Bio-Tremplins : la biologie vit et évolue. L'enseignement aussi

Prof. Jan Pawlowski,  La biodiversité en code-barres - rêve ou réalité?

Swiss Life Sciences 2012 8 mai 2012 à 18h30 Auditoire U600 Uni-Dufour.  Cf plus bas pour les détails.

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Comment former nos élèves à un monde ou la biologie est information plus que molécules ?

Les séquenceurs d'ADN de plus en plus abordables et les bases bioinformatique changent tous les domaines de la biologie, mais aussi manière dont la biologie s'insère dans notre société.

D e plus en plus on identifie les espèces par un séquençage - de plus en plus rapide, de moins en moins cher – on se connecte à une base de données et le nom de l'espèce ressort et offre l'accès à une masse d'information sur cette espèce dont les gens font usage pour leur activité professionelle, leur recherche, leurs intérêts.
Le principe est simplifié, mais on n'est pas loin de cela.
Nous avions évoqué la question il y a quelques temps dans une Bio-Tremplins  :  Le code-barre pour la détermination en botanique ?

Fig 1 : Une botaniste détermine les plantes dans la nature à l'aide d'un guide a)[ img ] Photo F. Lombard ... et peut-être à l'aide d'un micro-séquenceur dans le futur ? (il s'agit d'une anticipation possible selon le Consortium for the Barcode of Life (CBOL) . b)[ img ]Source: CBOL.

Un scanner-séquenceur de poche, une connexion aux bases de séquences et hop on a déterminé l'espèce et bien plus encore

Un peu sur le modèles de ces logiciels scanners de code-barre déjà existants qui identifient le n° ISBN, se connecte à des bases de données et vous trouve la référence complète du livre, son abstract, son prix ( exemple ) . Tout ça en quelques secondes...

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On peut imaginer qu'un jour proche, un appareil manuel permette de déterminer l'espèce,... peut-être un petit accessoire à brancher sur votre iPhone.
Il parait raisonnable d'imaginer que de tels appareils se généralisent dans le monde auquel nous préparons nos élèves... pour vérifier la provenance du poisson qu'on mange, pour identifier la plante qu'on cultive, pour vérifier l'importation illégale d'espèces,  pour vérifier que les médicaments naturels sont bien ce qu'ils disent être,…

Le séquençage dans les mains du consommateur ?

Ce sont des questions qu'un consommateur peut se poser.  La FRC se les pose déjà et y répond avec des études de labo pour vérifier la nature des aliments. Dans ce cas ce sont des tests classiques par empreinte génétique, mais l'idée de vérifier ce qu'on achète par l'ADN et les bases de données bioinformatiques est déjà une réalité. 

• FRC (2010) 1 POISSON SUR 4 … les tests adn pratiqués sur les poissons de mer vendus en suisse romande révèlent que l'espèce vendue n'est pas la bonne dans un cas sur 4.

Que des consommateurs se promènent bientôt dans les rayons du supermarché ou entre les étals d'un marché avec un tel séquenceur de poche et une connexion aux bases biologiques pour vérifier si le produit Bio est bien ce qui est annoncé parait très probable ...
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Fig 2 : Comment préparer les élèves à un monde ou la systématique est utilisée bien plus largement dans les activités professionnelles, citoyennes et de consommateur 
(il s'agit d'une anticipation possible... et oui je sais UniProt est une base  de protéines, pas d'ADN !) Uniprot.org

Pour vérifier la composition des médecines alternatives ?

Sur le plan de la recherche, une étude récente (Coghlan, M. L. 2012)  séquence l'ADN de deux gènes, trnL , un gène des commun a toutes les plantes, et 16srRNA , commun aux plantes et aux animaux. Avec cette technique, ils ont étudié la composition de médicaments de médecine traditionnelle chinoise. Ils ont trouvé de traces de plantes des genres Ephedra et Asarum susceptibles de contenir des substances toxiques comme l'acide aristolochique, interdit dans de nombreux pays parce qu'il cause des maladies rénales et une forme de cancer ( upper urinary tract : UUC). Ce toxique a été trouvé dans plusieurs échantillons de préparations phytothérapiques.  Un médicament censé contenir de l'Antilope saiga - une espèce en voie d'extinction - contenait aussi de la chèvre et du mouton.

Fig 3 : Censé contenir de l'Antilope saiga - une espèce en voie d'extinction - ce produit contient aussi de la chèvre et du mouton.  [ img ]Source  M. L. Coghlan et al., PLoS Genetics, 8 (April 2012):

Comment préparer nos élèves une majorité de NFB (Non-Futur-Biologistes) à un monde où la connexion d'un séquenceur et des bases bioinformatiques est  courante...
Comment enseigner la botanique, l'écologie,  l'évolution ?
Faut-il prendre : « la distance par rapport à l'urgence de l'intervention technique et sociale, permettant la mise en question critique des savoirs et de leur fonctionnement individuel et social » Rumelhard, G. (1995) prone le  « le refus du fétichisme de la modernité, de la recherche du savoir le plus récent trop souvent couplé au prophétisme des découvertes à venir ».
En même temps ignorer complètement un changement profond de la biologie devient de plus en plus difficile à défendre...

Mais alors comment adapter nos enseignements pour former des citoyens capables de décisions responsables dans ce monde-là ?

Nos cours sur la classification les préparent-ils bien a ce monde-là ? On peut se demander si une approche presque inverse... (apprendre à se situer une espèce identifiée dans une taxonomie accessible, savoir s'y repérer et la mettre en relation avec d'autres savoirs, en connaître les limites) aurait du sens dans certains cas ?
Pas facile... en tous cas une magnifique conférence est proposée par l’université, qui peut nous aider sur le plan de la biologie sur laquelle tout cela repose. Et pour avancer la réflexion sur cette manifestation de plus du virage de la biologie vers le traitement de l'information.

La biodiversité en code-barres - rêve ou réalité?

Conférence Prof. Jan Pawlowski 8 mai 2012 , 18h30 U600, Uni Dufour Tout public Plus d'info
8 mai 2012 à 18h30
Auditoire U600 Uni-Dufour
Flyer (2 039 Ko,)

Fig 4 : Un code-barre vivant ? .  [ img ]Source :université de Genève 

Les analyses génétiques de l’environnement révèlent que nos connaissances de la biodiversité sont très lacunaires. Étant donné que chaque espèce vivante possède un petit fragment d’ADN qui lui est propre, ces séquences spécifiques pourraient être utilisées comme des «code-barres génétiques» dans la constitution d’une encyclopédie de la vie.
La conférence abordera les enjeux de la création d’un inventaire génétique de la biodiversité, ainsi que les innombrables perspectives de recherche et d’applications qui en découlent. 

Sources

• Labo du prof Pawlowski
  
• Coghlan, M. L., Haile, J., Houston, J., Murray, D. C., White, N. E., Moolhuijzen, P., Bellgard, M. I., et al. (2012). Deep Sequencing of Plant and Animal DNA Contained within Traditional Chinese Medicines Reveals Legality Issues and Health Safety Concerns. PLoS Genet , 8 (4), e1002657. doi: 10.1371/journal.pgen.1002657
• Rumelhard, G. (1995). De la biologie contemporaine à son enseignement. In Develay.M. (Ed.), Savoir scolaire et didactique des disciplines (pp. 317). Paris: ESF.
  
  

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