Bio-Tremplins : un volet de Jump-To-Science focalisé sur les changements de la biologie et son enseignement.
Pour développer et maintenir vivant le lien entre la recherche et l'enseignement. Des éclairages sur l'actualité scientifique , comme un tremplin vers la source de l'information scientifique
La communication scientifique : pas seulement en classe !
Bio-Tremplins s'adresse à ceux qui réfléchissent à la communication scientifique - en particulier en classe mais aussi dans d'autres lieux comme les musées et lieux culturels. La question de la médiation scientifique reste délicate, et les difficultés de communication des apports de la science avec le public sont notoires. La crise de confiance que la vache folle a révélé touche peut-être plus les autorités que les scientifiques mais de nombreux chercheurs se sont sentis incompris lors d'interactions avec le public ou les médias. On pense aux vaccins par exemple où malgré ce que les scientifiques ont dit, la crainte ( confirmée non fondée depuis (Leask, J. 2011). ) d'un lien entre un vaccin et l'autisme avait fait chuter le taux de vaccination et augmenter massivement les cas d'oreillons Cf. fig. 1).
Fig 1: La crainte d'un lien entre un vaccin et l'autisme avait fait chuter le taux de vaccination et augmenter les cas d'oreillons [img] SOURCE: HEALTH PROTECTION AGENCY in Leask, J. (2011).
La manière de communiquer de la communauté scientifique pour être efficace est posée avec acuité.
Quelle forme de communication est efficace envers le public ?
Pour Penders, B. (2014) Que les scientifiques disent les choses comme elles sont à leurs yeux n'est pas efficace. Ce qui est efficace est une capacité avérée à résoudre les problèmes, à construire la confiance parmi son auditoire et à prendre leurs doutes au sérieux, plutôt que de les rejeter comme de l'ignorance.
"This suggests that public credibility is not the result of experts telling the truth as they see it. It is the result of a demonstrated ability to solve problems, to build trust amongst one's audience, and to take doubts seriously rather than rejecting them as ignorant. After all, beyond the boundaries of the lab, trust and narratives contribute as much as truth and data to public credibility. "
Et pour ceux impliqués dans la communication scientifique ?
Savons-nous montrer à quel point ce que nous enseignons aide à résoudre les problèmes que les élèves / notre public rencontrent dans leur vie ? Est-ce que par exemple la connaissance des stades de la méiose les y aide ? Ou est-ce que les aider à comprendre les potentiels et les enjeux des tests génétiques pour eux et leurs proches n'aide pas plus ? Est-ce que nos méthodes pédagogiques construisent la confiance ? Est-ce que nous arrivons à prendre au sérieux les interrogations et les doutes des élèves ou des publics sur les OGM, les vaccins, l'évolution, les prétendu tests de fidélité ou de risques de cancer proposés sur internet...
Les aidons-nous à comprendre et à décider dans un monde en changement ? Cf par exemple :
L'image des scientifiques positive mais confondue avec d'autres acteurs …
Pourtant la recherche a montré que l'image des scientifiques reste positive (Boy, 2002). Mais j'ai l'impression qu'une confusion dans le public et même les médias mériterait d'être démêlée entre a) la recherche, b) les multinationales de l'agrobusiness ou les pharma, c) les autorités sanitaires : sans imaginer qu'il n'y ait pas de liens du tout, ces acteurs n'ont pas tout à fait les mêmes buts... Et bien comprendre qui communique aidera nos jeunes à mettre en perspective ce qu'ils lisent.
La formation des opinions change avec le Web 2.0…
Une autre étude récente dans Science montre que les liens de la recherche scientifique avec les médias ne sont pas si mauvais qu'on le dit souvent (Peters et al., 2008). Ils indiquent que le public recourt moins aux médias traditionnels dans leur forme électronique mais plus aux nouveaux medias du web 2.0 (facebook, twitter, blogs, forums etc. ) et que la manière dont les opinions se forment change.
"Today, audiences turn more and more to blogs and other online-only media sources for information about specific scientific issues and much less to online versions of traditional news outlets. Almost half of Americans currently rely on nontraditional online sources, and only 12% turn to science news from online content provided by traditional print newspapers and magazines. "
Fig 2: le web 2.0 change la manière dont les opinions se forment [img] PHOTO CREDIT: ISTOCKPHOTO.COM
et le ton des commentaires peut jouer un rôle décisif pour la formation des opinions (P. Ladwig et al 2011 in Brossard, D.,et al., 2013)
"Disturbingly, readers' interpretations of potential risks associated with the technology described in the news article differed significantly depending only on the tone of the manipulated reader comments posted with the story. Exposure to uncivil comments (which included name calling and other non–content-specific expressions of incivility) polarized the views among proponents and opponents of the technology with respect to its potential risks. In other words, just the tone of the comments following balanced science stories in Web 2.0 environments can significantly alter how audiences think about the technology itself."
Discuter de ces problématiques dans un nouveau lieu de sciences…
C'est parmi bien d'autres ce genre de problématiques -et bien d'autres - qui seront débattues lors d'une journée de formation continue sur la médiation scientifique organisée par mediamus (cf. plus bas) qui aura lieu au tout nouveau BioScope. Nous aurons l'occasion de reparler bientôt de ce lieu de découverte et d'apprentissage innovant que la faculté des sciences organise et qui sera bientôt opérationnel.
Sources :
Boy, D. (2002), . Les raisons de la désaffection des jeunes pour les études scientifiques. Intervention dans la table ronde " L'image de la science chez les jeunes ". Paper presented at Les études scientifiques en question, Villeneuve d'Asq.(28 février au 1er mars 2002.)
Brossard, D., & Scheufele, D. A. (2013). Science, New Media, and the Public. Science, 339(6115), 40-41. doi: 10.1126/science.1232329
Leask, J. (2011). Target the fence-sitters. Nature, 473(7348), 443‑445. doi:10.1038/473443a
Osborne, J., Simon, S. & Collins, S. (2003) Attitude toward science: a review of literature and its implications. International Journal of science Education, 25 (9), 1049-1079.
Ladwig P. et al., abstract, The Annual Conference of the Association for Education in Journalism and Mass Communication, St. Louis, MO, August 2011; www.aejmc.com/home/2011/06/ctec-2011-abstracts.
Penders, B. (2014). Public Credibility Drives Vaccination Decisions. Science, 344(6185), 693‑693. doi:10.1126/science.344.6185.693
Peters, H. P., Brossard, D., de Cheveigne, S., Dunwoody, S., Kallfass, M., Miller, S., et al. (2008). SCIENCE COMMUNICATION: Interactions with the Mass Media. Science, 321(5886), 204-205.doi:10.1126/science.1157780
Venturini, P. (2007). L'envie d'apprendre les sciences : motivation, attitudes, rapport aux savoirs. Paris: Fabert.
Chères collègues, chers collègues, Madame, Monsieur, L'association suisse des médiateurs culturels de musée (mediamus) en partenariat avec l'Université de Genève, le Muséum d'histoire naturelle et les Conservatoire et jardin botaniques de la Ville de Genève sont heureux de vous convier à une journée de formation continue sur la médiation scientifique, intitulée: Médiation scientifique: comment favoriser le dialogue avec son public? A travers cette journée, nous invitons les participants à réfléchir à leur propre pratique de médiateurs scientifiques, accompagnés par des chercheurs, des spécialistes de l'écoute et du spectacle. Cette formationaura lieu le mardi 4 novembre 2014 au Bioscope, le nouveau laboratoire citoyen et pédagogique de l'Université de Genève, consacré aux sciences de la vie et aux sciences biomédicales. Vous pouvez vous inscrire jusqu'au 10 octobre 2014 en ligne sur:
L'équipe du Musée d'histoire des
sciences
est très heureuse de vous annoncer la prochaine Nuit de la
science qui
se tiendra dans le parc de la Perle du Lac et dans le Musée.
Tout ce qui brille... n'est
pas or
Samedi 5 juillet : de 14h à tard
dans
la soirée Dimanche 6 juillet : de 12h à 20h
Vous êtes cordialement invités au
vernissage,
samedi à 18h au Théâtre (n°42 sur le plan) gratuit, tout public et par tous les
temps
Je me réjouis de vous croiser
dans le
parc à l'occasion de cette belle fête !
Avec mes cordiales salutations
Laurence-Isaline Stahl Gretsch
Musée d'histoire des sciences
128 rue de Lausanne, 1202 Genève
Tel : +41.22.418.50.71
Fax : +41.22.418.50.61 www.ville-ge.ch/mhs
La Nuit de la science 2014 : «
Tout
ce qui brille… n’est pas or »
Pour sa 10e édition, la Nuit de
la science
revient avec un thème brillant. Cette année, place aux
étincelles, reflets
et autres chatoiements scientifiques ! Il y aura de l’or, du
bronze, de
la lumière, des miroirs, des cristaux, des protéines lumineuses,
et …
des éclats de rire. Le thème choisi est aussi une invitation à
se méfier
des apparences : ce ne sont pas forcément les expériences les
plus clinquantes
qui apportent le plus à la connaissance ; de même, un phénomène
considéré
comme simple a parfois des causes complexes. Attention aux
faux-semblants,
aux illusions d’optiques et autres artifices !
C’est sur les nombreux stands de
science
que pourra se faire la rencontre entre le public et les
chercheurs,
qu’ils soient issus des universités lémaniques et des hautes
écoles, ou
des musées genevois, sans oublier les différentes sociétés
d’amateurs.
Tous portés par leur enthousiasme communicatif et leur envie de
partager
leur passion avec un public le plus large possible. Parce que la
science
se déguste à tout âge et de toutes les façons, il y aura aussi
de nombreux
ateliers pour les familles, des présentations d’objets
intrigants, de
lumineuses et aériennes expositions, des contes, des spectacles
qui proposent
une lecture décalée des phénomènes scientifiques, des débats et
même …
de brillantes palabres citoyennes.
La Nuit de la science, une
expérience
à vivre, seul, en famille ou entre amis !
L'examen de ce graphique (Romon, M., 2012) suggère immédiatement qu'acheter bio rend moins gros qu'acheter hard discount …
Fig 1 : les personnes étudiées dans les
magasins bio avaient un profil métabolique plus sveltes que
ceux des hard discount [img] source : Romon, M., (2012), LA
RECHERCHE.
C'est effectivement le titre qu'on trouve facilement Des chercheurs sérieux, des données robustes, une revue sérieuse : c'est scientifiquement prouvé, non ?
C'est effectivement implicite dans les titre qu'on trouve facilement. Par exemple :
Le hard discount rend plus gros : EuroClinix toute l'actualité de la santé et les médicaments. "Plus on fait ses courses dans des magasins de hard-discount, plus on prend du poids. Voilà ce qu’il ressort d’une étude très sérieuse menée par des chercheurs de l’INSERM, parue ce mois-ci dans la revue PlosOne." "Les supermarchés bio ont, pour leur part, des clients plus minces : leur clientèle peut avoir jusqu’à 6.1 cm de tour de taille en moins que la moyenne !"
Hard discount : gagnez 2,2… cm de tour de taille !www.allodocteurs.fr "Surpoids, le lieu des courses en dit long. Plus on fait ses courses dans le hard discount, plus les ventres s’arrondissent. C’est le constat annoncé par des chercheurs de l’Inserm, dans une étude très sérieuse, parue ce mois-ci dans la revue PlosOne."
On peut noter que ce sites qui se veulent sérieux et à connotation médicale retiennent une conclusion sans nuances et l'appuient sur l'autorité de l'Inserm et la revue PlosOne, mais ne discutent pas le lien entre les données et la conclusion - présentée comme une certitude. Cependant ils le font parfois tout à la fin de l'article, mais pas dans les titres et chapeaux d’articles qui sont la partie la plus lue, évidemment.
Effectivement ce graphique (fig 1.) indique une corrélation, mais ne suffit pas à démontrer scientifiquement qu'acheter chez Lidl rend gros (dommage j'aimais assez l'idée…).
Une des caractéristiques de la démarche scientifique est d'oser discuter la solidité des liens entre les données et les affirmations (Toulmin cellule argumentative, 2003) Un très bon article dans Science : Osborne, (2010).
On peut dire qu'une connaissance devient scientifique dans la mesure où elle tente de vérifier si cette explication est la seule : c'est à dire d'essayer d'éliminer toutes les autres explications possibles de ces données.
Des données solides…
Le graphique montre bien que les personnes étudiées dans les magasins bio avaient un profil métabolique plus sveltes que ceux des hard discount. Cela n'est guère discutable. Leurs données sont rigoureuses (On peut admettre que PLOSone n'aurait pas publié sinon). Ils ont étudié le lien entre les clients de divers supermarchés, l’indice de masse corporelle et le périmètre abdominal des personnes. En effet les risques cardio-vasculaires sont associés au tour de taille et pas seulement à l'indice de masse corporelle.
…impliquent-elles une conclusion solide ?
Ces données solides suggèrent une conclusion : Acheter dans un magasin bio rendrait moins gros qu'acheter dans un hard discount. Mais est-ce la seule explication possible ?
Démarche scientifique
La démarche scientifique conduit à envisager toutes les autres possibilités, à ne pas se satisfaire de la conclusion que le sens commun suggère. C'est cette attitude qui a fait comprendre que le soleil ne tourne pas autour de la terre…
Et si c'était l'inverse : les sveltes préfèrent les magasins bio ?
L'explication alternative la plus évidente est que les personnes plus corpulentes iraient plutôt acheter dans les hard discount et les plus maigres dans les magasins bio … Assez crédible en effet !
Mais cela n'est pas tout : Les chercheurs ont pris en compte de nombreux paramètres qui pourraient influencer ces indices comme le niveau socio-économique (on sait que les milieux mois favorisés sont plus souvent obèses) ou les habitudes de consommation (on sait que les hard discount sont plus souvent dans les quartiers défavorisés) ou la distance entre le domicile et le lieu de consommation ou encore la qualité des fruits et légumes proposés dans ces divers magasins etc. (Chaix, B.,et al. (2012) ici ). (Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article, mais les autres aussi :PlosOne est libre)
On voit donc qu'ils ont tenté de prendre en compte tous les paramètres qui pourraient influencer la consommation et les indices.
D'ailleurs l'article de Le Recherche cité figure 1 le dit bien :
Peut-on déduire de cette étude qu'il existe un lien causal entre la fréquentation des hard discount et le surpoids ?
M.R. Non, c'est plus complexe que cela.Tout d'abord, le lien varie avec le niveau d'éducation, qui est un facteur important dans le choix des produits et la prise de poids qui peut être associée. Comme l'ont montré plusieurs études, la qualité nutritionnelle des produits vendus en hard discount n'est pas en cause: elle est comparable à celle des produits vendus dans les autres magasins. Par ailleurs, les enseignes de hard discount sont généralement implantées dans les quartiers pauvres où vivent la plupart des personnes faiblement éduquées. Ces dernières s'y rendent donc plus facilement. Et pour répondre à leurs préférences réelles ou supposées, ces magasins ont tendance à mettre davantage en avant les produits dit de junkfood qui sont très gras (chips, sodas, sucreries, etc.).
QUESTIONS À L'EXPERT Monique Romon est professeur de nutrition à l'université de Lille
En fait l'étude ne cherchait pas à déterminer quel lieu de consommation est le plus favorable…
Comme objectif de cette étude, Chaix, B.,et al. indiquent qu'ils ont tenté d'établir les réelles habitudes d'achat des populations étudiées, mesurer l'homogénéité des consommateurs d'un type de supermarché, etc. pour les mettre en lien avec les indices de profil métabolique, notamment afin de cibler le plus précisément des campagnes de santé. Pas pour justifier un type de commerce !
Le niveau d'éducation plus important que le lieu de consommation !
Leurs conclusions sont en fait très nuancées : par exemple ils montrent bien que le profil métabolique des consommateurs est effectivement assez homogène selon le type de magasin. On y voit aussi que la consommation dans un hard discount n'est pas liée aux indices d'obésité chez ceux qui ont fait de longues études…
Fig 2: la consommation dans un hard discount n'est pas liée aux indices d'obésité chez ceux qui ont fait de longues études… [img] source(Chaix, B.,et al. (2012) ici ).
Vous qui lisez cette publication avez sans doute une très bonne éducation et pour vous acheter bio ne vous fera probablement pas maigrir !
On pourrait tout aussi bien mettre en avant une autre conclusion :
"Encourager les études pour une population en meilleure santé ! "
Elle est bien mieux étayée par de nombreuses études. Mais prend du temps !
Ce que l'étude révèle
Pour agir plus vite sur l'épidémie d'obésité - c’était l'objectif de cette recherche - des campagnes de prévention pourraient cibler ces lieux de consommation où les personnes à risque sont plus nombreuses. En effet , « que ce lien soit causal ou non, cette étude montre que les supermarchés constituent un lieu potentiellement pertinent pour développer des interventions (diffusion de messages nutritionnels ou autres actions de santé publique) et permet d’identifier ceux dans lesquels de telles interventions sont plus particulièrement utiles pour s’attaquer à l’épidémie d’obésité et à sa distribution inégalitaire » Site de l’Inserm.
Discuter les conclusions à la lumière des données et de la manière dont elles ont été établies : est-ce un aspect de la démarche scientifique ?
Saurons-nous aider nos élèves à développer leur esprit critique - à regarder comment est fondée la conclusion qui leur est présentée - pour comprendre le monde médiatique qui les entoure ?
Est-ce cela apprendre à utiliser la démarche scientifique ?
Osborne, J. (2010). Arguing to Learn in Science: The Role of Collaborative, Critical Discourse. Science, 328(5977), 463-466. doi: 10.1126/science.1183944
Qui ne connait les journées de Chamonix JIES ? A Paris une année sur deux …
Les
journées de Chamonix JIES ont pris un rythme Bisannuel et cette
année est l'année du tremplin : on recule pour mieux sauter …
vers Chamonix 2015 !
Travailler sans recul n'est pas une bonne chose en éducation aimait à répéter Raymond Morel !
Les
conférences sont souvent une bouffée d'air pour renouveler son
enseignement, remettre en question ses pratiques et réfléchir à ce
qu'on peut changer, prendre conscience du changement dans sa
discipline ou son enseignement.
Évidement la date est peu
favorable, mais peut-être certaines directions accepteront une
demande de congé pour dynamiser les enseignements dans leur école
?
Pourquoi
et comment
éduquer aux
données ?
Comment leur
gestion actuelle
affecte-t-elle
notre relation
aux savoirs et à
l'information ?
Quels outils
sont aujourd'hui
à la disposition
des
professionnels
de la médiation
pour former ou
communiquer par
les données ?
Les 10 et 11 juin, les JIES Paris 2014 réuniront
des professionnels
d'horizons variés
autour du thème :
Attention : données ! Les
données dans
l'éducation et
la médiation
scientifiques
et techniques
Vous
êtes acteur de la
recherche, de
l'éducation, de la
communication et
de la culture ou
travaillez sur les
données.
Animateur,
formateur,
documentaliste...
ou simplement un
professionnel
curieux ?
Consultez le pré-programme
et
rejoignez-nous
autour d'un
camembert,
graphique ou
comestible, pour
partager
réflexions et
idées sur l'usage
des données dans
nos métiers.
Pour une fois Bio-tremplins vous parle du backoffice tout le travail de gestion - souvent invisible et méconnu - qui sous-tend l'enseignement de la biologie.
Très prosaïquement …
Tout ce travail perdu !
Fig 1: Appleworks [img] source arstechnica.com De nombreux enseignants avaient apprécié l'excellent compromis facilité et puissance du logiciel intégré ClarisWorks (devenu Appleworks ensuite). Ainsi de nombreux enseignants ont de la difficulté à récupérer les documents depuis qu'il a été supprimé et ne fonctionne plus sur les versions récentes du système. . D'autres ont de la peine à ouvrir des anciens documents Word. Le refus des grands de l'interopérabilité (je peux téléphoner depuis un Nokia vers un iPhone ou un Android… ) et la dépendance à un constructeur (si vous n'utilisez pas ce logiciel-là je n'arriverai pas à l'ouvrir et deviendrai otage d'un constructeur en exigeant que vous me donniez des fichiers de ce type) ont été des difficultés que les constructeurs ont sans doute voulue. Elles fondent la plaisanterie la plus courte en informatique : "compatible !"
…Sauvé grâce à l'OpenSource
Sans refaire tout le débat sur les logiciels enfermant les usagers dans des monopoles Clarisworks était perçu comme une alternative au presque-monopole (de Micro$oft comme disaient certains). Actuellement on a peut-être plus de raisons de se méfier de Google et de Apple que de Microsoft dont la menace parait bien ternie. Et la compatibilité des anciens fichiers .doc est aussi difficile. Depuis les révélations sur les activités de la RSA, des raisons supplémentaires de passer au logiciel libre ont convaincu de nombreuses écoles et administrations de se libérer… Notamment avec
En plus de ces raisons, c'est assez plaisant de voir que LibreOffice - gratuit - offre l'import depuis ClarisWorks/ AppleWorks (même les documents vectoriels) et Word anciens.
Les recherches sur le cerveau ont connu récemment de très nombreux développements, permis par de nouvelles techniques d'imagerie, de marquage des neurones, et de simulations, et j'en oublie...
Par exemple :
Le cerveau comme vous ne l'avez jamais vu : dossier La Recherche décembre 2013 extraits intranet.pdf
Fig 1: le cerveau n'est plus seulement vu comme des aires anatomiques, mais on commence en explorer la dynamique [img] source http://www.humanconnectomeproject.org/
Le fameux et énorme projet Human Brain Project avec l'uni de Genève et l'EPFL envisage de simuler le fonctionnement du cerveau humain …
Et pose d'innombrables questions importantes et difficiles qui concernent les futurs citoyens que nous formons. Pour mieux en comprendre les enjeux trois éclairages différents de ces questions par des spécialistes de haut niveau :
Facile/pas facile... de créer un cerveau humain?
Lundi 26 mai 2014 à 18h30
Au musée d'histoire des sciences
Dans le Parc de la Perle du lac / Trams 15, arrêt Butini / Bus 1 et 25, arrêt Sécheron / Parking adjacent.
ENTRÉE LIBRE
Il est de coutume de dire que le cerveau est l'organe le plus complexe de notre corps. Il y a sans doute là quelque chose de vrai si l'on se réfère à l'extraordinaire construction en réseau de ses milliards de neurones. Comprendre son fonctionnement est un rêve de la science contemporaine. L'intelligence artificielle, à sa façon, a essayé de l'imiter pour mieux le comprendre. Sans réel succès. Aujourd'hui une autre approche domine. Celle qui consiste à recréer son fonctionnement en mettant en réseau des neurones virtuels dont le fonctionnement se rapproche le plus possible des vrais. Ce pari qui réunit plusieurs disciplines scientifiques et techniques, c'est celui du Human Brain Project, projet européen à 1 milliard d'euros co-dirigé par l'EPFL. Mais que peut-on réellement attendre d'une telle démarche? Des progrès majeurs?
Avec la participation de : Bernard Baertschi , Philosophe et éthicien, Université de Genève Christian Luescher, Professeur en neurosciences, Université de Genève Ivan Rodriguez, Professeur en neurogénétique, Université de Genève
Avancer dans sa pile de travail c'est comme creuser un iceberg ?
Alors que la préparation des examens s'empile sur les corrections et les cours, la vie des enseignants et des professeurs ressemble parfois à une course pour finir son travail sans jamais le voir diminuer.
Avancer dans sa pile de travail c'est comme creuser un iceberg : tu enlèves un peu de travail et il en remonte encore plein qui était caché dessous ! Frombard Lançois un jour de lassitude...
Un petit moment de bonheur fait du bien …
La très sérieuse revue Science ne nous offre pas que des données rigoureuses et austères... dans une rubrique Signal/Noise elle nous propose sous le nom de slow life une vidéo magnifique d'images paisibles des fonds marins. Cela fait parfois du bien… pour assumer l'effet iceberg ou peut-être préparer un stage de biologie marine.
Fig 1: Watch: Breathtaking Microscopic Footage of Marine Life [img] source 31 March 2014 | SCIENCENOW
A mind-boggling new video has captured up-close-and-personal footage of the secret life of coral reefs under high magnification. The stunning 3.5-minute clip, dubbed Slow Life, was created with 150,000 shots taken by photographer Daniel Stoupin, BuzzFeed reports. Using time-lapse cinematography, Stoupin is able to speed up slow marine life processes that we typically can’t witness and appreciate, such as a feather duster worm blossoming open and Favia coral pulsating with life.
Synthétiser un chromosome de levure : pourquoi refaire ce qu'on peut acheter par millions dans un cube de levure au supermarché ?
Une news récente dans la revue Science (Elizabeth Pennisi, E. 2014) rapporte les premiers résultats d'un consortium qui est en train de synthétiser tous les chromosomes de la levure.
Ils ont déjà produit le premier chromosome de synthèse d'un eukaryote : le chromosome III de Saccharomyces cerevisiae long de 316,617 paires de bases qui est fonctionnel et stable dans la cellule (Annaluru, N. et al. 20142). Ils établissent avec leurs méthodes les bases pour produire des chromosomes de synthèse. Ce projet qui enrôle toute une armée internationale de chercheurs souvent jeunes est mené par Jef Boeke, qui pourtant en 2004 ne voyait pas l'intérêt de refaire ce qui existe déjà à des millions de copies dans la nature ! Il a bien changé de discours car il conclut qu'il sera bientôt possible de produire des génomes de plantes et d'animaux avec des chromosomes synthétiques en y programmant des fonctions souhaitées et des propriétés phénotypiques rationnellement calculées. (Les membres Expériment@l peuvent obtenir ces articles…).
Fig 1: des algues qui ne font que produire de grandes quantités de lipides comme bio-carburant (Robert F. Service2011). . [img] source : (Robert F. Service2011)
Essayons de comprendre ce que cette biologie de synthèse apporte de nouveau pour mettre en perspective ces recherches et aider nos élèves à comprendre le sens d'un changement qui pourrait profondément modifier notre rapport au vivant et le futur auquel nous les préparons.
La biologie de synthèse … bof, des OGM un peu plus poussés ?
Le projet de la biologie de synthèse – fabriquer des organismes vivants à partir de l'information qui les définit – n'apparait au premier coup d'oeil pas très innovant : cela fait des décennies que nous produisons des organismes à partir d'ADN bien choisis et parfois modifiés. Cela fait des millénaires que par la sélection, ou l'application méticuleusement contrôlée de pollen, de sperme on modifie la composition génétique d'organismes agricoles ou d'élevage. On a produit de nouveaux organismes en fusionnant des génomes entiers (la polyploïdie est très fréquente dans les plantes cultivées) pour de nombreux agrumes, le blé ou le maïs.
Cependant dans tous ces cas on manipule des cellules (gamètes souvent) ou des molécules d'ADN pris dans une être vivant ou plusieurs. La biologie synthétique a le projet de composer l'information du génome - dans un ordinateur par exemple - puis de synthétiser les molécules correspondantes pour former l'organisme vivant. A la limite en n'empruntant aucune molécule à une cellule vivante : d'où l'expression de synthèse.
Un organisme vivant est un ensemble de molécules organisées ?
Il est intéressant de relever qu'on suppose ici que toutes les caractéristiques d'un être vivant sont définies par les molécules qui le composent et leur organisation.
En effet, dans un premier temps la biologie synthétique cherche à synthétiser les molécules du génome pour les insérer dans un organisme similaire dont on aura éliminé l'ADN (avant ou après l'introduction de l'ADN de synthèse).
Implicitement le rôle du cytoplasme est considéré comme sans importance sur le devenir de la lignée d'organisme produite. C'est une évidence pour le biologiste actuel, ça ne l'a pas toujours été. Ce concept structurant en biologie s'est imposé - entre autres je sais que c'est plus complexe historiquement - par des expériences démontrant que c'est le noyau ou l'ADN qui s'y trouve qui détermine la nature de l'organisme. Je vais rapidement rappeler - en m'inspirant de Morange (2003) et Strasser, B. J. (2003) - quelques étapes qui ont conduit la biologie à donner à l'ADN cette place centrale pour voir en quoi cette place va changer de l'ADN vu comme molécule à l'ADN vu comme support d'information et comment cela conduit à la biologie synthétique avant de présenter les recherches les plus récentes et proposer quelques articles pour approfondir.
C'est l'ADN qui compte… donc la synthèse de l'ADN est presque la synthèse du vivant
Le rôle central de l'information stockée dans l'ADN ( et son organisation et sa méthylation etc. faut-il ajouter aujourd'hui) est tellement profondément inscrit dans la biologie actuelle qu'on oublie peut-être que les élèves n'ont pas intégré ce concept avant les enseignements. Ils accueillent les expériences et les exposés de biologie avec leurs modèles naïfs de la nature du vivant, et comprennent parfois mal ce qu'ils voient et entendent dans les cours et de TP !
De nombreuses expériences ont établi la nature chimique des gènes et finalement cette primauté de l'information sur les molécules.
-->« La biologie moléculaire […est ] une nouvelle manière de percevoir le vivant comme réservoir et transmetteur d'information. » « Cette nouvelle vision ouvre des possibilités d'action qui se révéleront lors de l'essor du génie génétique « (Morange, 2003 p.6)
L'expérience de Griffith (1928) sur la transformation est souvent interprétée comme montrant que c'est l'ADN (dans nos mots actuels) et non le cytoplasme des pneumocoques qui détermine les propriétés de la bactérie et en particulier la virulence. Fig 2: L'expérience de Griffith est un pas dans le sens de la primauté de l'information (génétique) sur le cytoplasme. [img] source : GREAT NECK SOUTH HIGH SCHOOL MR. KRAUZ
Avery en 1944 ... puis Hershey et Chase en 1952
La première expérience qui, rétrospectivement, démontrait que les gènes étaient formés d'ADN, fut réalisée par l'Américain Oswald T. Avery et ses collaborateurs et publiée en 1944 dans le Journal of Experimental Medicine "Pourtant, cette expérience n'était pas mentionnée dans les premières descriptions de la naissance et du développement de biologie moléculaire. Une deuxième expérience, effectuée huit ans plus tard, devait produire le même résultat. Elle est souvent présentée en parallèle ou à la place de l'expérience d'Avery. De cet oubli devait naître une littérature abondante, faisant de O.T. Avery un savant méconnu, l'équivalent pour la biologie moléculaire de Mendel pour la génétique."
-->(Morange, 2003)
L'expérience de Hershey, A.D. et Chase, M. (1952) établit - dans la plupart des ouvrages - la primauté de l'ADN sur les protéines.
Fig 3: L'expérience de Hershey et Chase contribue à montrer le rôle central de l'ADN dans le pouvoir infectieux des phages [img] source : http://www.quia.com/
"Avery avait apporté un résultat inattendu et répondu à une question que personne ne se posait : la nature du matériel héréditaire. Hershey et Chase posaient eux, une question très simple : Etant donné que le bactériophage était formé de deux constituants seulement ADN et protéines, lequel était important pour la reproduction ?
L'environnement conceptuel entourant les deux expériences était donc très différent. De plus, alors que Avery était un chercheur isolé, peu médiatique, les résultats de Hershey et Chase furent diffusés par ce réseau informel mais efficace, que constituait le groupe du phage. L'expérience de Hershey et Chase profita aussi de la publicité que reçut la découverte presque simultanée de la structure en double hélice de l'ADN par J. Watson et F. Crick" Morange, (2003) p. 68-69
-->
C'est le noyau qui compte … donc transférer le noyau c'est transférer les l'essentiel du vivant
L'expérience de clonage par transfert nucléaire (1962) du prix Nobel John Gurdon (nobelprize.org) contribue encore à confirmer que c'est le noyau qui détermine les propriétés de l'individu plus que le cytoplasme. Le transfert du noyau d'un têtard dans un ovule irradié pour supprimer son ADN produit un individu identique au donneur de noyau (= son clone) mais différent du donneur de l'ovule (du cytoplasme). Fig 4 : L'expérience de transfert nucléaire de Gurdon [img] source :memorial university
Une nouvelle vision de la biologie : ingénierie de l'information plutôt que bricolage des molécules !
Ainsi la primauté de l'ADN s'établit par de nombreuses expériences. Notons bien que la nature chimique de l'ADN est souvent confondue avec l'information qui est enregistrée dans la séquence de bases. Pourtant c'est cette distinction entre les molécules qui portent l'information et l'information elle-même qui est nécessaire pour comprendre l'intérêt de la biologie synthétique
"Les concepts, tels ceux d'information, de rétrocontrôle, de programme, si utiles pour comprendre et expliquer les résultats de la biologie ne sont pas « empruntés » à l'informatique. Communs à celles-ci et à la biologie, ils furent au cœur de cette nouvelle vision du monde qui s'est mise en place pendant et après la Seconde Guerre mondiale. Ils constituèrent le cadre dans lequel les expériences, les théorie et les modèles de la biologie moléculaire vinrent se mouler et prendre ainsi peu à peu forme. (Morange, 2003 p. 132)
"Il reste encore aux historiens beaucoup de travail avant que nous comprenions ce qui s'est passé dans les années quarante à soixante, quand naquirent et se développèrent ces deux disciplines fondamentales que sont l'informatique et la biologie moléculaire, quand se mit en place cette nouvelle vision du monde où « l'information et la logique importent davantage que l'énergie ou la constitution matérielle »." (Morange, 2003 p. 132 )
Requiem pour la biologie moléculaire ?!
Ainsi pour Morange (2003) la biologie des molécules est déjà du passé : la Postface à l'édition de 2003 est titrée : "Requiem pour la biologie moléculaire" ! Il explicite
-->(p. 361)
"Une nouvelle vision du monde vivant est-elle en train d'émerger, à même de remplacer la précédente? À la fin du livre, nous indiquions quelques pistes de développement: l'impulsion donnée à la biologie évolutive par l'étude des marqueurs moléculaires, le rapprochement entre biologie du développement et biologie de l'évolution, ce qu'on appelle l'«Évo-Dévo' » . Ces domaines de recherche ont en effet considérablement progressé, et sont aujourd'hui très actifs. Mais le plus significatif, aux yeux du grand public et en termes d'applications futures, est très certainement le développement de la génomique, et celui de la postgénomique qui a suivi presque immédiatement l'obtention des premières séquences génomiques complètes."
Sans prétendre avoir l'autorité de discuter ou de valider cette analyse, force est de constater que la biologie est entrée dans une phase nouvelle où l'information devient plus importante que les molécules qui la portent.
De nos jours l'analyse des molécules des systèmes vivants étudiés est en train de devenir une opération triviale confiée à des services ou même des machines (séquenceurs p. ex) : elle n'est que rarement la plus-value qui justifie une publication. Ce qui compte c'est ce qu'on a fait aux systèmes vivants avant (de séquencer par exemple) pour extraire des informations et comment on traite ces informations (comment on compare, trie, aligne, par exemple) après.
Dans le prolongement direct de cette évolution, la biologie synthétique va une étape plus loin : elle essaye de produire un organisme en synthétisant les molécules (molécules d'ADN puisqu'on pense que c'est là que tout se joue) correspondant à l'information qui définit un organisme vivant.
Du bricolage tâtonnant des OGM à l'ingénierie ?
A terme on pourra composer un génome et le faire produire à une machine, c'est-à-dire traduire cette information en molécules qui devraient générer un être vivant. Un des changements les plus profonds est qu'au lieu de choisir des molécules et tâtonner pour les insérer - si possible au bon endroit - ce que (Schwille, P. 2011) qualifie de bricolage, on passe au stade de l'ingénierie : on compose un génome entièrement in silico, à partir de modules de fonction connue (Nagarajan et al. 2011) puis on synthétisera l'ADN de ce génome et finalement la cellule… Un peu comme on compose un ordinateur en choisissant telle carte-mère, tel disque dur, tel processeur etc. (Les membres Expériment@l peuvent obtenir ces articles…).
Au lieu d'un copier-coller de molécules on passe à une conception raisonnée d'un système vivant.
On pourrait ainsi produire des cellules qui remplissent précisément certaines fonctions et rien que celles-là. Par exemples des algues qui ne font que produire de grandes quantités de lipides comme bio-carburant (Robert F. Service2011).
Un concours (IGEM) de la création biologique la plus originale a désigné cette année des jeunes étudiants (cf Dossiers La Recherche N°9 Biologie Synthétique, Avril-mai 2014 extraits intranet.pdf)
De nombreuses étapes de cette biologie synthétique sont déjà du passé : voyons en quelques unes pour comprendre celle qui vient d'être réalisée.
Une bactérie synthétique ... pas encore mais une bactérie à l'ADN synthétique pour commencer !
Craig Venter et son équipe ont réussi à synthétiser l'ADN d'une bactérie Mycoplasma ( Bio-tremplins Septembre 2009 Venter a encore frappé - il veut recréer le vivant ? ) : ils ont synthétisé par étapes le génome complet de la bactérie : à partir d'oligonucléotides de synthèse assemblés, son équipe a produit 1078 fragments de 1080 bases, puis les a assemblés en 109 fragments de 10'080 bases, puis 11 fragments de 100'000 bases et finalement assemblé cela pour faire le génome de 1'077947 bases (cf. figure 5) Fig 5: L'équipe de Venter a produit 1078 fragments de 1080 bases, puis les a assemblés en 109 fragments de 10'080 bases, puis 11 fragments de 100'000 bases et finalement assemblé cela pour faire le génome de 1'077947 bases [img] source : Gibson, D. G., Glass, J. I., Lartigue, C., Noskov, V. N., Chuang, R.-Y., Algire, M. A., … Venter, J. C. (2010).
Ces avancées étaient bien résumées dans une news de Science en 2009
Je recommande une sorte d'édito remarquable : Vinson, V., & Pennisi, E. (2011). The Allure of Synthetic Biology. Science, 333(6047), 1235‑1235. doi:10.1126/science.333.6047.1235
Synthetic Biology
News
The Life Hacker, John Bohannon Science 2 September 2011: 1236-1237.He is a pioneer of genome sequencing, but Harvard University's George Church wants to do more than read DNA. He is changing the genetic code itself Summary, Full Text Full Text (PDF)
Algae's Second Try, Robert F. Service Science 2 September 2011: 1238-1239. Fifteen years ago, the United States gave up on algae-based biofuels. Now synthetic biology has helped revitalize the field. Summary Full Text Full Text (PDF)
A Lab of Their Own, Sam Kean Science 2 September 2011: 1240-1241. Do-it-yourself biologists in New York are following their dreams, setting up a community lab that combines synthetic biology with art, fun, and perhaps profit. Summary Full Text Full Text (PDF)
Visions of Synthetic Biology, Sara Reardon Science 2 September 2011: 1242-1243., Artists are embracing synthetic biology as a tool, but not necessarily as a promising way for the future. Summary Full Text Full Text (PDF)
Reviews
Synthetic Biology: Integrated Gene Circuits, Nagarajan Nandagopal and Michael B. Elowitz Science 2 September 2011: 1244-1248.Abstract Full Text Full Text (PDF)
Synthetic Biology Moving into the Clinic, Warren C. Ruder, Ting Lu, and James J. Collins Science 2 September 2011: 1248-1252.Abstract. Full Text, Full Text (PDF)
Perspective
Bottom-Up Synthetic Biology: Engineering in a Tinkerer's World , Petra Schwille Science 2 September 2011: 1252-1254., Abstract, Full Text,Full Text (PDF)
Une news récente dans la revue Science (Elizabeth Pennisi, E. 2014) rapporte les premiers résultats d'un consortium Sc2.0 (Saccharomyces cerevisiae renouvelé comme le web 2.0) qui a déjà produit le premier chromosome de synthèse d'un eukaryote : les 316,617 paires de bases du chromosome III de Saccharomyces cerevisiae. Il est fonctionnel dans la cellule (Annaluru, N. et al. 20142), et ils ont testé sa stabilité sur 125 générations de 30 lignages et n'ont détecté aucune perte.
Ils établissent ainsi les bases pour produire des chromosomes de synthèse. Pour parvenir à ce résultat ils ont simplifié et adapté le chromosome (Cf fig.6) et ont nommé ce chromosome réinventé Sc2.0 .
Fig 6 : Genome remake. The successful reinvention of yeast chromosome 3 involved the removal of many elements and multiple additions to its DNA (upper diagram). This chromosome now serves as a model for the international effort to synthesize all the other chromosomes (lower chart).[img] source : CREDITS (TOP TO BOTTOM): K. ENGMAN/SCIENCE; JEF BOEKE/NEW YORK UNIVERSITY"
Une biologie qui observe le vivant ou qui le synthétise pour expérimenter et produire ?
Ce projet qui enrôle toute "une armée internationale de chercheurs souvent jeunes) est mené par Jef Boeke, qui pourtant en 2004 ne voyait pas l'intérêt de refaire ce qui existe déjà. Maintenant il conclut qu'il sera bientôt possible de produire des génomes de plants et d'animaux avec des chromosomes synthétiques encodant des fonctions souhaitables et des propriétés phénotypiques.
"Rapid advances in synthetic biology coupled with ever decreasing costs of DNA synthesis suggest that it will soon become feasible to engineer new eukaryotic genomes, including plant and animal genomes, with synthetic chromosomes encoding desired functions and phenotypic properties based on specific design principles." (Annaluru, N., 2014)
Pour de simples biologistes noyés dans les corrections et les problèmes d'élèves, ce que cette démarche apporte de nouveau n'est pas immédiatement évident… Surtout que la tradition en biologie est fondée sur l'observation du vivant plutôt que sa synthèse. Espérons que cette bio-tremplins vous aura donné le goût de lire plus (elle aura été un tremplin vers les articles de recherche !) et de vous faire une opinion personnelle.
Pour nos élèves ou pour nous : quelques textes en français ?
Minet, Pascaline. (2014), Un chromosome artificiel fabriqué en laboratoire, Le Temps ici
Mais alors le vivant c'est juste l'information injectée a des molécules banales
La nature de ce qu'est un biologiste (l'épistémologie si vous voulez) est encore une fois en train de changer : autrefois on définissait la biologie d'abord par l'observation, elle est devenue expérimentale, sur un mode bricoleur au sens noble, et elle deviendrait une science d'ingénieur, orientée vers la pratique, calculée déterminée … Le grand virage de l'EPFL vers les sciences de la vie est certainement une confirmation de ce changement. Les enseignants de biologie sauront-ils s'y retrouver ?
La biologie synthétique pose une grand nombre de nouvelles questions… En voici quelques unes qui seront sans doute posées aux citoyens que nos élèves seront dans peu d'années ! Saurons-nous les préparer à comprendre cette biologie-là et à décider sur de telles questions ?
Si il se confirme qu'on peut produire un organisme en définissant son génome (et son épigénome, etc.), la question de la nature, du vivant et de la nature du vivant est reposée en d'autres termes : le vivant de synthèse est-il le même que le vivant naturel ? Le vivant serait alors réduit à l'organisation précise qu'on donne à des molécules banales ? Est-ce que "je" se réduit à des molécules ?
L'étincelle de vie que nous voyons s'éteindre lors du décès d'un être aimé est-elle une simple configuration de molécules qui est moins favorable .... et qu'on pourrait changer ?
Quels organismes aura-t-on le droit de fabriquer ?
A-t-on le droit de séquencer mon chat ( un poil suffirait) et de le refaire pour le vendre ?
Il y en a bien d'autres ?
Elles sont traitées notamment dans cet ouvrage Bensaude-Vincent, B., & Benoit-Browaeys, D. (2011). Fabriquer la vie. Où va la biologie de synthèse?
Sources :
Annaluru, N., Muller, H., Mitchell, L. A., Ramalingam, S., Stracquadanio, G., Richardson, S. M., … Chandrasegaran, S. (2014). Total Synthesis of a Functional Designer Eukaryotic Chromosome. Science, 1249252. doi:10.1126/science.1249252
Gibson, D. G., Glass, J. I., Lartigue, C., Noskov, V. N., Chuang, R.-Y., Algire, M. A., … Venter, J. C. (2010). Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome. Science, 329(5987), 52‑56. doi:10.1126/science.1190719
Griffith F.: The significance of pneumococcal types, in: J. Hyg. 27 (1928) 113-159
Gurdon JB 1962a. The transplantation of nuclei between two species of Xenopus. Dev Biol5: 68–83.
Lombard, F., Schneider, D. K., & Weiss, L. (2020). Jumping to science rather than popularizing : A reverse approach to update in-service teacher scientific knowledge. Progress in Science Education (PriSE), 3(2), 54‑60. https://doi.org/10.25321/prise.2020.1005
. 
