UP' Magazine L'innovation pour défi

biotechnologies

Les startups françaises biotechs font les yeux doux à la Chine

Les startups françaises dans le domaine des sciences du vivant se montrent de plus en plus nombreuses à vouloir ouvrir leur capital à des fonds chinois. C’est pour elles un bon moyen de trouver les partenaires industriels et financiers capables de leur ouvrir les portes de cet immense marché émergent de la santé en Chine.
 
En général, les startups françaises sont habituées à mener leur business en Europe ou aux États-Unis. La Silicon Valley en fait rêver plus d’une. La Chine, pendant ce temps, n’attire qu’une faible minorité d’entre elles. En 2015, le continent américain hébergeait 55 filiales de sociétés françaises du secteursanté/biotech et 53 partenariats, contre huit filiales en Chine et quatre partenariats, selon le dernier bilan annuel de l'association France Biotech, publié la semaine dernière.
Et seulement 6% des capitaux investis dans les sociétés européennes des sciences de la vie cotées sur Euronext et Alternext provenaient l'an dernier de pays autres que la France, ses proches voisins et les Etats-Unis, selon ce rapport.
 
Il n'empêche qu'en 2016, plusieurs sociétés hexagonales de technologies médicales ("medtechs") comme Theraclion, Theradiag et Median Technologies ont ouvert leur capital à des groupes chinois, qui ont pris des parts minoritaires pour quelques millions d'euros.
Dans le cas de Theradiag, société de diagnostic in vitro et de théranostique (tests pour des thérapies personnalisées), l'entrée du chinois HOB Biotech dans son capital à hauteur de 11% fait suite à un partenariat commercial entre les deux sociétés.
"Les fonds d'investissement chinois sont plus intéressés d'investir dans des sociétés françaises si elles ont déjà des accords industriels avec des entreprises chinoises", estime Michel Finance, directeur général de Theradiag et vice-président de France Biotech. "Dans les trois derniers mois j'ai été contacté par deux ou trois fonds chinois, parce qu'on avait notre accord avec HOB Biotech. Clairement il y a de l'argent, et il y a de l'envie" chez les investisseurs chinois, se réjouit-il.

Une rencontre France-Chine en 2017

"Les choses s'accélèrent" en Chine dans le marché de la santé, confirme à l'AFP Antoine Papiernik, associé-gérant du fonds européen de capital-risque Sofinnova Partners. L'intérêt des industriels et investisseurs chinois se porte pour le moment davantage sur les medtechs, car "les produits sont plus matures, généralement déjà approuvés et mis sur le marché en Europe ou aux États-Unis", explique-t-il.
 
Le secteur chinois des dispositifs médicaux est aussi plus développé que celui des biotechs, même si l'industrie pharmaceutique locale commence aussi à "bourgeonner" en montant en gamme et en s'intéressant à l'innovation, ajoute M. Papiernik, récemment revenu d'un voyage de reconnaissance en Chine. "J'avais des rendez-vous avec des acteurs du secteur dont je ne connaissais même pas le nom, alors que ce sont des sociétés cotées dont la capitalisation boursière se chiffre en milliards de dollars !" s'émerveille-t-il. "L'Europe c'est une grande inconnue pour eux, et inversement pour nous, mais on ne peut pas rester à l'écart de ça".
 
Cependant les investisseurs chinois sont freinés dans leur élan par des mesures réglementaires de Pékin, comme le contrôle des changes, relate-t-il. Côté européen, "il y a une certaine résistance" des entrepreneurs à s'associer avec des Chinois, y compris dans les sciences de la vie, en raison de "la peur de se faire dépouiller" de leurs brevets et technologies, confie-t-il. "Il est indispensable de s'assurer que votre partenaire industriel local est fiable, et qu'il possède les bonnes connexions, de manière à avoir les autorisations de développement et d'investissement à l'étranger", préconise Michel Finance.
 
Mais de tels efforts peuvent dissuader des startups françaises, qui disposent de moyens humains et financiers souvent étriqués. Pour les encourager à explorer cette voie, France Biotech compte organiser à l'automne 2017 une rencontre en Chine entre entrepreneurs français du secteur et investisseurs locaux, à l'instar des "French Life Science Days" que l'association organise chaque année depuis 2014 à New York.
 
Source AFP
 
 

 

Alain Ducasse

Premier dîner génétiquement modifié : Ducasse était aux fourneaux !

La société biopharmaceutique Cellectics vient d’organiser un dîner d’aliments issus de l’édition du génome à New York. Une première mondiale qui a suscité six mois de préparation et de nombreux tests culinaires conduits par le laboratoire d’Alain Ducasse.  
 
Cellectis, société biopharmaceutique américaine spécialisée dans le développement d'immunothérapies fondées sur des cellules CAR-T ingénierées (UCART), a organisé le 20 octobre dernier à New York, en collaboration avec sa filiale dédiée aux biotechnologies agricoles Calyxt, située dans le Minnesota, le premier dîner à partir d’aliments issus de l’édition du génome et des dernières innovations en matière d'ingénierie génétique comme le CRISP-Cas 9. Ce repas, composé de six plats, comptait une variété d’aliments dont du soja à haute teneur en acide oléique et des pommes de terre issus de l’édition du génome. Au menu de ce dîner exceptionnel : Burger de tofu et soja, Houmous de soja, daurade et citron, Gâteau de pommes de terre au four ou Soja, poisson mariné et caviar.
 
Calyxt explique qu’elle s’appuie sur la technologie de pointe TALEN pour développer des cultures plus saines en effectuant une délétion de l’ADN, sans jamais ajouter le moindre ADN étranger. “Ce dîner – véritable repas du XXIe siècle – marque une étape majeure à la fois pour Cellectis et Calyxt”, justifie André Choulika, Président-directeur général de Cellectis et Président de Calyxt. “C’est non seulement un moment historique pour les industries agro-alimentaires et biotechnologiques, mais également pour les citoyens du monde entier qui sont en quête de réponses face aux problèmes de santé de notre société. Ce repas est un bon indicateur de comment l’édition du génome va transformer ce que nous mettrons dans nos assiettes dans un futur proche.”
 
On peut s'étonner de voir le chef cuisinier le plus célèbre au monde, Alain Ducasse, aux fourneaux pour la préparation de ce dîner de science-fiction. Peut-être a-t-il été séduit par la promesse des biotechnologues. En effet, Federico Tripodi, Directeur général de Calyxt claironne : “L’édition du génome a un énorme potentiel pour améliorer nos vies et notre alimentation tout en minimisant notre impact sur l’environnement via les aliments que nous produisons et consommons,” . Il ajoute “Nous pensons que les aliments de qualité produits par Calyxt répondront aux enjeux du développement durable et du changement climatique, tout en apportant des éléments de réponse aux problèmes de notre société tels que l’obésité, le diabète ou encore le mauvais cholestérol. Les possibilités sont infinies ; chaque jour, les consommateurs sont de plus en plus attentifs à leur alimentation, et nos produits seront développés pour répondre à leurs besoins. Ce dîner représente une première étape en ce sens, avec pour mission de mettre en lumière l’impact positif que l’édition du génome aura sur la vie des consommateurs dans les mois et les années à venir.”
 
La biotechnologie d'édition du génome végétal  est d'ores et déjà une réalité. Elle consiste à récérire le code génétique d'un organisme pour le doter de caractéristiques nouvelles. Certes, à la différence des OGM, il ne s'agit pas d'ajouter des éléments extérieurs au patrimoine génétique de l'organisme. Mais ces manipulations de l'information du vivant sont à considérer avec une extrême prudence. Sommes-nous capables aujourd'hui d'en mesurer les effets à moyen et long terme ? Les générations futures de ces organismes sont-elles, elles aussi, altérées ? Sommes-nous si certains que cela que ces nouvelles denrées pourront être consommées en toute sécurité ? Autant de question pour lequelles les scientifiques sont sans réponse précise. Il n'en demeure pas moins que le Lab d'Alain Ducasse accepte de prendre ce risque et apporte sa caution à une nouvelle ère de production de notre alimentation. Une ère qui remise aux temps anciens l’alimentation produite par les agriculteurs pour la remplacer par de la production de laboratoires ?
(Source : CP Cellectis - 31/10/2016)
 

 

 

biomasse

Quelles régulations pour une bioéconomie responsable ?

Le pétrole est aujourd’hui la principale ressource tant énergétique que de matière première pour la chimie de synthèse. Il est devenu une denrée rare et chère et ce, malgré la mise en exploitation des gisements dit « non conventionnels ».
Il faut rappeler que le pétrole est de la très vielle biomasse qui a subi le processus géologique lent de fossilisation (plusieurs dizaines de millions d’années !). Aussi est-il légitime de se poser la question : est-il possible avec la biomasse renouvelable actuelle de substituer tout ou en partie de la ressource pétrolière ? Peut-on dans nos usines « accélérer » le processus de fossilisation, ou mettre au point d’autres processus chimiques ou biologiques permettant d’avoir des produits de substitutions dans une échelle de temps compatible avec nos besoins et qui soit économiquement viable ?

La biomasse pour sortir du pétrole

Actuellement 96 % du pétrole est utilisé pour produire de l’énergie et seulement 4% aux autres usages. Ceci nous montre qu’il est probablement plus « simple » de remplacer ces 4% que la partie énergétique, du moins en termes de disponibilité en biomasse.
Il faut différencier les applications énergétiques et celles de la chimie et des matériaux.
Il est déjà possible au moins à l’échelle du laboratoire de tout faire, tant pour les composés énergétiques que pour les produits chimiques. La totalité des produits énergétiques comme chimiques issus du pétrole peuvent d’ores et déjà être fabriqués à partir de biomasse (pas forcément de manière économique surtout au cours actuel du pétrole).
Deux approches sont possibles :  la substitution moléculaire, comme par exemple l’éthylène biosourcée de Braskem ou l’isobutène de Global-bioénergie (qui peut ensuite être transformé en iso-octane, le principal composé de l’essence carburant) ; ou la substitution fonctionnelle comme le polylactique de Carghill à la place du polyéthylène.

Des microorganismes mis au travail pour exploiter … la cellulose

La biomasse devient une alternative crédible au pétrole, le point limitant est l’accès au glucose, point de départ de l’ensemble des voies métaboliques. Car même si ce dernier représente en masse près de 80% de la biomasse terrestre, il est présent essentiellement sous forme de polymères, amidon (3% de la biomasse végétale) qui est une substance de réserve facile à utiliser et à décomposer en glucose. Mais le glucose est aussi la base de l’alimentation humaine, car c’est la seule source de sucre (autre que le glucose et le fructose monomérique des fruits et du saccharose de la betterave ou de la canne à sucre) que nous sommes capable de digérer (depuis que nos ancêtres ont inventé la cuisson des aliments).
La réserve principale non concurrente des applications alimentaires est la cellulose (75% de la biomasse), mais celle-ci est très difficile à décomposer en son unité de base qui est le glucose. En effet il constitue le « squelette » des végétaux que l’évolution parallèle des végétaux et de leurs prédateurs a sélectionné pour être le plus résistant possible selon les principes de l’évolution darwinienne.
Seuls des micro-organismes, bactéries et champignons sont capables de la dégrader (les animaux herbivores la dégrade via la flore microbienne de leur tube digestif, ils n’ont pas d’enzymes propres permettant cette dégradation).

Attention aux arbitrages pour l’alimentation

S’il est déjà possible de fabriquer l’ensemble des produits énergétiques ou chimiques à partir de biomasse, la molécule de départ sera toujours le glucose, tout l’enjeu du succès de l’utilisation de la biomasse comme substitut au pétrole réside donc dans la déconstruction de la cellulose. Mais même en utilisant la cellulose il n’y a pas assez de biomasse disponible pour tout faire (surtout pour l’énergie) ; il est donc indispensable de mettre en place une réglementation pour réguler les usages de la biomasse de manière à préserver en priorité l’alimentation et l’environnement, seuls les surplus devant être utilisés à d’autres fins.
 
Francis Duchiron, spécialiste en microbiologie industrielle, Université de Reims
Article issu de l'intervention du 15 sept 2016 lors du FESTIVAL VIVANT
 

 

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bio innovations

La biologie sans programme : la variation comme facteur de stabilité

Une bio-économie qui préserverait le vivant et tout son potentiel évolutif ne peut pas ignorer ce qui fait la spécificité biologique. Est biologique ce niveau d’organisation de la matière où la variation aléatoire des entités constitue l’une des condition de pérennité de leur lignage. D’où les mécanismes biologiques d’amplification de la variation, des gènes mut des bactéries (qui protègent la population par l’acquisition rapide de résistances) jusqu’aux origines du sexe. Pour que le lignage biologique ait un futur, il faut que des entités (des « individus ») meurent. La variation fortuite fait mourir certains individus, mais fait office d’« assurance-vie » généalogique. Ce qui est bon pour l’individu ne l’est pas nécessairement pour le lignage et vice-versa. Et ceci à tous les échelons de l’organisation biologique. La régularité des phénomènes biologiques, partout où l’on peut la documenter, ne vient pas d’un « programme » mais de variations aléatoires sélectionnées, à l’échelle de temps correspondant au niveau d’intégration considéré. Ainsi, une biologie de synthèse qui parle de « logiciel » pour désigner les interactions entre gènes, qui abuse de la métaphore du « programme » et qui regarde une cellule comme un moteur de voiture  est condamnée à court terme. Pourquoi ?
Photo : Les trois singes de la sagesse-Sculpture de Hidari Jingoro au-sanctuaire Toshogu-a-nikko-Japon (croyance Koshin)
 
 
Dans le numéro du journal Science du 16 août 2002 un article fit grand bruit. Un même gène, dans des cellules présumées identiques, dans un environnement identique, ne s’exprime pas de la même façon. C’est le fruit d’une variabilité fondamentale qui résulte du comportement aléatoire de la machinerie cellulaire, comportement que nous avons désormais les moyens techniques de détecter, et surtout la prédisposition intellectuelle pour l’accepter. En effet, nous aimions bien penser auparavant que l’ordre apparent à grande échelle (celui du « bon fonctionnement » de l’organisme) provient d’un ordre à petit échelle, ordre donné par des instructions, des donneurs d’ordre, un programme.

Le caractère aléatoire de l’expression génétique est facteur de régularité

L’expression aléatoire des gènes, suivie de phénomènes sélectifs, nous offre désormais à penser un ordre à grande échelle (celle de la population) à partir de variations désordonnées parmi la multitude à petite échelle. Le caractère stochastique, c’est-à-dire aléatoire, de l'expression génétique était démontré et n’a fait que se confirmer depuis. Il a des répercussions désormais considérées comme capitales pour le destin des cellules.
 
Pour comprendre le fonctionnement des cellules, et plus largement les régularités de l’organisme, les modèles mécanistes, réductionnistes et ultra-déterministes du rôle des gènes ont progressivement laissé la place à une biologie probabiliste, où le hasard et la sélection naturelle entrent au cœur même des cellules. Pour forcer le trait et mesurer l’ampleur du changement de point de vue, on pourrait dire que « l’ADN fonctionne comme un générateur aléatoire de protéines soumis à des contraintes sélectives imposées par son environnement (Pour La Science n° 385, novembre 2009, p. 90). Les journaux français de vulgarisation scientifique se feront l’écho de cette nouvelle biologie et de ses conséquences (La Recherche, Octobre 2009, Pour La Science, Novembre 2009, Pour La Science dossier spécial Décembre 2013).

La sélection naturelle comme source de stabilisation

À quoi sert la sélection naturelle ? Nous avons appris à l’école qu’elle expliquait l’évolution des espèces. Qu’elle expliquait le changement. La variation dans les populations d’êtres vivants se fait dans toutes les directions, pas nécessairement selon les besoins futurs des individus qui les subissent. Les individus ont donc des aptitudes différentes. Le nombre de descendants qu’ils auront, et donc celles des aptitudes héritables qu’ils transmettront, dépendent des conditions locales du milieu dans lequel ils sont. Si l’on peut se permettre une métaphore, « la variation propose, le milieu dispose ». Si le milieu change, à long terme, les populations, et donc l’espèce, vont changer. Certes, cela reste vrai aujourd’hui, mais c’est insuffisant. Au vingtième siècle, nous avons (un peu) oublié qu’à court terme la sélection naturelle peut être stabilisatrice. Du moins plus précisément, nous ne l’avons pas mobilisée comme telle en tant qu’explication des stabilités d’un seul et même corps biologique.

L’espèce conçue dans la profondeur du temps

Il y a une raison à cet oubli. Au vingtième siècle, Ernst Mayr, l’un des principaux acteurs de la théorie synthétique de l’évolution, pratique ce qu’on appelle un « réalisme de l’espèce ». Pour lui, l’espèce est conçue ici et maintenant, en gros comme des populations dans lesquelles et entre lesquelles les gènes circulent. L’espèce est réelle.
Pourtant, avec Simpson, l’espèce est conçue « dans la profondeur du temps », et ce n’est qu’à cette condition que peut apparaître son caractère conventionnel, et non réel. Mais dans ce que va retenir la théorie synthétique de l’évolution, en gros entre 1937 et 1977, c’est que les espèces existent dans le monde matériel. Le rôle de la sélection naturelle va donc consister principalement à expliquer le changement des espèces.
 
Pourtant, si l’on relit attentivement Charles Darwin, la sélection naturelle est d’abord une source de stabilisation. Elle ne sera une source de changements que si le milieu change significativement. Il est remarquable de constater que le sous-titre du fameux livre « L’Origine des espèces » ne comporte pas le mot « évolution », ni « transformation », ni « transmutation ». Il comprend le mot « préservation » : « L’Origine des espèces par le moyen de la sélection naturelle, ou lapréservation des races favorisées au cours de la lutte pour l’existence ».
 
Pour résumer, pour Ernst Mayr, la sélection naturelle explique le changement de espèces ; pour Darwin la sélection naturelle explique la préservation momentanée d’une moyenne des organismes, une ressemblance à laquelle nous donnons un nom d’espèce. Pour Mayr, l’espèce est réelle, pour Darwin elle est conventionnelle. Mayr se demande pourquoi et comment ce qui est régulier (l’espèce) change, Darwin se demande pourquoi ce qui change tout le temps (les variations des individus) arrive encore à offrir à nos yeux une régularité (une ressemblance). Régularité à partir de laquelle nous forgeons un nom d’espèce pour des besoins de communication.

Des cellules en état de variabilité et d’héritabilité

Cet oubli du XXème siècle aura des conséquences considérables. En effet, la biologie aura besoin d’un principe de changement pour expliquer l’évolution des espèces, mais d’un principe de stabilité pour expliquer la régularité de la structure et du fonctionnement du corps et de ses organes. Comme la sélection naturelle n’est pas regardée comme un principe de régularité, elle ne sera pas utilisée en médecine ni en physiologie, ni en biologie moléculaire, ni en biochimie, aux échelles concernées.
Ce principe de régularité résidera dans une métaphore importée en biologie depuis la cybernétique, celle du programme génétique. Dans le dernier tiers du XXème siècle, on enseignera encore à l’université que toutes les cellules d’un corps ont le même « programme », et même la même « information génétique », la différenciation cellulaire ne résultant que de l’allumage différents de diverses parties de ce même programme. Il arrivera, ponctuellement, que la sélection soit mobilisée pour résoudre des questions délicates insolubles sous le paradigme dominant, mais elle ne sera jamais considérée comme cadre théorique général de ces disciplines. En d’autres termes, on pouvait, dans ces années-là, soutenir une thèse dans ces disciplines sans jamais avoir entendu parler de sélection. La biologie restait borgne.
 
Aujourd’hui, nous savons qu'au sein d’un même corps biologique, les cellules subissent et enregistrent des variations génétiques. Ces cellules se divisent, et lors de la mitose, transmettent ces variations. Nous sommes donc en face de cellules faisant état de variabilité et d’héritabilité, et à partir de là, de cellules sélectionnables. Le couple variation-sélection naturelle est massivement entré dans le corps comme source de régularités à la charnière XXème-XXIème siècle.
Depuis la démonstration faite au niveau moléculaire du caractère aléatoire de l’expression génétique en 2002, la biologie d’aujourd’hui est mûre pour reconnaître que des phénomènes sélectifs à petit échelon sont source de stabilité, de régularités dans l’organisme à plus grande échelle, là où l’on mobilisait jadis la notion de « programme », devenue de moins en moins utile.
 
Ces phénomènes ont commencé en immunologie, avant de toucher les neurosciences, le développement embryonnaire, et la cancérologie. Les bouleversements peuvent en être considérables. L’actualité nous démontre que l’évolution, et plus exactement la sélection naturelle, est utile à concevoir à tous les étages de la biologie.

Les bonnes thérapies ne devraient pas être fondées sur l’éradication des cellules cancéreuses

Deux articles récents montrent l’actualité des deux piliers de la théorie darwinienne de l’évolution pour l’interprétation des tumeurs cancéreuses. Ces deux piliers sont le principe de sélection naturelle, d’une part, et la filiation généalogique avec modification, d’autre part.
S’agissant du premier pilier, Enriquez-Navas et al. consacrent les thérapies darwiniennes contre le cancer qui font de la sélection une source de stabilité.
Pour comprendre de quoi il s’agit, faisons un petit retour en arrière. Tout d’abord, il faut savoir qu’une tumeur cancéreuse détient une variabilité génétique considérable, supérieure à toute la diversité somatique partout ailleurs dans l’organisme. Jadis, nous pensions que pour guérir un patient, il fallait éradiquer les cellules tumorales prolifératives. D’où les traitements anti-cancéreux agressifs qui, à l’image des abus d’antibiotiques sur les populations de bactéries, finissaient par sélectionner involontairement des quelques cellules prolifératives résistantes au traitement (ce que les cancérologues appellent « competitive release »). Il s’en suivait parfois une bouffée de métastases qui tuait le patient.
Le changement auquel nous assistons n’est pas que technologique, il est aussi dans nos idées : en réalité, les cellules sont prolifératives par défaut. C’est un équilibre sélectif et un dialogue cellulaire qui canalisent, régulent le potentiel prolifératif de chacune, exactement à l’image de ce qui se passe avec les espèces dans un écosystème. Ce qu’on croyait être la conséquence –la prolifération- n’est qu’un état par défaut, et ce qu’on croyait être la cause –la présence d’une mutation « driver » dans un gène- n’est qu’une prédisposition susceptible d’être canalisée, mais qui ne l’est pas en présence d’une instabilité sélective ou d’un déficit de dialogue.
En cherchant à éradiquer les cellules tumorales, on ne rétablit ni dialogue, ni équilibre sélectif. On s’attaque à la conséquence, pas à la cause.
 
Enriquez-Navas et al. montrent que les thérapies chimiques utilisant des raisonnements adaptatifs sont plus efficaces que les thérapies éliminatives. Les doses de substances anticancéreuses utilisant le coût en fitness du phénotype résistant sont fortes au début, puis aléatoires ensuite, pour maintenir une sélection naturelle modérée qui engage la tumeur dans une stabilité de cohabitation entre phénotypes cellulaires, laquelle requiert ensuite des doses décroissantes de substances. Ils montrent par là que les bonnes thérapies ne devraient pas être fondées sur l’éradication mais sur une biologie évolutionniste.

Caractériser l’ordre d’apparition des mutations

Un autre article (Zhao et al.) s’intéresse à l’autre pilier, la filiation avec modification, en montrant que l’on peut reconstruire une phylogénie des cellules de la tumeur cancéreuse avec reconstruction des mutations somatiques ancestrales et inférence des temps de divergence entre lignées de cellules métastasiques.
L’une des conclusions est que les cellules métastasiques ne sont pas nécessairement tardives dans la tumeur, mais peuvent apparaître dès le départ dans la tumeur primitive, et ceci avant même que le diagnostic ait eu le temps d’être dressé. La phylogénie permet de dresser l’ordre d’apparition des mutations signalétiques du cancer, permettant de développer des thérapeutiques anti-cancéreuses spécifiquement tournées vers ces mutations « signalétiques » primitives, et pour cela rendues plus efficaces. Les thérapies anti-cancéreuses vont être profondément revues, conséquence de l’introduction de la sélection naturelle comme principe de compréhension des phénomènes du corps.

Epigénétique et au delà, héritabilité étendue

Depuis une vingtaine d’années, la biologie adopte une plus grande flexibilité concernant l’héritabilité. Ce qu’une population transmet à la génération suivante n’est plus seulement une affaire d’ « information génétique » qui serait codée dans le fameux ADN. Tout ce qui varie et qui se transmet est susceptible de subir, à l’échelle de la population, les effets de la sélection naturelle, et donc de concerner ce qu’on appelle l’évolution.
Certes, les gènes continuent de transmettre ; seulement voilà ils ne sont plus les seuls. Une partie de ce que subit l’individu laisse des marques chimiques sur cet ADN, des « étiquettes » qui conditionnent la « lecture » des gènes. Ce sont les marques épigénétiques. Certes, une mère transmet une partie de ses gènes à son enfant, cependant elle lui transmet aussi, après sa naissance, sa flore du tube digestif. Et l’on sait aujourd’hui à quel point celle-ci est importante pour la santé et le phénotype de l’individu.
Il en va de même pour la flore cutanée. Par exemple, une phylogénie des acariens de la flore cutanée résidente a été faite, elle correspond parfaitement à la généalogie des familles. Cela signifie que la transmission est assez fidèle.
 
Les langues varient, et sont transmises : chez les humains elles conditionnent même assez lourdement le choix des partenaires sexuels. C’est la même chose pour les habitudes alimentaires qui, dans la population, ont tendance en retour à sélectionner certains gènes intervenant dans l’assimilation de composantes de la nourriture. Cela est vrai à d’autres échelles d’observation : on sait aujourd’hui que des cellules somatiques (les cellules d’un même corps) sont sujettes à variation et sélection.
 
Ces constats sont courants aujourd’hui dans les neurosciences, en immunologie, en cancérologie par exemple. L’héritabilité dont nous parlons concerne donc aussi d’autres niveaux d’analyse des phénomènes biologiques. L’évolution du XXIème siècle n’a plus les yeux rivés sur le seul ADN. C’est, « à tous les étages » d’un organisme que des caractéristiques sont susceptibles de varier et de se transmettre. Le gène est désormais un partenaire, pas un notaire.

L'épigénétique moderne n'est pas "le retour de Lamarck"

Remarquons pour finir que l’on a coutume de dire que l’épigénétique annonce le retour de Lamarck. Cette idée courante est erronée à plusieurs titres. Premièrement parce qu’elle repose sur l’idée, en arrière-fond, que la différence entre Lamarck et Darwin résiderait dans l’héritabilité des caractères acquis au cours de la vie individuelle, qui serait admise par Lamarck et non par Darwin. C’est une erreur historique : Darwin l’admettait également (il ne connaissait pas les mécanismes fins de l’hérédité).
Ce qui fait la différence entre ces deux auteurs tient surtout à deux idées. Lamarck s’intéresse à l’origine de la variation dans les populations, Darwin la tient pour acquise et s’intéresse surtout aux conséquences de la variation.
Pour Lamarck, la variation apparaît en fonction des besoins de celui qui la porte, tandis que pour Darwin la variation apparaît au hasard, indépendamment de ces besoins. Pour Lamarck, le changement accumulé dans un lignage individuel reflète le changement de toute la population : il n’y a pas de différence de niveau entre aptitude et adaptation.
Chez Darwin, ces deux niveaux sont découplés : les changements d’un lignage individuel ne reflète pas nécessairement la moyenne des changements stabilisés dans la population. Aptitude (de l’individu) et adaptation (de l’espèce) sont deux qualités distinctes qui correspondent à deux échelles d’observation. L’épigénétique moderne est darwinienne : en effet, les marques épigénétiques ne sont pas nécessairement bénéfiques aux individus qui les ont. L’héritabilité épigénétique des comportements et des effets du stress en est un exemple.

Le gène n’est pas un régisseur absolu

Enfin, et ce n’est pas nouveau, l’environnement intervient dans l’expression génétique, manifestant chez les organismes ce qu’on appelle une plasticité. Par exemple, chez certaines espèces de papillons, la couleur des ailes dépendra du degré d’humidité dans l’environnement. En retour, une bonne partie des organismes modifient leur environnement, ce qui fait que ce qui reste stable, ou bien évolue, ce sont même parfois des boucles d’interactions. Le gène dépend de ses protéines environnantes, il dépend de l’environnement, il est donc un partenaire, il n’est plus conçu comme un « régisseur absolu », le détenteur d’un programme.
 
La biologie du XXIème siècle est donc à même de reconnaître l’évolution par sélection naturelle (ou dérive) à tous les niveaux de l’organisation biologique où l’on trouve de la variation et de l’héritabilité de cette variation, et l’on sait aujourd’hui que ces phénomènes ne concernent pas que les gènes. Cela ne bouleverse pas tant la théorie de l’évolution, cela bouleverse surtout la médecine et une certaine conception de la génétique (y compris la génétique du développement embryonnaire) qui, dans la seconde moitié du XXème siècle, furent trop centrées sur les gènes et le tout-ADN.

La fin d’une biologie génocentrée

Dès lors, il n’existe pas un mécanisme différent pour expliquer le développement (l’ontogenèse) ou l’apparition et le maintien (le programme) d’un individu d’une part, et l’apparition et la stabilité d’une espèce d’autre part (la phylogénèse). C’est la sélection naturelle qui permet d’expliquer à la fois les stabilités relatives, et les changements lorsque l’environnement change, aux deux niveaux d’observation. D’où la proposition d’un nouveau mot, l’ontophylogenèse, pour redonner cohérence à la biologie.
 
Les conséquences de ces bouleversements, c’est que la biologie du XXIème siècle est moins centrée sur l’ADN et moins encline à parler de « programme génétique ». La métaphore est tellement revisitée qu’elle s’étiole et s’estompe. Il s’agit là de la fraction des chercheurs qui réfléchissent sur la biologie. Dans le public, dans les programmes scolaires récents, chez une certaine biologie de synthèse qui continue de ne pas comprendre le propre d’une pérennité biologique, et pour une majorité de chercheurs non biologistes, la biologie du XXème siècle, génocentrée, ADN-centrée, excessivement réductionnisme et déterministe, reste dans les esprits.

La notion d’information génétique est en débat

Dans la biologie qui s’annonce, la notion de gène reste importante, mais son statut et sa contribution sont au cœur des discussions. Si le gène n’est qu’un partenaire, alors la différence de statut entre « génotype » et « phénotype » s’estompe. La notion de « plan d’organisation » n’est qu’une métaphore mnémotechnique et utilitaire pour apprendre son anatomie comparée à l’université, pas une inscription dans la réalité biologique. On devrait lui préférer la métaphore utilitaire de « carte », laquelle a d’ailleurs le mérite de la clarté. Et dans le champ de ce qui est vraiment, on doit parler non pas de « plan », mais de mosaïque phylogénétique. Au demeurant, la pensée phylogénétique à elle seule est incompatible avec cette notion de « plan ».
La notion d’ « information génétique » est en débat, et l’on pourrait même dire que si on voulait la conserver il faudrait qu’elle soit redéfinie. Mais ce serait là l’objet d’un autre colloque.
En attendant, il est fort à parier que la biologie de synthèse ne maîtrisera pas le vivant comme elle entend le faire, en occultant la variation spontanée qui lui est intrinsèque, ou en prétendant la contrôler. Tel est le regard que peut porter l’histoire naturelle moderne, et son cadre théorique, celui de l’évolution, sur certains usages qui sont faits de la matière biologique.
 
Guillaume Lecointre, Muséum national d’histoire naturelle
Intervention du 15 septembre 2016 au FESTIVAL VIVANT 
 
BIBLIOGRAPHIE
Quelques articles de fond, surtout récents et par ordre chronologique, attestant ces changements :
Elowitz, M.B. et al. Stochastic Gene expression in a single cell. Science 297 (5584) pp. 1183-1186 (16 août 2002).
Laland, K. et al. Does Evolutionary theory need a rethink? Nature 514, pp. 161-164 (9 octobre 2014).
Enriquez-Navas P.M. et al., Science Translational Medicine 8 (327) (24 février 2016).
Zhao et al., PNAS, 113(8), pp. 2140-2145 (24 février 2016).
Kiberstis P.A., Science 352 (6282), pp. 163. (8 avril 2016).
Turajlic S. & Swanton, Science 352 (6282), pp. 169-175. (8 avril 2016).
Willyard C. Nature 532, pp. 166-168. (14 avril 2016).
 
Quelques livres et articles de vulgarisation pour aller plus loin :
Dossier Pour La Science n°81 « L’hérédité sans gènes », Décembre 2013.
La Recherche, Le hasard au cœur de la Vie, n° 434, octobre 2009.
Pour La Science, Hasard et incertitude, n°385, novembre 2009.
Capp, Jean-Pascal. 2015. « Nouveaux regards sur les cellules souches ». Editions Matériologiques.
Heams, Thomas, Huneman, Philippe, Lecointre, Guillaume et Silberstein, Marc. 2011. Les Mondes darwiniens. L’évolution de l’évolution. Seconde Edition. Editions Matériologiques, Paris.
Kupiec, Jean-Jacques, Olivier Gandrillon, Michel Morange et Marc Silberstein (éditeurs). 2009. Le hasard au cœur de la cellule. Editions Matériologiques, Paris.
Lecointre, Guillaume, 2015. Descendons-nous de Darwin ? Le Pommier.
Lecointre, Guillaume, 2013. Mauvais plan ! pp. 58-59, in Espèces, revue d’histoire naturelle, n°9.
Théry, Frédérique, 2016. « La face cachée des cellules ». Editions Matériologiques.
 
Autres livres :
Deutsch, Jean. 2012. Le gène. Un concept en évolution. Seuil, Paris.
Gage, Fred et Muotri, Alysson. 2013. Des gènes sauteurs dans le cerveau. Dossier Pour La Science n°81 « L’hérédité sans gènes », pp. 18-23.
Heams, Thomas. 2004. Biologie moléculaire : affronter la crise de la cinquantaine. Pp. 237-261 in Dubessy, Jean, Lecointre, Guillaume et Silberstein, Marc (éditeurs). Les matérialismes (et leurs détracteurs). Syllepse, Paris.
Heams, Thomas. 2008. Vers une théorie probabiliste du vivant. Prisme n°12, publié par le Centre Cournot pour la recherche en économie, Paris.
Heams, Thomas. 2009. Expression stochastique des gènes et différenciation cellulaire. Pp. 31-62 in Kupiec, Jean-Jacques, Olivier Gandrillon, Michel Morange et Marc Silberstein (éditeurs). Le hasard au cœur de la cellule. Editions Matériologiques, Paris.
Heams, Thomas. 2013. Existe-t-il un programme génétique ? pp. 131-146 in Kupiec, Jean-Jacques. La vie, et alors ? Belin, Paris.
Kupiec, Jean-Jacques. 2008. L’origine des individus. Fayard, Paris.
Kupiec, Jean-Jacques. 2013. La vie, et alors ? Belin, Paris.
 
Kupiec, Jean-Jacques. 2012. L’ontophylogenèse. Evolution des espèces et développement de l’individu. Collection Sciences en questions, Quae, Versailles.
Lewontin, Richard. 2003. La triple hélice. Les gènes, l’organisme, l’environnement. Seuil, Paris.
Longo, Giuseppe, Miquel, Paul-Antoine, Sonnenshein, Carlos, Soto Ann. 2012. Is information a proper observable for Biological organization ? Progress in Biophysics and Molecular Biology, 109 (3) : 108-114.
Mayr, Ernst. 1969. Principles of systematic zoology. McGraw-Hill. New York.
Mayr, Ernst. 1982. Histoire de la biologie. Fayard, Paris.
       Théry, Frédérique. 2016. « La face cachée des cellules ». Editions Matériologiques.
Tort, Patrick. 2016. Qu’est-ce que le matérialisme ? Belin, Paris.
 
 

 

bio innovations

Miser sur le vivant : quels modèles économiques pour l’avenir ?

L’avenir sera inévitablement impacté par la problématique du changement climatique … que l’on ne fasse rien ou que l’on tente de développer de nouvelles approches. Dans le premier cas, nous en subirons les conséquences négatives, dans le second nous pourrons espérer en atténuer les effets. C’est l’insertion et l’empreinte de l’homme et de l’économie dans la biosphère qui sont en jeu et en question. Les engagements pris dans le cadre de la COP 21 « invitent » l’ensemble des pays à mettre en place des alternatives aux pratiques actuelles dans de nombreux domaines (transport, industrie, habitat, agriculture …) pour limiter les émissions de gaz à effet de serre (GES).

La bioéconomie pour pomper le CO2

La problématique de la bioéconomie s’inscrit pleinement dans ce contexte de transition énergétique et économique. Développer une bioéconomie qui repose sur l’utilisation raisonnée de ressources renouvelables, c’est se donner la perspective de ralentir, voire de réduire l’accumulation de gaz à effet dans l’atmosphère. Dans l’absolu, la bioéconomie répond à la logique d’une économie circulaire, basée sur l’utilisation du CO2 par le biais de la photosynthèse. Pour autant que l’on puisse limiter les recours au carbone d’origine fossile tout au long du cycle, la bioéconomie présente des atouts indéniables.

Des bioraffineries conçues comme des écosystèmes résilients

Sur le plan industriel, la bioéconomie s’appuie sur le développement de bioraffineries qui permettent de fractionner la biomasse (agricole ou forestière) en ses différents constituants et, de fait, une valorisation de la plante entière. Les bioraffineries sont considérées comme étant la pierre angulaire de la bioéconomie par leur positionnement entre la production de biomasse et les marchés.
Pour ce qui est du domaine agricole, il est possible d’envisager la production sur un même site de produits destinés à l’alimentation, l’énergie, la chimie… Au plan local, les bioraffineries, insérées dans les territoires, permettent également de créer des « boucles » notamment pour ce qui concerne la gestion des sous-produits et effluents : une logique de « zéro déchet » et de valorisation notamment sous forme d’amendements et de fertilisants. En outre, la production de « biointrants » (produits de biocontrole et de biostimulation/ biofertilisants)) peut contribuer à réduire les émissions de l’agriculture.

L’histoire exemplaire de Bazancourt-Pomacle

Sur le plan scientifique et technologique, les procédés mis en œuvre au sein des bioraffineries feront de plus en plus appel aux biotechnologies industrielles dont les progrès permettent désormais d’envisager de produire une gamme de plus en plus large de produits, y compris des hydrocarbures…
Le site de Bazancourt-Pomacle (Marne) représente un « archétype » de bioraffinerie territoriale basée sur l’engagement, dans la durée, d’agriculteurs organisés en coopérative. Au fil des années, le site s’est ouvert à d’autres parties prenantes pour devenir un véritable écosystème au sein duquel de nombreuses synergies ont été établies.
 
 
La résilience du dispositif  tient en grande partie à cet « esprit » de coopération au-delà de la forme juridique. Dans une logique d’approche globale de la durabilité, les acteurs impliqués dans la bioraffinerie se sont engagés, en amont, dans un projet collectif de reconversion d’une ancienne base aérienne en une vaste ferme expérimentale – la ferme 112 - en vue de revisiter les pratiques agricoles pour davantage de durabilité et d’adaptation aux besoins de la transformation. La durabilité de la bioéconomie commence dans les champs …
 
Par ailleurs, un effort de recherche collectif associant un pôle académique (avec AgroParisTech, Centrale Supelec, Neoma BS et URCA) récemment installé sur le site de la bioraffinerie, grâce au soutien des collectivités locales, permet d’entretenir une démarche d’innovation continue. Membres du pôle de compétitivité Industries & Agroressources (Pôle IAR), l’ensemble des parties prenantes œuvre de fait pour une meilleure prise en compte de la durabilité dans le développement économique.
 
Jean-Marie Chauvet, Fondation Jacques de Bohan, Bioraffinerie Bazancourt-Pomacle, projet ferme112
Article issu de l'intervention du 15 sept 2016 dans le cadre du FESTIVAL VIVANT
 

 

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