Vendredi après-midi

Très très calme aujourd'hui :
- mon chef est parti visiter une autre université pour trois semaines,
- mes (rares) collègues de bureau sont partis en week-end à la pause déjeuner,
- il y a un séminaire avec cookies (et rafraîchissements) en plein milieu de l'après-midi.
- les mails désirés et attendus n'arrivent pas...
Bon, en même temps j'ai du travail...
Néanmoins, pour "profiter" de cette ambiance apaisante, je me suis mis à faire de la biblio. Il faut dire que je me suis par miracle retrouvé abonné à Nature (personne ne sait qui a payé mon abonnement, il est probable que je sois abonné gratuitement, quelle organisation !) et donc chaque semaine je reçois ma petite revue. Y'a pas à dire, lire un article sur du vrai papier dans un vrai journal, ça change la vie. Vive Nature !
Sinon, je suis content de ma semaine, j'ai mené une chasse au bug efficace. Je fais souvent mes simulations en double pour vérifier, avec des algorithmes et des langages différents. Ayant des résultats différents pour une simulation précise, j'ai craint pour ma réputation de scientifique et pour le projet qui est plus ou moins en train d'aboutir. Heureusement, après une traque acharnée, je me suis aperçu que les différences étaient artificielles : un 0 puissance 0 valait 1 pour matlab et 0 pour mon code C (à cause d'arrondis). L'honneur est sauf, et vive le numérique ! C'est ce qu'on appelle dans le jargon scientifique, le "miracle du vendredi"; il est d'habitude de bon ton de partir en week-end sur cette note positive...

The Ultimate Boeing 747

Fred Hoyle était un astronome britannique du XXe siècle assez iconoclaste, qui semblait cultiver une certaine autonomie vis-à-vis de la pensée scientifique de son époque. Auteur de SF à ses heures perdues, il contestait aussi à la fois le big-bang et la théorie de l'évolution !

Selon Hoyle, l'apparition de la vie (telle qu'on la conçoit aujourd'hui) est statistiquement impossible. Son argument est le suivant : si l'on sait depuis les expériences de Miller que dans la soupe primitive, des acides aminés pouvaient exister, Hoyle prétend (calcul d'ordre de grandeur à l'appui) qu'il est extrêmement improbable que dans la soupe primitive on puisse trouver au même instant au même endroit l'ensemble des enzymes nécessaires à la reproduction d'une cellule. L'analogie qu'il utilise est celle du "Ultimate Boeing 747" (pour reprendre l'expression de Richard Dawkins). Imaginez qu'un ouragan passe sur une décharge publique est soulève tous les déchets et pièces mécaniques. Il est extrêmement improbable, une fois la tempête passée, que ces déchets s'assemblent spontanément pour former un Boeing 747 !

Dawkins répond que Hoyle commet ici une erreur commune concernant le caractère aléatoire de l'évolution. De l'évolution aléatoire peut en effet émerger naturellement un design; d'un processus désordonné et sans direction peut surgir finalement une organisation complexe. Le point important est que l'évolution est un processus cumulatif. Chaque petit pas est aléatoire et dû à la chance. Mais la sélection naturelle permet de "récompenser" les petits pas, et ainsi de conserver la mémoire des petits pas successifs. On a ici typiquement un problème de probabilité conditionnelle : la probabilité d'apparition spontanée ex-nihilo d'un organisme complexe est infinitésimale, mais la probabilité d'un petit pas partant d'un point de l'évolution déjà avancé est très faible, mais non nulle. Ensuite, le processus de sélection fixe le petit pas et l'espèce vivante gagne en complexité. Je rejoins donc le mouvement lancé par éconoclaste de vulgarisation des probabilités, mais l'exemple de Hoyle montre qu'évaluer des probabilités peut-être assez compliqué...

Le débat est pourtant loin d'être clos. Il me semble relativement concevable d'imaginer comment l'évolution peut créer des structures complexes, une fois qu'existent un support de l'information génétique et des protéines pour traiter cette information. Néanmoins, la question qui demeure ouverte est de savoir comment sont apparus ce support et cette machinerie, et dans ce sens, Hoyle soulève un lièvre. Quelques réponses émergent doucement. Par exemple, on pense que la première molécule de la vie n'était pas l'ADN, mais l'ARN. Celui-ci possède en effet la propriété remarquable en se repliant de pouvoir acquérir des fonctions catalytiques. Un organisme basé sur l'ARN pourrait alors se passer de protéines car l'ARN peut alors jouer le rôle dévolu aux enzymes, tout en codant de l'information génétique (détail amusant, on s'est également aperçu qu'un type précis d'argile catalysait l'assemblage des molécules d'ARN, ce qui suggère que la vie est peut-être apparue... dans la boue !). Un domaine très actif actuellement est donc d'essayer de voir comment des cellules primitives peuvent apparaître, comment par exemple des vésicules, précurseurs de futures cellules, peuvent se former et se diviser (voir par exemple les travaux de Jack Szostak à Harvard). C'est évidemment une très longue histoire...

PS: L'argument de Hoyle à l'encontre du big-bang ne manque pas de saveur quand on sait que sa métaphore du Boeing 747 est reprise par les partisans de l'Intelligent Design. Selon wikipédia, Hoyle, athée convaincu, n'acceptait pas le big-bang car il implique nécessairement un univers non éternel, et donc suggèrait selon lui l'existence d'une "cause première", donc d'un créateur d'une certaine manière. Hoyle préférait l'idée d'un univers où la création de matière était permanente, ce qui combiné à l'expansion, permet d'atteindre un état stable à densité constante.

Des rapports entre sommeil et obésité

Nature publie dans son numéro daté du 21 Septembre un article intéressant suggérant des liens entre deux "épidémies" des temps modernes : le manque de sommeil et l'obésité.

Quelques chiffres pour commencer. Le constat est connu et a été relayé par les médias ces derniers temps : un milliard d'êtres humains (dont deux tiers des américains) présentent un sur-poids (i.e. un indice de masse corporel supérieur à 25 kg.m^(-2) - pour calculer votre indice personnel, prenez votre poids et divisez-le par votre taille en mètre au carré.). Côté dodo, un américain moyen dormait entre huit et neuf heures dans les années soixante, contre moins de sept aujourd'hui. Or, très récemment, on s'est aperçu qu'il y a corrélation entre manque de sommeil et obésité : une étude montre que dormir seulement cinq heures par nuit augmente vos chances de devenir obèse de 60 % !

Cependant, corrélation n'implique pas relation de cause à effet. On peut en effet arguer du fait que les personnes obèses dorment moins bien du fait de leur surpoids par exemple. D'où la nécessité de faire des études plus précises, notamment sur des modèles animaux. En fait, dans un premier temps, certaines études non concluantes ont été effectuées sur les souris. Celles-ci étaient maintenues éveillées artificiellement, mais ne présentaient pas de surpoids évident. Les chercheurs ont alors réalisé que leurs méthodes de réveil des souris étaient un peu trop violentes (certaines souris étaient plongées dans l'eau par exemple) : les animaux, trop stressés, ne grossissaient pas !
Heureusement (pour les biologistes) existent des mutants animaux tout à fait adaptés à cette étude, ayant naturellement un rythme circadien perturbé. L'horloge circadienne est un cycle naturel qui vous donne votre rythme biologique interne, celui qui vous donne faim à midi, vous donne un bon coup de barre le soir et vous réveille naturellement le matin si vous oubliez de brancher le réveil. Ce rythme est "codé" par l'intermédiaire d'un oscillateur génétique, présent dans toutes nos cellules, et coordonné au niveau d'un groupe de neurones (le noyau suprachiasmatique) situé dans votre cerveau. Les horloges circadiennes des mammifères sont bien connues : plusieurs mutations génétiques sont répertoriées et il existe même des animaux arythmiques. Chez de tels animaux, rien ne va plus : incapables d'acquérir un rythme de sommeil régulier, les souris atteintes deviennent alors effectivement obèses en quelques semaines, avec toutes les pathologies associées (diabète, cholestérol...).

Qu'en est-il chez l'homme ? Dans une autre étude, on a demandé à de jeunes "cobayes" de ne dormir que quatre heures par nuit pendant deux nuits, puis on a mesuré les niveaux d'hormones dans le sang de ces patients. Les résultats sont édifiants : la leptine, hormone de la satiété, chute de près de 20 % tandis que la ghreline, hormone de la faim, grimpe de près de 30 %. Du coup, les patients avaient très faims à l'issue de ces expériences et confiaient vouloir se jeter sur des aliments riches en sucres !

Le lien entre sommeil et appétit semble donc se confirmer, et des études sont en cours pour regarder l'impact de cures de sommeil sur le poids. La moralité de tout cela, c'est que la prochaine fois que vous voudrez faire un régime, commencez déjà par faire une bonne cure de sommeil : c'est sûrement moins désagréable que de se serrer la ceinture !

Souris fluos mutantes et délocalisations

Les transposons sont des séquences génétiques un peu folles, pouvant littéralement "sauter" d'un gène à l'autre ou s'intégrer aléatoirement dans différentes parties du génome. A l'origine de certaines maladies génétiques, on les qualifie parfois de séquences ADN parasites, et on pense que les rétrovirus tels que le SIDA sont peut-être d'anciens transposons ayant pris leur indépendance...
Toujours est-il que les transposons sont des outils très intéressants pour les chercheurs. On savait intégrer des transposons dans des organismes simples. Une étape capitale vient d'être franchie : on sait maintenant intégrer des transposons dans les génomes de mammifères.
L'équipe de Tian Xu, à Yale University, a réussi à intégrer un transposon appelé piggyBac dans le génome des souris. Seulement, ils n'ont pas voulu faire les choses à moitié : afin de reconnaître les souris ayant intégré les transposons dans leur génome, ils ont attaché au transposon une protéine fluorescente. Du coup, les souris mutantes se reconnaissent d'un seul coup d'oeil, comme démontré sur la photo !
Chouette des souris fluos... Quel intérêt me direz-vous ? Et bien, c'est en fait une petite révolution (enfin c'est ce qu'a dit Tian Xu durant la conférence à laquelle j'ai assisté)... Car les transposons cassent les séquences génétiques dans lesquelles ils sont intégrés. De plus, Tian Xu a démontré que ces séquences mutées se transmettaient à la descendance des souris. Voilà donc le topo : on a un moyen facile de faire des mutations très localisées à l'aide de cet outil. De plus, les mutants sont très facilement reconnaissables : une fois qu'on sait qu'une souris fluo rose a une mutation sur le gène X, on sait que toutes ses descendantes fluos roses auront la même mutation. Imaginez maintenant qu'une souris fluo bleue ait une mutation sur un gène Y. Les souris violettes, filles des souris roses et bleues auront alors des mutations sur les gènes X et Y. Autrement dit, on peut immédiatement et à l'oeil nu identifier le génotype des souris sans avoir à faire de longs et surtout coûteux séquençages.
Du coup Tian Xu s'est lancé dans une entreprise titanesque : comme il est maintenant facile d'avoir plein de mutants et de faire de la génétique "à l'oeil" (dans tous les sens du terme) pourquoi ne pas générer tous les mutants possibles et imaginables ?

A l'image de ses transposons, Tian Xu s'est alors délocalisé pour en fait retourner au pays, en Chine. En quelques mois, il a fait construire un labo chargé de fabriquer autant de mutants que possibles. Là-bas, la science aussi se fait à bas prix, c'est donc idéal pour ce genre de recherche qui demande beaucoup de travail rébarbatif à grande échelle. L'ambition est claire et affichée : connaître toutes les mutations non létales possibles et imaginables, identifier les gènes correspondants, et utiliser ces découvertes pour soigner tous les problèmes d'origine génétiques. A terme, ce savant un peu fou espère même découvrir certains graals, comme par exemple la mutation génétique qui pourrait doubler notre longévité, à l'image de ce qui a déjà été observé chez la drosophile.
Les premiers résultats sont bluffants. Tian Xu a identifié des mutants incroyables. Des souris résistantes à la douleur, des souris qui ne savent pas marcher droit et qui ne tournent que dans un sens, des souris bossues, des souris aux yeux bridés, des souris avec des incisives surdéveloppées, formant des défenses, comme des éléphants ! Je vous laisse imaginer la combinatoire possible entre toutes ces souris, il y en a pour des années de travaux. Et je doute que dans ce domaine pourtant hyper scientifique, nous puissions concurrencer les labos chinois travaillant à grande échelle avec une main d'oeuvre à la fois compétente et bon marché... J'aurais peut-être mieux fait de faire du droit ou des sciences humaines, comme tout bloggueur qui se respecte ! :)

Photo : via le site piggybac.com Howard Hughes Medical Institute
Référence de l'article : Ding et al., Cell, Volume 122, Issue 3 , 12 August 2005, Pages 473-483

ID : l'Eglise céderait-elle au côté obscur ?

Il y a de l'animation du côté du Vatican ces jours-ci... Nature vient de consacrer deux articles coup sur coup aux rapports entre science et religion catholique, à la lumière du débat sur l'intelligent design. Jean-Paul II avait entrepris une démarche de réconciliation entre foi et science, affirmant la compatibilité entre la foi et la théorie de l'évolution. Seulement, l'essor du mouvement de l'ID conjugué à l'avénement de Ratzinger semble faire bouger les lignes à Rome...

Nature rappelle qu'un éminent cardinal, Christoph Schönborn, avait exprimé des doutes sur le darwinisme dans un article du New York Times (un journal américain, tiens, tiens) l'an dernier, reprenant à son compte l'idée classique proposée par Paley et réactualisée par les ID de la complexité inexplicable sans intervention divine.

Il se trouve que Schönborn a récemment organisé une réunion spéciale à Castel Gandolfo, résidence d'été des Papes, où quatre orateurs ont été invités à s'exprimer : Schönborn lui-même, un philospophe allemand Robert Spaemann, un prêtre jésuite, Paul Erbrich, qui d'après Nature s'interroge sur la nature aléatoire de l'évolution, et enfin, un scientifique, Peter Schuster, président de l'académie autrichienne des sciences. Selon Nature toujours, des comptes-rendus de cette réunion seront publiés (de façon inhabituelle semble-t-il), préfacés par le pape. Nature est assez optimiste et pense qu'il sortira de ce débat une affirmation de l'"évolution théistique", accompagnée d'une mise en garde contre les extrapolations métaphysiques liées au darwinisme.

Evidemment, les ID ne l'entendent pas de cette oreille, et sont pesuadés au contraire que le pape va soutenir une forme d'ID à l'issue de cette rencontre.

Je ne veux pas préjuger des résultats de cette fameuse réunion, mais j'avoue que je suis un tantinet inquiet. Il me semble que le pape a récemment réaffirmé et épousé plusieurs lignes directrices du mouvement ID, par exemple l'affirmation de la nécessité de la religion comme seule base morale (critiquant notamment la sécularisation des sociétés occidentales). De plus, quand on lit entre les lignes, on voit que le thème qui revient souvent dans les discours officiels et les centres d'intérêt de l'Eglise est la discussion sur la nature "aléatoire de l'évolution". C'est l'argument favori de l'ID, à savoir que nous ne pouvons être issus d'un processus aléatoire, que l'ordre, l'organisation, ne peut émerger du hasard. C'est le point le plus difficile à expliquer car évidemment, personne ne peut nier que l'homme n'est pas issu tout de go d'un espèce de jeu de pile ou faces dont il avait 1 chance sur 10 puissance infini de sortir, mais c'est pourtant la façon dont les ID essaient de discréditer la théorie de l'évolution en insistant sur le mot hasard et en occultant la force des processus de sélection cumulatifs. Je suis vraiment impatient de lire les compte-rendus de cette réunion... Et je ne fais pas confiance aux ID qui affirment que le pape a effectivement rejeté l'évolution lors de son homélie de dimanche dernier.


Petite précision : a priori, l'opinion de l'Eglise sur le sujet m'importe peu; ce qui m'inquiète le plus, d'un point de vue purement politique, est de voir la force de pénétration de l'ID, y compris dans des sphères qui conservent une certaine influence.

Sources
l'article de Nature
L'annonce du colloque
Le texte de l'homélie en Français contre "une Raison sans Dieu"

Perl et moi

Je fais la plupart de mes simulations en C++.
Je trace des courbes sous gnuplot une centaine de fois par jour.
J'ai récemment découvert Matlab, et en suis totalemen fan (c'est très pratique pour faire du traitement d'image, des simulations numériques vite-fait bien-fait et des zolis films à glisser dans les présentations power-point... euh latex-beamer je veux dire).
Je fais mes figures roudoudesques sous xfig.
Je maîtrise même quelques secrets de mplayer et mencoder.
J'écris un peu moins régulièrement des scripts shells, mais je maîtrise à peu près.
Mais voilà...
Je crois que j'ai un problème avec Perl. A peu près tous les trois quatre mois, au détour d'un projet, je me retrouve à devoir traiter de façon systématique des tables données. Perl est alors tout indiqué. Le problème, c'est qu'en deux-trois mois, j'ai eu le temps d'oublier toute la syntaxe (assez obscure il faut bien le dire), tout pollué que je suis par les autres langages. Encore une fois, cet après-midi, il va falloir que j'exhume mon "Introduction to Perl" (honteusement piqué à ma môman, désolé maman...) aux fameuses éditions "O'Reilly" pour ré-apprendre la syntaxe de Perl... Mes vieux programmes aidant, peut-être un jour maîtriserai-je totalement cet outil !

XX vs XY

Un billet un peu sérieux pour illustrer sur un thème simple un problème en fait délicat de génétique humaine.
Les statistiques le prouvent : les hommes sont en général plus grands et plus costauds que les femmes. D'où vient donc cette différence ?
Je vous vois déjà penser aux nageuses est-allemandes : l'hormone masculine par excellence, la testosterone, doit bien avoir un rôle là-dedans.
Et bien ce n'est pas le cas, et une anomalie génétique rare prouve sans ambiguité que si le chromosome Y a un rôle indéniable là-dedans, ce n'est pas via les hormones sexuelles.
Il se trouve que l'embryon humain est, par défaut, femelle. Cela signifie que si vous supprimez toute hormone sexuelle, ce sont les organes sexuels féminins qui se développent spontanément. La formation des organes sexuels masculins extérieurs nécessite obligatoirement de la testostérone, secrétée par les testicules (qui eux se forment sous l'action indépendante d'un gène du chromosome Y). Or, une mutation génétique rare existe sur les récepteurs aux hormones sexuels, les rendant insensibles aux hormones mâles. Un individu XY atteint par cette mutation, s'il possède des testicules, ne peut donc développer les organes mâles, et s'il est un homme génétiquement, tous ses caractères sexuels seront incontestablement féminins. Cette anomalie génétique passe en général inaperçue jusqu'à l'adolescence (où l'absence d'ovaires devient alors manifeste pour des raisons évidentes).
Or il se trouve que les études statistiques sont elles aussi sans ambiguité : si elles ont des proportions et des formes féminines (quoiqu'apparemment plus minces que la normale), les femmes XY sont statistiquement plus grandes- et ont en fait une taille d'homme. Le gène de la taille, s'il est sur le chromosome Y, n'a donc rien à voir avec la testostérone...


Réferences :
un site qui décrit le processus de différentiation sexuelle et parle de cette anomalie. Etrangement, l'auteur a l'air de ne pas aimer la théorie de l'évolution.
Un abstract de papier relatant cette fameuse différence statistique...

Revue de presse

Un peu de "funky science" pour changer :

• Des chercheurs ont fait une découverte tout à fait étonnante : il est possible de récupérer des spermatozoïdes à partir de testicules congelés. Ils ont par exemple réussi à donner naissance à de petits rats à partir de spermatozoïdes d'organes congelés il y a quinze ans ! Cela paraît presque comique dit comme cela, mais l'intérêt potentiel est énorme : ce serait un bon moyen pour "ressuciter" des espèces disparues congelées dans le permafrost par exemple. A quand la réintroduction des mammouths ? (Onoguki et al, PNAS, 103, 2006, article en accès libre)
• Expérience mystique sur commande ? Une équipe de chercheurs canadiens a passé des nonnes sous scanner cérébral pour essayer de découvrir quelles zones du cerveau étaient stimulées lors d'expériences mystiques. 15 nonnes d'un monastère carmélite ont été invitées à se remémorer une transe mystique durant laquelle elles ont été en "contact" avec Dieu. Des zones bien identifiées du cerveau sont effectivement fortement activées, comme par exemple les sous-zones impliquées dans la perception spatiale, ce qui expliquerait le sentiment de "communion" avec le grand Tout ressenti lors de méditations intenses. Le chef de l'équipe prétend qu'il devrait être possible à terme de stimuler artificiellement ces zones afin de mener à l'extase mystique tout un chacun ! ( Beauregard M.& Paquette V. Neuroscience Letters, 405. 186 - 190 (2006), via Nature )
• Comme vous le savez sûrement, Pluton n'est plus officiellement une planète. Apparemment, cela gène beaucoup les Américains, surtout les petits : d'après cet article du monde, "Pluton a toujours été très populaire chez les enfants. Peut-être parce que c'est la plus petite planète". Libé pose la vraie question : cela invalide-t-il l'astrologie ? Un éminent déchiffreur des astres nous assure qu'«un tel rejet de Pluton, c'est le refus de se dire que la société dans son ensemble doit se remettre en question et faire des réformes pour s'améliorer. Attention, donc, au retour de bâton.» Vive la science !
  

Petite boutique des horreurs : Alien chez les guêpes

La plupart des guêpes ont un mode de reproduction assez dégoûtant. Afin d'assurer la subsistance de ses larves, Cotesia congregata n'a rien trouvé de mieux que de pondre ses oeufs à l'intérieur des larves d'autres insectes. Du coup, lorsque les oeufs de la guêpe éclosent, les larves se trouvent dans un milieu nutritif riche et adapté à leur développement, et peuvent croître et grouiller librement, en dévorant de l'intérieur la larve infectée (comme vous pouvez le voir sur la photo ci-contre d'une pauvre larve Manduca sexta).

Pourtant, un problème élémentaire se pose a priori. En effet, les insectes disposent eux aussi d'une réponse immunitaire. Si vous introduisez un corps étranger dans une larve, celui-ci est normalement détruit ou rejeté. Comment donc font les guêpes pour protéger leurs larves ?

En fait, l'évolution a sélectionné un moyen tout à fait machiavélique pour permettre aux guêpes de se reproduire en toute impunité. Il y a environ 70 millions d'années, les guêpes ont intégré dans leur génome un virus. Ce virus est produit et introduit dans le corps de l'hôte au moment de la ponte, et neutralise la réponse immunitaire qui permettrait à l'hôte de se débarasser de la larve. Une espèce de sida des guêpes quoi... C'est horrible non ?

Source photo et quelques références sur le sujet : site de Nancy Beckage

Big finger

La reprise est active, plein de choses à faire, mais pas trop le temps d'écrire sur mon blog, désolé (j'ai pourtant de la matière en ce moment)... Cela ne risque pas de s'améliorer la semaine prochaine je le crains, mois de Septembre oblige. En attendant, je viens de réaliser un effet pervers de l'utilisation de la commande "finger".
Mode parano on
Logguez-vous sur la machine de vos collègues (ou plus pervers de votre patron), et tapez finger + nom du collègue. Vous aurez un compte rendu détaillé de ses activités récentes : mail, dernier log in... Par exemple, le matin, vous pouvez savoir à quelle heure le mail a été regardé pour la dernière fois, et savoir donc à peu près l'heure de départ (ou d'arrivée) du collègue en question, ou savoir s'il a bien lu le mail hyper urgent que vous lui aviez envoyé et auquel il n'a toujours pas répondu (malgré le fait qu'il ait lu son mail trois fois entre temps !!!). C'est horrible et pervers, nous sommes vraiment sous surveillance...
Mode parano off


Ajout 12 Septembre : je viens de voir en direct mon chef réaliser cette manip pour savoir si son étudiant avait lu son mail récemment... c'est horrible !