génétiques

– 27. CLIMAT, POLITIQUE. D. G. Victor (seul spécialiste de la politique des sciences à l’IPCC). Mettre les sciences sociales dans la politique du climat.

L’image résume.  

C’est l’histoire du type qui a perdu sa clé. D’autres gens sympas viennent lui aider à la chercher sous le lampadaire. Rien! L’un d’eux demande: « Es-tu sûr de l’avoir perdue ici? » « Non, c’est plus loin, mais là-bas il n’y a pas de lumière et les gens râlent. »

Récemment, un proche collègue – et en principe, un ami – m’a offert l’occasion d’une expérience frappante à ce même propos. Il disait: « L’échauffement climatique […] est une esbroufe planétaire, relayée par les médias. » La suite fut peu amène.

C’est aussi la leçon principale que je tire de mes 6 premières années de retraite: les gens communiquent beaucoup plus mal que l’on ne l’imagine. Chacun, engoncé dans son image du monde, incapable de se projeter dans celle de son partenaire, n’écoute pas et n’y comprend rien.

Le présent article constate que l’IPCC (le panel international d’étude sur le climat) émet un aimable ronronnement totalement à côté de la plaque. L’échauffement climatique est une réalité maintenant bien connue; ce qui ne l’est pas, c’est comment notre société doit y faire face. La question n’est plus tant du domaine des sciences de la Terre. Elle est de celui des sciences humaines. Il y a urgence. Pour enfin faire sens, cet automne à Paris, l’IPCC devra s’ouvrir aux sciences sociales et oser aborder les problèmes politiques qu’il a toujours frileusement mis de côté. Ce sont par exemple: (i) qui va payer le cout du changement climatique? (ii) comment distribuer les contributions? (iii) Quels accords internationaux faut-il conclure? (iv) comment répondent les gouvernements et les peuples aux informations sur le climat? (v) vers quels conflits va-t-on, comment les gérer et comment éviter les guerres?

Eh oui, gens des sciences humaines, cessez de vous plaindre de ne pas être pris au sérieux ou de devoir écrire vos «Grants» en anglais. Venez sérieusement travailler aux problèmes vitaux de notre monde que seule pourra résoudre la science la plus large et la plus ouverte. Vos compétences y sont absolument nécessaires.

Autre chapitre et même conclusion: Que faire de CRISPR/Cas9 et de ses acolytes présents et avenir?

03.4.15 Science348, 6230.

– 14 – 15. ÉTHIQUE, GÉNIE GÉNÉTIQUE, SCIENCE ET SOCIÉTÉ. J. Couzin-Frankel. Les mitochondries font débat. Les Anglais autorisent depuis peu la fécondation in vitro (FIV) avec transfert de mitochondrie d’une donneuse (« enfant à 3 parents »). Les conséquences compliquées apparaissent déjà. En voici un exemple. L’ADN est concentré dans le noyau des cellules; en particulier dans l’ovule et le spermatozoïde. Toutes nos cellules contiennent aussi, mais hors du noyau, des mitochondries qui fournissent l’énergie nécessaire à tous les processus cellulaires. Bizarrement, les mitochondries ont aussi un peu d’ADN codant pour quelques-unes de leurs protéines. Les mitochondries de l’ovule passent à l’embryon. Celles du sperme sont rejetées  lors de la fécondation. Comme l’ADN nucléaire, l’ADN mitochondrial peut aussi porter des mutations néfastes. Les maladies qui en résultent sont caractéristiques et ne sont transmises que par la mère. C’est pour permettre à ces femmes d’avoir un enfant sain que les Anglais ont autorisé une nouvelle procédure de FIV. La méthode consiste à prélever un ovule chez une donneuse saine. On remplace le noyau de cet ovule par un noyau prélevé sur un ovule de la mère. On a ainsi un ovule qui contient l’ADN nucléaire de la future mère et les mitochondries de la donneuse. Après quoi, on procède à une FIV normale, par fécondation, implantation chez la mère. À priori, voilà qui est très bien. Pourtant certains sont inquiets. Ils craignent la pente glissante qui peut mener à n’importe quoi, même à ce que nous n’avons pas imaginé. 
Par exemple. Il y a une légende urbaine pseudoscientifique qui prétend que la vitalité d’un individu dépend de la vigueur de l’embryon précoce. De là à penser qu’un boost mitochondrial de l’ovule avant fécondation donnerait du turbo au développement précoce. Michelle Dipp et sa firme OvaScience veulent vendre ce service et prétendent que le rechargement mitochondrial augmente considérablement le taux de succès de la FIV. La firme ne devrait pas avoir de grands problèmes en Angleterre qui a ouvert la voie. Aux USA il y a bagarre, car la FDA (Food and Drug Administration) est censée approuver toutes nouvelles pratiques médicales. Mme Dipp insiste en constatant que la pratique fonctionne, qu’elle est demandée et que si le service ne peut pas être fourni aux USA il sera fourni ailleurs dans de moins bonnes conditions. Allons-y gaiment! …mais pas en Suisse, la loi actuelle ni celle sur laquelle nous aurons à voter le 14 juin ne permettent ce genre d’exercice.  

– 20. EBOLA. On se bat pour les patients! L’épidémie diminue et les patients manquent pour tester médicaments et vaccins qui arrivent enfin sur le terrain. Il faudrait abandonner certains programmes peu prometteurs pour concentrer sur ceux qui le sont le plus. La décision est scientifiquement difficile. Qui peut la prendre? Les seules personnes qui seraient vraiment compétentes sont les médecins qui conduisent les tests, mais ceux-ci sont presque tous liés aux firmes qui veulent valider leur produit pour le vendre. Impossible d’arriver à une décision raisonnable. La triste saga de la gestion de l’épidémie continue.

– 36 – 38. ÉTHIQUE, GÉNIE GÉNÉTIQUE. Baltimore, Berg et 16 autres (dont un Suisse de Zürich, seul non US). Appel à ne pas pratiquer de modifications génétiques sur les cellules germinales humaines avant qu’une discussion générale n’ait eu lieu sur l’opportunité d’une telle action.  L’appel était annoncé (ici aussi). Il est lancé par ceux qui sont à l’origine de la révolution méthodologique actuelle et ceux qui avaient initialisé le moratoire d’Asilomar en 1975 (?) Il est motivé par (i) le développement récent du système CRISPR/Cas9 qui va sans doute faire passer le génie génétique de l’était de laborieux bricolage à celui de méthode mure et efficace aux possibilités illimitées et (ii) l’urgence induite par la rumeur que l’annonce de la première modification génétique d’un embryon est sous presse. (Voir 23.4.15)

–  90. ÉPIGÉNÉTIQUE. Laurée. Ragunathan et al. Hérédité épigénétique ou effet de séquence. Question: les modifications épigénétiques (méthylation, phosphorylation) passent-elles à la génération suivante (i) comme telle ou (ii) par le fait que la séquence spécifique de l’ADN recrute les enzymes induisant la modification à la nouvelle génération? La question n’a pas reçu de réponse claire jusqu’ici, mais cet article montre que, dans le cas de modification liée aux histones (1er niveau d’empaquetage de l’ADN), l’hérédité épigénétique est une vraie hérédité (cas (i)), mais qu’elle ne se maintien guère sur plusieurs générations. Il s’agit bien ici d’hérédité somatique (lors de la division cellulaire) et non pas d’hérédité germinale (de parents à enfants). Pour cette dernière, il faudra revenir.

09.04.15. Nature 520, 7546

– 137 . GÉNÉTIQUE, SCIENCE ET SOCIÉTÉ. 23andMe en Angleterre. 23andMe est la firme US qui offre, pour un prix dérisoire, le séquençage du génome de chacun en s’appropriant les droits sur cette information. On en a parlé (voir commentaire du 1.1.2015), c’est épouvantable. L’administration US est intervenue pour interdit à 23&Me son commerce dans la forme actuelle. Le 30 mars, la firme a annoncé que son kit de test était dorénavant disponible dans 600 pharmacies anglaises. Contrôler l’usage de la génétique sera difficile.

– 148 – 150. TECHNIQUE, ÉNERGIE. M. Peplow. Histoire de trous. Stocker un gaz comme le méthane ou l’hydrogène est couteux et lourd. Une méthode prometteuse consiste à l’absorber dans les trous d’un matériau poreux. Pour ce faire, la zéolite, un aluminosilicate, est considérée comme le matériel de choix. Une autre voie semble approcher maturité : fabriquer des cristaux poreux rigoureusement contrôlés en liant des noyaux minéraux avec des molécules organiques (MOF: metalo-organic framework). Actuellement, certains de ces cristaux battent tous les records de rapport surface/volume (on approche l’hectare/gramme). Le procédé est adaptable à l’infini selon la dimension et la nature des pores. BASF en a créé 20’000 potentiellement utilisables pour des fonctions telles que: stockage de gaz, extraction de CO2, séparations de mélanges, catalyse et études structurales. Pour H2, le but de 40g/l visé par le département US de l’énergie pour 2020 n’est pas atteint, mais les chances sont bonnes. Les 2 prochaines années seront décisives.

10.4.15. Science 348, 6231.

– 178 – 80. MÉDECINE, ÉTHIQUE. I.G. Cohen et al., la thérapie de remplacement mitochondrial. Voir ci-dessus: Science 348, 14 (2015). Face aux questions médicales et éthiques soulevées par cette nouvelle technique, la GB et les USA procèdent de manière très différente. Il y a leçon à en tirer pour tous. Les auteurs mettent en évidence 4 différences. (i) Les Anglais ont un organisme spécifique et indépendant (HFEA) destiné à rapporter au parlement sur tout ce qui touche à la loi de 1990 sur la fertilisation humaine et l’embryologie. L’interaction avec le Parlement est étroite et la HFEA organise de larges consultations avec le public. Aux USA, c’est le Centre d’évaluation et de recherche biologique de la FDA (Food and Drug Administration) qui est répondant. Ce mélange entre recherche et politique est lourd. (ii) Aux USA, le débat est davantage politisé par des mouvements fondamentalistes de type « prolife ». (iii) Un large débat en diverses modalités a été organisé avec le public anglais. Aux USA, les organes officiels restent très fermés au public. (iv) Les auteurs parlent de « fierté nationale » GB dans ce domaine de la science. L’article conclut qu’ « il reste à voir si la réforme du système US peut se faire sans le faire couler sous l’effet de son poids et des vents politiques ».

16.4.15. Nature 520.

– 273. BIOTECHNOLOGIE. Rapport de conférence. L’impression 3-D devient vivante. Il est présenté une oreille de remplacement construite par impression 3-D avec des cellules vivantes dans un échafaudage d’hydrogel se reconstituant en cartilage. Un fil de nanoparticules d’argent servant d’antenne y est intégré. La conférence conclut toutefois que le chemin pour reconstruire des organes de remplacement vivants sera encore long!

– 275 – 6. GENRE, SCIENCE ET SOCIÉTÉ. Rapport sur un article: William & Ceci, PNAS USA, http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1418878112(2015). Étude de psychologie expérimentale sur l’effet du genre dans la sélection académique au niveau de la prétitularisation aux USA. Différentes approches sont utilisées, par exemple, la présentation de cas hypothétiques à des personnes en position de prendre de telles décisions. Le résultat montre que les femmes sont préférées à deux contre un. OK, je veux bien qu’il y ait actuellement un certain biais en faveur des femmes, mais, en Suisse en tous cas, la réalité des nominations est bien différente. De nouveau la question: qu’a-t-on mesuré? 

17.4.15. Science 348, 6232. Un riche numéro.

-303 – 307 + Insights 288-9. BIOLOGIE STRUCTURALE, CRYO-ME. Greber et al. (Zürich) Structure du mitoribosome. La révolution de la cryo-microscopie est en marche. Elle a commencé il y a quelque 18 mois par la publication de quelques modèles de structures atteignant la résolution atomique. La plus remarquable de ces structures nouvellement résolues et le mitoribosome. Un groupe de Zürich et un groupe de Cambridge sont en belle concurrence, publiant chaque quelques mois le raffinement suivant de leurs modèles. Nous en avons déjà parlé ici (Science, 7.11.14; http://www.dubochet.ch/jacques/?p=417#more-417). Rappelons: le ribosome est une énorme structure formée d’un demi-millon d’atomes, d’une centaine de protéines et de plusieurs filaments d’ARN. Chaque cellule en contient un grand nombre. Leur fonction: la synthèse des protéines à partir du message de l’ADN via RNA interposé. Les bactéries ont leurs ribosomes. Les cellules supérieures (eucaryotes) ont aussi les leurs, nettement différents. Il y a 1,5 milliard d’années, une cellule eucaryote (de l’époque) a avalé une bactérie (de l’époque) et, surprise, surprise, au lieu de l’habituelle digestion de la première par la seconde, les deux cellules se sont entendues en une collaboration qui dure encore et qui s’est étendue à l’ensemble du monde des eucaryotes. Dans cette collaboration, la bactérie s’est spécialisée dans la production de carburant (la molécule d’ATP). Elle est devenue l’organelle que l’on appelle mitochondrie. Durant cette évolution, le ribosome bactérien initial a considérablement évolué. On lui donne le nom de mitoribosome. Les ribosomes bactériens comme ceux des eucaryotes ont été intensément étudiés depuis 50 ans. Le mitoribosome, par conte a été étonnement négligé. Jusqu’il y a 2 ans, on n’en savait pas grand-chose. Tout à coup, il s’offre à nous par sa carte atomique complète … et l’on sent venir quelque chose de fondamental.

En 1952 (?) Watson et Crick ont découvert la structure de l’ADN. Leur article se termine par une phrase fameuse (citée de mémoire): « Il n’a pas échappé aux auteurs que la structure proposée a des conséquences fonctionnelles intéressantes ». Oui, intéressante, on peut le dire; elle révèle le mécanisme le plus fondamental de la vie, la réplication, le passage de l’information génétique d’une génération à la suivante. Sur cette base fracassante, le programme de la recherche biologique était tout tracé: résoudre les structures pour en comprendre la fonction. Depuis, on devint très bon à résoudre la structure des protéines et de différents complexes ± significatifs. La base de données centralisée PDB contient plus de 100’000 modèles à résolution atomique. Pourtant le résultat global est décevant. Ces structures sont peu bavardes et même en les torturant de toute manière, elles n’avouent que péniblement leurs fonctions. La raison, en est peut-être que, contrairement à l’ADN dont la fonction de réplication est condensée dans le principe simple de l’appariement des deux brins, la grande majorité des fonctions biologiques font appel à des interactions complexes dans des structures multiples. Pour y comprendre quelque chose, il faut voir grand.

Arrive le mitoribosome, organelle complexe fonctionnant par l’interaction de plus de 100 sous-unités structurales, que la cryo-ME révèle d’un coup, tout entier. Les chercheurs observent et s’étonnent. Ils remarquent, par exemple, une petite molécule inattendue, enfouie dans la structure, ou alors une protubérance bizarre que l’on ne retrouve pas dans les ribosomes cellulaires et déjà, alors que l’étude ne fait que commencer, ils remarquent que la molécule surprise comme aussi la protubérance font sens. Les voir dans leur contexte révèle leur fonction.

Est-ce, 50 ans plus tard, le retour à la case de départ de la biologie structurale… par la cryo-ME? Comme on peut l’imaginer, l’idée me plait.

– 327 – 330. CLIMAT, GLACIER, ANTARCTIQUE. F. S. Paolo et al. La perte de volume de la banquise antarctique s’accélère.  D’abord, ne confondons pas la banquise, qui est la couche de glace formée sur la mer refroidie, et le flot glaciaire qui se déverse dans la mer. L’article rapporte 20 ans de mesures de quantité de glace dans la banquise durant les 20 dernières années. Résultat: de 1994 – 2003, le volume total était stable avec une légère décroissance en Antarctique de l’Ouest et légère croissance à l’est. De 2004 à 2012, l’ouest est en forte diminution alors que l’est a cessé de croitre. En 20 ans, les grandes banquises de l’ouest ont perdu jusqu’à 18% de leur épaisseur.

Pour ce qui est de la masse totale de glace, la banquise est relativement peu importante. Par contre, elle joue un rôle stabilisateur de l’écoulement des grands glaciers. Gardons l’oeil sur la banquise, sa disparition pourrait être un déclencheur de l’écoulement glaciaire. On l’a vu, ça peut être sérieux au nord (voir: ), au sud, aïe aïe!

– À ce propos, un article du Scientific American du 1er mai est relevant. Il concerne la stabilité de la banquise arctique (elle est beaucoup plus mince que les grandes banquises antarctiques). En substance, il noté que, là où est la banquise, il n’y a pas de vagues. La banquise se disloque lorsqu’elle est soumise à des vagues venant de l’extérieur, et ce, d’autant plus que les vagues sont grandes – évidemment – et longues. Pour que les vagues soient grandes et longues, il faut du vent et de la distance. Avant l’échauffement climatique, la banquise arctique s’étendait la majeure partie de l’année jusqu’à la terre (Sibérie, Alaska, Canada, Groenland) ou pas très loin. Ainsi: pas de mer libre, pas de vagues, banquise stable. L’échauffement climatique change la donne: recul de la banquise, mer libre, vent et vague contre la banquise, plus de mer découverte, plus grandes vagues… etc. Ainsi s’explique peut-être que le recule des glaces arctiques dépasse toutes les prévisions.

– 333 – 336. Features: 274 – 281. CHIENS, DOMESTICATION, SOCIOBIOLOGIE. Nagasawa et al. Les chiens ont détourné le mécanisme d’attachement des humains. Le chien est de beaucoup le plus ancien animal domestique: 15 – 30’000 ans selon les archéologues. Arrive la génétique. Elle confirme la plus ancienne de ces valeurs ou plus encore. Elle montre aussi que tous les chiens descendent du loup, mais on ne sait pas si cette évolution a une ou plusieurs origines. En tous cas, le génome du chien est identique à celui du loup à 99,9%. Pour comparaison, notons que la différence homme-chimpanzé est de 1.5% ce qui ne surprend pas puisque la séparation loup/chien est si récente. Autrefois on imaginait qu’un humain avait, un jour, adopté un bébé loup et l’avait éduqué en un chien domestique. Ce n’est pas possible. Apprivoiser un bébé loup peut se faire dans une certaine mesure, mais le résultat adulte est quand même un loup ± dénaturé. Le scénario probable est plus lent. Il commence par des loups intéressés aux restes de nourriture d’une troupe humaine. Ceux des loups qui étaient les moins effrayés par l’homme et qui étaient les moins agressifs envers lui ont profité au mieux de cette relation. La sélection naturelle a favorisé le renforcement de cette relation. Comment cela s’est-il passé. L’article dont il est question ici apporte une réponse surprenante et, à mon sens, d’importance majeure.

La femme humaine comme la louve s’attache à ses petits. L’hormone ocytocine en est l’expression physiologique majeure. Chez l’humain l’attachement a pris des formes très évoluées, en particulier dans l’attachement à l’intérieur du couple ou celui du père pour ses enfants, toutes choses qui ne sont pas dans la nature du loup. Ces attachements sont liés à des signaux tels que le toucher, les odeurs, les pleurs du bébé, mais chez l’homme, le plus caractéristique passe par le regard. On se regarde, on se sourit, on s’aime… et dans le processus monte le taux d’ocytocine chez les deux partenaires. Le loup ne regarde pas dans les yeux. Tous les chiens le font avec intensité. Les expériences rapportées ici consistent à laisser se regarder le chien et le maitre et à constater que le taux d’ocytocine en est augmenté chez les deux en même temps qu’est augmentée la bienveillance mutuelle. L’application intranasale d’ocytocine au chien renforce son regard vers l’homme ainsi que les marques d’attachement.

On en conclut que durant le cours de l’évolution du loup en chien, le mécanisme d’attachement de la chienne vers ses petits à été repris et étendu à l’attachement du chien – femelle ou mâle – envers l’être humain. La rapidité avec laquelle s’est développée cette propriété comportementale complexe ne semble pas compatible avec un ajustement pièce par pièce selon le laborieux processus du bricolage de l’évolution. Il faut croire qu’elle a été mise en place comme un bloc cohérent. On a l’impression que la « cassette sociale » de la relation femelle/petit a été recyclée presque telle qu’elle dans la relation sociale homme/chien. Comme il n’y a qu’un pour mille de différence entre le génome du chien et celui du loup, il ne sera peut-être pas trop difficile d’élucider ce qu’est cette « cassette sociale » et ses nouvelles régulations chez le chien. La cassette sociale du chien étant visiblement assez semblable à celle de l’homme (l’expérience rapportée ici confirme ce que savent tous les cynophiles), ce que l’on va apprendre de l’une nous informera aussi sur l’autre.

23.4.15 ÉTHIQUE. GÉNÉTIQUE. La rumeur est officielle.

La rumeur circulait depuis quelques mois; la grande presse confirme aujourd’hui la publication d’un article décrivant la première correction d’une maladie génétique dans un embryon humain. Elle concerne la correction du gène responsable de la thalassémie bêta. (Par hasard, mon élève Mina fait son travail d’année au gymnase sur ce sujet précisément). En Suisse, comme dans 60 autres pays, ce genre d’intervention est interdite. Elle inquiète. On y reviendra.

http://www.rts.ch/info/sciences-tech/6726688-des-chinois-sont-parvenus-a-modifier-genetiquement-des-embryons-humains.html

24.4.15, Science 348,6233

380- 1.POLITIQUE SCIENTIFIQUE. Gilles. News. Proposition de budget pour les sciences US par le président du comité des affaires scientifiques de la chambre des représentants. Il y a déjà quelque temps que Lamar Smith (R – TX) sévit, mais il semble que la situation actuelle lui est favorable. Il s’encourage. Son programme s’appelle America COMPETES. Il implique en particulier. Désignation des domaines importants pour la Nation. Diminution massive >50% du financement des sciences sociales et géosciences. Ferme la recherche sur le climat au DOE (dpt. energie). Et le plus beau. Interdit le gouvernement de faire un usage politique des résultats de la recherche du DOE.

Pour ce qui est des sentiments humanistes, la torture fait mal au ventre. Pour ce qui est de la raison, le mouvement antiscience dont M. Smith ou autres deniers sont les porteurs, me fait presque aussi mal.

394-5: perspectives; 428-431; 431 – 434. CHIMIE. ENVIRONNEMENT. Suite réflexion avec Jean-Claude. D’où vient la différence de concentration isotopique dans les gaz organiques tels que CO2 ou CH4. Les réactions chimiques produisant le gaz ont une efficacité qui dépend de l’isotope. L’effet, qui porte typiquement sur quelques o/oo, diminue avec la température. La température des dinosaures a ainsi été estimée. Dans les deux articles dont il est question ici, l’analyse est plus subtile. Les auteurs déterminent la concentration des molécules qui contiennent plusieurs isotopes lourds (e.g: ¹³CH₃D et autres, ou la ribambelle des O₂ telle que ¹⁸O¹⁷O). De là, ils déduisent l’origine des réactions qui ont produit le gaz. Par exemple le chemin photosynthétique de O2 (Yeung et al.) ou l’hydrogénation du C par H2 du méthane (Wang et al.)

– 442 – 444. BIOTECHNOLOGIE. Alain, Gilles, Lary. Gantz & Bier (La Jolla, USA.) The mutagenic chain reaction (MCR). De Science du 8.8. 2014 nous avions rapporté le développement du Gene Drive System qui permet de faire qu’une mutation introduite (hétérozygote) force l’homozygotie à la génération suivante. Ainsi le lent et incertain processus évolutif d’envahissement d’un trait dans une population est cout circuité par une domination forcée. Le présent article utilise le système CRISPR/Cas9 à même fin. Je ne peux pas juger ce que vaut le nouveau système par rapport à celui de 2014. Quoi qu’il en soit, ce que l’on peut imaginer des possibilités de l’une et de l’autre de ces techniques est fracassant. Ce que l’on n’imagine pas l’est sans doute encore plus. Comme il se doit, les auteurs rappellent le risque que l’un de ces construits échappe. Ils proposent un protocole qui empêcherait sa viabilité hors labo. Ils parlent aussi de l’urgence d’un vaste débat et citent le moratoire d’Asilomar pour y penser. Lip service, comme on dit en anglais.
L’affaire m’inspire le petit conte suivant.

On a trouvé de l’or, là-haut, sur la montagne du village de Heidi. Les premiers sur place ont vite su en tirer profit. Ils ont creusé avec vigueur, ont abattu quelques rochers et ont veillé à bien assurer leurs droits exclusifs sur la mine et ses produits. Ils ont aussi observé les larges fissures que leurs efforts avaient provoquées et ils se sont demandé: « oh là, est-elle stable cette montagne? » Après quoi, ils sont allés voir le Président et le Bureau du Conseil Communal in corpore pour les informer de la menace qui plane sur le village et leur suggérer de faire exécuter de toute urgence les travaux qui, peut-être, éviteront l’effondrement catastrophique. Ils ont proposé de diriger les travaux.

30.4.15, Nature 520.

– 600 – 603. ÉTHIQUE, RECHERCHE. Alain, Gilles. News, D. Cryanoski. Collateral Damage. L’Institut Riken, et ses différents centres étaient LE fleuron de la science – surtout biologique – japonaise et le paradis pour ceux qui y travaillaient. Financement et salaires généreux, indépendance dans la recherche, libre d’enseignements – un peu comme l’EMBL, mais sans limites de temps pour les chercheurs engagés. Conséquemment, les chercheurs de Riken sont au « cutting edge » de la science et les chercheurs « normaux » les regardent sans aménité. Au début 2014 un groupe du Riken Center for Developmental Biology (CDB), annoncent avoir découvert comment transformer des cellules somatiques normales en cellules souches par un simple traitement physique (à la limite, il deviendrait possible de refaire simplement un organisme entier à partir d’une cellule quelconque du corps). Très vite les résultats sont mis en doute puis il apparait qu’ils reposent sur des données frauduleuses. La réaction des autorités est massive jusque au plus haut niveau. C’est comme si la nation tout entière se sentait attaquée. Un coauteur de l’article – personnage important et cofondateur de l’Institut – se suicide. Toute l’institution Riken est paralysée. Une commission gouvernementale est désignée pour analyser le cas et proposer les mesures à prendre. Au lieu de se borner à identifier les tricheurs, comme habituellement dans un tel cas, elle considère d’abord les conditions qui ont pu conduire au dérapage. Leurs propositions sont larges et sévères. L’une d’elles appelle à « démolir le CDB parce que, en tant qu’organisation, il induit structurellement la fraude ou est incapable de la détecter ». La Direction et même le nom du CDB sont remplacés, le budget réduit de 40%. Aujourd’hui, le Centre et Riken tout entier se sentent malades et ils le sont. Beaucoup de voix critiquent la sévérité de la procédure qui revient à jeter le bébé avec le bain, ils suggèrent que la jalousie a joué un grand rôle et que le fait de mettre tous les membres du Centre dans le même paquet est malhonnête et inhabile.

Je constate que dans les affaires de tricherie scientifique, j’ai le plus souvent l’impression que les petits scientifiques agités sont des boucs émissaires adéquats pour limiter les dégâts. Dans le cas Riken, les Japonais innovent à l’extrême opposé. Dans les deux cas, un meilleur équilibre serait bienvenu, mais – comme disent les artilleurs – après tant de coups trop courts, un coup trop long peut-être bienvenu. Si j’avais quelque chose à dire à la science en général et à l’EPFL en particulier, je suggèrerais, à titre prophylactique, de prendre note du coup japonais.

– 615 – 16. GÉNÉTIQUE. Clément, Laurée, Mario, Urs. Recension de 3 livres. Small talk. Lorsque l’on a commencé à déchiffrer le génome des organismes supérieurs, on s’est étonné que seulement une petite partie code pour des protéines (2% chez les humains). Ne sachant rien du reste, beaucoup l’ont hâtivement appelé « junk DNA » (ADN-poubelle). Puis, petit à petit, on a découvert que cette « matière noire » est transcrite en ARN de toutes tailles et on a découvert des rôles pour certains de ces ARN. Bref, le nouveau crédo est inversé: tout est fonctionnel dans le message génétique. Ce qui était imaginé « junk » est ainsi devenu le meilleur de nous. La merveilleuse nature humaine est à trouver dans cette mer de composantes issues de l’ADN qui ne code pas pour des protéines. C’est en gros le message de ces trois livres. Alors donc, quelle valeur et quelle fonction faut-il attribuer à ce DNA qui reste passablement mystérieux?

L’autre jour (le 29.4) Chris Pointing du MRC de Cambridge posait cette question dans le cadre du séminaire hebdomadaire du DEE. Son approche est fondamentale: fonctionnel est ce que l’évolution contraint, le reste est bruit de fond, ballast ou parasite. Si un codon (une lettre de l’ADN) est contraint par l’évolution, c’est à dire s’il joue un rôle dans la fitness (la survie) de l’organisme, il aura tendance à être précieusement conservé s’il est utile ou alors, il sera éliminé s’il est perturbateur. Le « junk » inutile changera au hasard, selon le taux d’erreur classique des mécanismes de reproduction du message génétique. Bref, le taux local de mutation est un indicateur de la fonctionnalité du message auquel il contribue. Notons quand même que les mutations sont trop rares pour que la mesure soit statistiquement valable sur un seul codon. La résolution de la méthode est relativement faible, mais ce qu’elle dit se moque de tous les détails fonctionnels, seul « ça sert » ou « ça ne sert pas » compte. Résultat: 8% du génome est contraint. Et le reste? On le sait, il n’est pas rien, il fonctionne, il est biophysiquement et biochimiquement actif, biologiquement probablement aussi, mais il ne sert pas à l’individu. 92% du génome humain ne raconte que du small talk, bruyant, inutile pour l’organisme, peut-être utile pour quelques étranges formes de parasitisme.  

– 640 – 645. CRYO-ME, STRUCTURE MOLÉCULAIRE. Encore une structure de ribosome; une de plus pour celui des eucaryotes. De mieux en mieux, 3.6 – 2.9Å par un groupe plutôt modestement connu (B. Klaholz à Strasbourg). C’est l’inflation des modèles; la Cryo-ME se démocratise.