“Biohackers” : le piège du nom
Un article du Monde rencontre les “biohackers”, des jeunes gens qui font de la biologie dans leur garage.
Comme la plupart des commentateurs, je suis assez choqué par la légèreté sur les questions sanitaires/de sécurité :
“Quand je modifie mes bactéries pour qu’elles produisent de l’éthanol, j’introduis également une seconde modification qui les rend résistantes aux antibiotiques. Puis j’injecte des antibiotiques dans leur bocal pour faire le tri : seules celles sur lesquelles la modification a réussi survivent.” Il se retrouve donc avec des stocks d’OGM résistants aux antibiotiques : “Je dois faire attention, car si ces organismes s’échappaient dans la nature, ils pourraient transmettre leur résistance à d’autres bactéries pathogènes, dangereuses pour l’homme.”
C’est bien connu, il n’y a jamais de catastrophes naturelles en Californie. De l’utilité des normes pour empêcher la propagation des résistances bactériennes …
Mais je crois que l’aspect qui m’a le plus surpris/agacé est la métaphore filée “biologie=informatique”. Le nom des “biohackers” évoque l’imagerie de l’informatique, des jeunes “dans leurs garages” qui piratent et inventent du nouveau code. Une image rebelle et sympathique en fait. Mais une image complètement fausse.
Une bactérie n’a rien d’équivalent à un programme informatique, contrairement à ce qu’affirme l’un des interviewés :
Au début, j’étais un peu ridicule, je n’y arrivais pas. Puis j’ai compris que le fonctionnement d’une cellule ressemble à celui d’un ordinateur, ou l’inverse, et là tout est allé très vite. Le code du génome humain comporte trois milliards de paires de base. Or je travaille régulièrement sur des logiciels dont le code-source contient trois milliards d’octets. Ce volume de données ne me fait pas peur
Une bactérie, c’est 4 milliards d’années d’évolution. Elle n’a pas été conçue “from scratch” par des programmeurs humains, avec leur logique humaine, enseignée dans des cours d’université. Il n’y a pas de séparation claire entre hardware et software. Il n’y a pas de développeurs à contacter si on ne comprend pas une partie du programme. Il n’y a pas de page de manuel. Si on peut le “lire”, on ne comprend pas tout ce qu’il y a derrière le code. Il y a eu beaucoup de papiers sur la “modularité” et les “principes de design” des réseaux métaboliques et génétiques, mais rien ne dit qu’une bactérie utilise des solutions similaires à ce qu’aurait conçu un ingénieur (informatique) humain pour résoudre le même problème. Et puis, pour revenir à la sécurité, quand on joue avec un ordinateur, si on se goure, on risque au pire de griller sa machine, tandis qu’avec des bactéries …
La biologie synthétique semble prometteuse, mais il n’est pas dit qu’elle ne finisse pas par se heurter violemment au mur de la complexité des comportements émergents, dus à l’interaction complexe de nombreuses variables. D’ailleurs, depuis les papiers “back-to-back” dans Nature d’Elowitz et Leibler d’une part, et de Gardner et al. d’autre part, elle n’a pas tant progressé que cela : en 10 ans, le groupe de Collins est passé de l’interrupteur génétique (on-off) à une cellule qui compte jusqu’à 3. On est donc très très loin de construire des ordinateurs bactériens, d’autant plus qu’on peut difficilement paralléliser des circuits artificiels qui utilisent tous plus ou moins les mêmes briques biologiques. Devant cette même complexité, quelques groupes sont d’ailleurs passés progressivement de la biologie synthétique “classique” à des approches beaucoup plus axées “reverse-engineering”, qui essaient de décrire la biologie avec des modèles plus phénoménologiques. L’un des buts étant, je pense, de pouvoir détourner l’existant plutôt que de reconstruire de zéro.
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September 7th, 2009 at 09:40
L’article de Wired sur le sujet présentait les choses un peu différemment : la biologie synthétique faisait en effet très peu de progrès jusqu’au jour où Tom Knight, inspiré par l’approche de l’ingénieur, conçut des éléments assemblables (appelés BioBricks) : “Genetic engineering could start to look like mechanical engineering.” . Cette nouvelle ingéniérie a permis de bouleverser l’horizon de la biologie synthétique — avec ses détracteurs bien-sûr, et en se coupant pas mal de la recherche biliogique du laboratoire…
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Tom Roud Reply:
September 7th, 2009 at 21:56
Hmmm, pas super convaincu. Pour reprendre une expression de mon chef, il n’est pas clair du tout que la biologie puisse être vue comme sous-discipline de l’ingéniérie. Sur Biobricks, il se trouve que lors de l’une de mes interviews l’an dernier, je me suis retrouvé à discuter avec un gros ponte de la biologie synthétique, qui ne paraissait pas super convaincu de l’utilité future du projet …
Mon impression, vu d’à côté, c’est qu’il est très difficile de concevoir des outils génériques. J’ai un collègue qui a essayé d’utiliser pour un projet des constructions d’un papier très fameux de biologie synthétique: apparemment elles étaient très loin de marcher. A la suite de cela, il a relu soigneusement le papier et s’est aperçu que de façon très efficace, les auteurs du papier ont finement écrit un message A tout en sous-entendant le message B . Tout le monde a retenu le message B, qui était en fait faux.
En fait, le contexte cellulaire semble avoir autant d’influence que la construction proprement dite, il y a aussi semble-t-il tout un tas d’éléments parasites (effet des disponibilités de protéines, dynamiques bizarroides qui font foirer la construction, etc…). Ponctuellement, les choses peuvent très bien marcher, mais de là à être fiables et génériques, il y a encore beaucoup de boulot.
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September 7th, 2009 at 11:49
“Une bactérie n’a pas été conçue “from scratch” par des programmeurs humains, avec leur logique humaine, enseignée dans des cours d’université.”
Qui prétendrait le contraire?
“Il n’y a pas de séparation claire entre hardware et software”
Est-tu si sur que cette séparation existe en informatique? Pour reprendre un exemple d’Antoine Danchin: si tu prends un cd qui contient donc un “software” et que tu le laisse à la chaleur, qu’il se déforme ne serait-ce que très légèrement, tu ne pourras plus le lire avec ton ordi!!! Pourtant le software est toujours présent sur le cd!!!! L’information n’est pas contenue dans le software uniquement. Il existe une information de la machine aussi bien chez la bactérie que pour l’ordinateur!!!
” rien ne dit qu’une bactérie utilise des solutions similaires à ce qu’aurait conçu un ingénieur (informatique) humain pour résoudre le même problème. ”
Encore une fois, personne ne prétend le contraire. Il est même bien évident que les solutions trouvées par l’évolution sont très différentes des solutions apportées par les ingénieurs. L’évolution procède à l’aveugle par mutation / selection alors que l’homme est capable de mettre en place en design global.
“quand on joue avec un ordinateur, si on se goure, on risque au pire de griller sa machine, tandis qu’avec des bactéries …”
La biologie synthétique fait naturellement peur, mais il faut tout de même se dire qu’au jeu de la compétitivité dans un environnement naturel, l’évolution est à des années lumière devant ce qu’on est capable de faire en tant qu’ingénieur. Toutes les modifications qu’on apporte aux bactéries on tendance à diminuer leur fitness!!! Et puis les quelques microgrammes d’antibiotiques utilisé dans les labos ou même dans des garages de biohacker sont une goutte d’eau dans l’océan des antibiotiques utilisés dans les hôpitaux et surtout dans l’agriculture; et qui sélectionnent de manière autrement plus efficace des résistances!!!
“elle n’a pas tant progressé que cela : en 10 ans, le groupe de Collins est passé de l’interrupteur génétique (on-off) à une cellule qui compte jusqu’à 3″
Sans doute mais il faut comparer la biologie synthétique d’il ya 10 ans à l’invention des cartes perforées pour l’informatique… Il ne me semble pas que l’informatique ait fait des bons de géant entre 1930 et 1940
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erathrya Reply:
September 7th, 2009 at 19:47
ce ne sont pas les microgrammes d’antibitique utilisés qui posent problème, mais bien le gene de resistance que le mec a ajouté à “sa bactérie” et surtout la facon dont il se debarasse de ses cultures ensuite. si il détruit tout à la javel avant de le mettre à l’evier sinon bonjour les dégats!
ca me faisait sourire ces histoires de bioahackers au départ mais il y a quand meme un probleme avec le fait de laisser n’importe qui jouer avec tout ca…
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David Bikard Reply:
September 8th, 2009 at 16:14
Ces gènes de résistance n’ont pas été crées par l’homme, mais récupérés d’isolats naturels ou clinique. On oubli souvent que les antibiotiques sont à la bases des substances naturellement produites par certains microorganismes et que les gènes de résistance sont également naturellement présent dans l’environnement. Les bactéries n’ont pas besoin que des biohackers viennent leur fournir des gènes pour devenir résistantes. Prenez 1g de terre dans votre jardin et mettez le dans un milieu de culture avec n’importe quel antibiotique et vous sélectionnerez des bactéries résistantes. Le problème vient de l’utilisation massive d’antibiotique. Ce ne sont pas les quelques gènes qui vont s’échapper des garages de biohacker qui vont changer la donne!
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Tom Roud Reply:
September 8th, 2009 at 23:34
Bah oui, mais en les sélectionnant, on augmente forcément le ratio bactéries/résistantes sur bactéries non résistantes. Dans le 1g de terre, les bactéries résistantes n’ont pas d’avantage sélectif, dans la soupe d’antibiotique, si. Quand on relâche les bactéries d’1g de terre, on ne change pas le nombre de bactéries résistantes dans la nature, quand on relâche des bactéries résistantes, si.
Et s’il y a un nombre massif de biohackers justement ?
Tout est en fait un problème de nombre.
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David Bikard Reply:
September 9th, 2009 at 10:27
Je pense qu’on est d’accord. Tout ce que je voulais dire, c’est que rejeter des antibiotiques dans la nature augmente la proportion de bactéries résistantes probablement de manière beaucoup plus efficace que le simple fait de rejeter des bactéries de laboratoire, même en grande quantité. Alors tant qu’on utilisera les antibiotiques de manière aussi massive qu’aujourd’hui, je pense que les biohackers sont le moindre de nos soucis.
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Tom Roud Reply:
September 7th, 2009 at 22:15
Personne ne prétend qu’une bactérie est une création humaine, mais mon point est que les biohackers agissent comme si c’était le cas. Par exemple, comme d’autres, ils plaquent des concepts d’ingéniérie sur les bactéries. Contrairement à ce que vous dites, on lit beaucoup de papiers faisant l’analogie entre les solutions trouvées par l’évolution et les solutions proposées par les humains. On entend beaucoup parler de modularité, de robustesse, de redondance, etc… on voit beaucoup d’études et de papiers qui nous expliquent que la biologie *est* comme cela, mais je ne suis pas du tout convaincu que ces beaux principes soient si généraux que cela en biologie.
Sur la séparation entre hardware et software : on entre dans l’âge du “cloud computing” qui me semble être la quintessence de cette séparation, non ?
Sur l’effet goutte d’eau : une bactérie qui n’est pas “fit”, c’est aussi une bactérie qui tue son hôte avant d’avoir le temps de contaminer le reste de la population. Par exemple, on ne peut pas dire que le virus Ebola soit très adapté à la population humaine, il n’en reste pas moins très dangereux. Et puis, comme dit erathrya, lâcher des gènes dans la nature, même en petite quantité, peut être dangereux car justement d’autres bactéries peuvent choper les résistances et là, l’évolution peut amplifier la petite fuite, la petite faille dans le dispositif de sécurité. C’est tout le problème des organismes modifiés génétiquement en général.
Je ne suis pas sûr que cela soit la bonne période de comparaison, vu le nombre de start-up en biotech et le poids industriel et académique dans le domaine de la biologie synthétique.
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David Bikard Reply:
September 8th, 2009 at 16:31
Je ne dis pas que ce sera facile! Le chemin à parcourir est encore énorme avant qu’on soit capable d’écrire un programme génétique qui fonctionnera de manière fiable et prédictible. Il y a dans les systèmes biologiques énormément d’interactions imprévisibles sur lesquelles les ingénieurs se casseront les dents! Cependant, il n’y a à priori pas de raison fondamentale qui empêcherai qu’on y arrive un jour (dans 100 ans peut-être?).
En revanche si tant de biotech (mais aussi ExxonMobil , Total etc. ) investissent, c’est qu’elles pensent que les application sont proches (il n’est pas nécessaire de tout comprendre pour faire)! De nombreux procédés industriels ont déjà été améliorés grâce à des microorganismes génétiquement modifiés… La révolution biotechnologique arrive lentement mais surement!
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Tom Roud Reply:
September 8th, 2009 at 23:45
Franchement, je ne suis pas sûr du tout de la dernière assertion, qu’il n’y ait pas de raisons fondamentales pour ne pas se casser les dents éternellement sur certains problèmes biologiques. Il y a par exemple des problèmes fondamentalement insolubles en maths, en physique, et justement en informatique (toute la théorie de l’indécidibalité repose là-dessus). Il y a des questions théoriques profondes derrière, par exemple, peut-on comprendre toute la biologie avec une approche génétique ? Je n’en suis pas sûr.
Ou que les biologistes et autres start-up communiquent très bien … Enfin, on verra bien la nature de la révolution biotechnologique comme vous dites; mon impression récurrente c’est que le grand public croit un peu trop qu’on peut faire n’importe quoi avec l’ADN et que les scientifiques ont un petit peu trop tendance à les conforter dans cette idée
.
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David Bikard Reply:
September 8th, 2009 at 16:41
Même pour le “cloud computing”, les opérations sont effectués par du hardware qui doit bien être capable de comprendre le software… Le hardware d’un ordinateur contient l’information qui lui permet de lire le software. Exactement de la même manière, la machinerie de transcription / traduction d’une bactérie contient l’information qui lui permet de lire la séquence d’ADN. La séquence d’ADN peut réellement être considérée comme un software. La molécule d’ADN en est le support, tout comme ton disque dur est le support de tes softwares!
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Tom Roud Reply:
September 9th, 2009 at 03:16
En fait, je me rends compte qu’il y a peut-être un malentendu sur tout ce billet. Mon propos essentiel est de dire que j’en ai un petit peu assez du mème “biologie=informatique”, et notamment des idées suivantes :
- le code génétique est complètement indépendant de ce qui l’encode
- les bactéries fonctionnent comme un ordinateur
Je veux les critiquer car ce sont typiquement des idées très répandues, qui sont je pense aussi un peu trop simples et doivent être dépassées. Car on s’en est tellement gargarisé qu’ elles deviennent un peu cautérisantes et aveuglantes.
L’exemple que tu donnes est typique : c’est le dogme central dans toute sa splendeur. Il ne s’agit pas de dire que c’est faux, il s’agit de dire que les choses sont un peu plus compliquées. Par exemple, la séparation très claire entre fonction et code (protéines et ADN) est peut-être vraie aujourd’hui sous certains aspects, mais cela n’a pas toujours été le cas, en particulier au début de l’histoire de la vie, à l’époque du RNA world :
http://tomroud.com/2008/05/03/compte-rendu-de-symposium-i-evolution-de-la-vie-primitive/
On en voit encore des traces aujourd’hui : les structures secondaires de l’ARN comptent.
Autre exemple : les nombreux autres “codes” génétiques, comme par exemple le code “nucléosomique”, qui est relié à des propriétés physiques de l’ADN. Ce qui montre que l’ADN n’est pas une structure passive encodant les choses n’importe comment. On pourrait aussi parler de tous les aspects dynamiques… Le danger dans ces histoires, c’est de faire croire aux gens que quand on a séquencé un génome, quand on connaît la séquence génétique, on comprend tout. Rien n’est plus faux.
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September 7th, 2009 at 14:14
Pour l’amateur de SF, les “biohackers” ça marche, très post-cyberpunk. Enfin comme dit la sagesse populaire, comparaison n’est pas raison, métaphore c’est la mort, analogie c’est fini,…
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September 7th, 2009 at 19:04
En fait il faut dire “bio fouineurs” ! http://www.20minutes.fr/article/345703/France-Arrosage-filoutage-et-fouineur-les-nouveaux-mots-de-l-Internet-en-francais.php
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September 8th, 2009 at 10:18
la preuve que biologie et informatique c’est quand même un peu la même chose…
http://vimeo.com/5629970
[Reply]
September 8th, 2009 at 22:52
[...] qui se préoccupe du statut bafoué de sa mouture du créateur. Et troisième résultat sur Google, le billet de Tom repris au C@fé des [...]
September 8th, 2009 at 23:06
D’abord, un petit coucou à David ^^, ensuite, une question qui me turlupine et à laquelle je ne sais pas répondre:
puisqu’on parle de papiers et de démonstration, la fabrication d’un super-pathogène par accident est-elle déjà arrivée? est-elle seulement possible? Concrètement, que risque-t-on à jouer avec des bactéries? attention, je veux du concret, des noms de gènes et tout, pas de l’invocation.
Sinon, le nom de biohackers ne me gêne pas plus que ça, dans la mesure où il existe apparemment des liens avec des hackers informatiques, et surtout où ils partagent avec ces derniers un objectif de maîtrise et de compréhension d’un système. Et si j’ai bien compris, leurs préoccupation sont bien loin de la biologie synthétique.
Au passage, il y a belle lurette que l’homme intègre des bactéries (ou d’autres organismes) à des processus d’ingénierie, et ça marche très bien.
[Reply]
Tom Roud Reply:
September 8th, 2009 at 23:57
Je pense que le danger du super-pathogène est assez localisé. Il y a par exemple ce papier dans lequel un pauvre type à la santé fragile a été terrassé par une infection bactérienne devenue résistante, je te laisse regarder la liste des mutations et tout :
http://www.pnas.org/content/104/22/9451.long
L’abstract commence de la manière suivante :
“The spread of multidrug-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strains in the clinical environment has begun to pose serious limits to treatment options. ”
Cela dit, juste pour mon édification personnelle, les bactéries que tu crées, tu les jettes dans l’évier ? Il n’y a pas de règles de sécurité en biologie ? Les campagnes “les antibiotiques, c’est pas automatique”, c’est juste une application stupide du principe de précaution ? On n’a jamais vu apparaître de souches multirésistantes du fait de l’utilisation trop massive d’antibiotiques ? Je ne vois pas très bien pourquoi les biohackers ne devraient pas faire autant attention que le reste du monde.
Bah le type qui veut faire des bactéries qui font de l’éthanol, tu appelles ça comment ?
[Reply]
September 9th, 2009 at 01:37
mais la résistance ne rend pas plus pathogène, et elle est sélectionné bien plus sûrement par les traitements intensifs que par les pratiques d’un laboratoire; quand bien même, cette évolution a pris des dizaines de mutations indépendantes, bien plus que ce qu’on peut occasionner par erreur. Enfin, la bactérie de départ était déjà un pathogène.
Les bactéries que je “crée”, je ne les jette pas dans l’évier, elles sont détruites à l’autoclave. Mais quand un tube casse et qu’elles passent à l’évier, on n’en fait pas une maladie (on parle de non pathogène…). Evidemment, les labos de bactério ont des règles que tout le monde devrait respecter pour sa propre sécurité, mais tant qu’on travaille avec des bactéries “gentilles”, le risque de santé publique me paraît nul, jusqu’à preuve du contraire.
des bactéries pour faire de l’éthanol :
-je suis un intégriste, pour moi la biologie synthétique c’est la création d’une forme de vie de toutes pièces (comme dans “bio” et “synthèse”) ; le reste, c’est du génie génétique, un terme qui est déjà bien trop flatteur
-l’approche “ingénieur” marche très bien pour implémenter cette fonction (ça ne veut pas dire que c’est facile, mais on l’a déjà fait comme ça avec d’autres voies métaboliques)
-le type qui entend (re)faire ça tout seul me fait bien rire, c’est quand même un gros boulot, il faut des connaissances assez vastes en physio et métabolisme, et l’idée est loin d’être neuve
- c’est un cas isolé, les autres construisent des bidules ou font des diagnostics
[Reply]
Tom Roud Reply:
September 9th, 2009 at 03:46
Mais voilà, tes bactéries, tu les autoclaves. Si ton labo est un peu léger là-dessus, il aura des problèmes. Comment on fait maintenant pour gérer les gens dans leur garage ? Est-il scandaleux de règlementer leur pratique ?
Je ne comprends pas cet argument. Dans un labo de bactériologie, on doit autoclaver les bactéries “gentilles” oui ou non ? Si c’est inutile, pourquoi des tas de gens ont-ils décidé qu’il fallait les autoclaver quand même ? Sinon, tout risque est nul jusqu’à preuve du contraire, je ne trouve pas que cela soit un argument très valable
.
Et puis, sur le fond, n’y a-t-il pas des transferts horizontaux possibles entre bactéries gentilles et bactéries méchantes ? N’augmente-t-on pas précisément le risque de contact avec les bactéries méchantes si on balance plein de bactéries gentilles mais résistantes aux antibio dans la nature ? Et les bactéries, mêmes “gentilles” pour toi, ne peuvent-elles pas être méchantes sur des sujets immuno-déprimés ?
Deux analogies pour finir (peut-être capillotractées) :
- je pense que si tu déverses ton huile de vidange dans la rivière, ce n’est pas spécialement dangereux ponctuellement et la pollution de l’océan ne changera pas beaucoup si un ou deux types déversent leur huile de vidange de temps en temps. Mais je suis à peu près sûr que c’est interdit, et que tu aurais une prune bien méritée si tu le faisais. Le relargage de bactéries gentilles résistantes me paraît être du même ordre : pour empêcher l’émergence d’un problème collectif, on doit règlementer de façon individuelle
- sur les bactéries super-pathogènes, je ne connais pas d’exemple d’émergence bactériennes, mais il y a un exemple viral récent d’apparition de nouveau pathogène du fait d’activités humaines : la grippe A. On a une concentration dans un animal d’élevage de grippes différentes puis recombinaison. La grippe A est contagieuse, mais est plutôt “gentille” comme tu dis; mais la raison majeure pour laquelle on prend toutes ces mesures est qu’on veut limiter sa propagation pour minimiser les risques de recombinaisons méchantes. De la même façon, il vaut peut-être mieux éviter de relarguer trop de bactéries gentilles mais résistantes aux antibiotiques. Alors évidemment, il n’y a pas de biohackers derrière, mais cet exemple a le mérite de montrer que le vivant n’est pas quelque chose de passif et de prévisible sur lequel l’homme agit de façon neutre, et c’est pour ça qu’il y a des réglementations, même si elles paraissent stupides et inutiles de prime abord.
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erathrya Reply:
September 9th, 2009 at 17:06
@ Benjamin
“quand bien même, cette évolution a pris des dizaines de mutations indépendantes, bien plus que ce qu’on peut occasionner par erreur.”
oui sauf que ce n’est pas toujours vrai:
si tu prends l’exemple de la fusidine, un antibio naturel, une seule mutation dans fusA suffit pour rendre la bacterie resistante et il existe une deuxieme mode de resistance, par acquisition d’un plasmide de resistance (portant le gene fusB).
http://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/499365
et ca diffuse vite ” increased prevalence of fucidin resistance in MRSA (5% in 2001, 7% in 2002 and 12% in the first 8 months of 2003″
http://jac.oxfordjournals.org/cgi/reprint/dkh284v1.pdf
Bref, le probleme n’est pas la creation d’un super pathogene, car MRSA est deja suffisamment pathogene ! c’est le fait qu’il devienne de plus en plus resistant aux antibios qui est un probleme de santé publique.
donc non aux bacteries resistantes aux antibios relarguées dans la nature par des biohackers inconscients!
[Reply]
September 10th, 2009 at 11:50
Je ne comprends pas ci-dessus l’analogie biologie/informatique, et suis d’accord avec Tom là-dessus.
J’ai l’impression qu’il y a un malentendu, la seule chose qui ressemble, et encore de loin, à de l’informatique, c’est le fonctionnement du cerveau. Dans les deux cas, on peut idéalement considérer un ensemble de régions discrètes (soma, domaines magnétiques, transistors etc.) contenant un état lui même plus ou moins discrets (polarité, orientation du champ magnétique, valeur de la tension etc) et tous ces états sont reliés entre eux par des circuits de fils (connexions, neurites,axones etc.) qui transmettent des instructions de point à point pour de possibles basculements des états.
La biologie en général, hors les neurones, n’a rien à voir avec ça, mais alors vraiment rien, les quantités biologiques sont des champs spatio-temporels en général continus (soit des concentrations, soit des champs de forces, soit des champs de déplacement, soit des champs de vitesse) et la notion d’état propagé d’un point à un autre n’a pas de sens, les changements d’états étant véhiculés par des champs spatialement étendus. Il est vrai qu’il existe des sortes d’interrupteurs moléculaires inhibiteur activateur etc. dans les cellules spécifiant l’état de la cellule. (et encore, c’est pas général), mais bien que l’interrupteur ait vaguement une anologie avec un interrupteur électrique, la position de l’interrupteur n’est pas commandée par des circuits physiques de point à point, mais par la valeur prise au vosinage de la cellule, par un champ physico-chimique spatialement étendu. Par exemple, ça n’aurait aucun sens de dire que les plumes sur la peau d’un canard ou les empreinets digitales sont obtenues par un programme informatique lisant des instructions, puisqu’il s’agit d’une instabilité de champ spatio temporel générant des bosses ou des plis suivant des modes de déformation physico-chimiques
Par conséquent, il me semble que l’analogie informatique/biologie n’a aucun sens. La raison profonde de ce “wishful thinking”, à mon avis, c’est que l’informatique, ça marche, on la domine et on en fait ce qu’on veut. On aimerait bien que tout marche aussi bien, soit aussi simple.
[Reply]
David Bikard Reply:
September 10th, 2009 at 13:46
Tout dépend du niveau de comparaison. Une cellule n’a bien entendu rien à voir avec un ordinateur au niveau du hardware. Il n’y rien de comparable à des câbles, des transistors etc. En revanche il est tout à fait raisonnable de considérer une cellule comme une machine de Turing parallèle et capable de se reproduire. La comparaison avec l’informatique vient de là.
Ceci dit, je suis d’accord que cette comparaison induit beaucoup de confusion car elle est souvent mal comprise et laisse espérer de la biologie synthétique bien plus que ce qui est faisable pour le moment.
En ce qui concerne les plumes et les empreintes digitales, tu décris le phénomène qui donne lieu à leur formation, mais il y a bien un programme génétique qui met en place les conditions de ce phénomène.
[Reply]
September 10th, 2009 at 15:00
“mais il y a bien un programme génétique qui met en place les conditions de ce phénomène.”
je n’en suis pas sûr, et je suis même convaincu du contraire. Je ne crois pas qu’il y ait dans le génôme une série d’instructions discrètes, telles qu’on pourrait isoler une routine spécifiant qu’un animal va avoir des empreintes digitales.
Il est certain qu’on peut changer un gène quelque part, en vertu de quoi un animal aura ou pas des empreintes digitales, mais ça ne signifie pas qu’il y a un morceau de code, dont le sens est un programme, spécifiant l’existence d’empreintes et qui pourrait, par exemple, être découpé, et mis à un autre animal, qui aurait ainsi des empreintes digitales tout à coup. Pour moi, c’est à peu près comme si on disait que lorsqu’on vide une baignoire, on actionne un programme, et que le mouvement du liquide qui se vide, se conforme à un programme.
Le simple fait qu’un animal croisse entraîne la possibilité qu’il ait des empreintes (surface plissée) sans que cela requiert nulle part l’ajout d’un programme pour les empreintes, et les empreintes peuvent être induites par de très variées mutations. Les empreintes sont déjà là, sur l’animal lisse, dans l’espace des bifurcations de sa croissance et des formes possibles qui peuvent advenir, en changeant les paramètres physiques de la peau lisse, sans que cela ne constitue les paramètres d’un programme au sens informatique.
Une preuve de ça est l’existence d’empreintes digitales chez des animaux très différents, n’ayant aucun lien génétique (ex. Koala, Homme), il est à peu près impossible de concevoir qu’un morceau de programme ait évolué il y a cinquante millions d’années sur un petit mammifère primitif, pour ne servir à rien chez la plupart, et tout à coup se mettre à s’exprimer pour de bon seulement sur les primates d’Afrique et les Koalas d’Australie.
Mais je peux me tromper, évidemment, ou bien on peut admettre le mot “programme” pour les étapes précoces du développement, sans que cela n’ait aucun rapport avec un programme au sens informatique.
[Reply]
David Bikard Reply:
September 11th, 2009 at 09:17
Je pense qu’on a juste pas la même définition de ce qu’est un programme. Tes objections sont intéressantes, mais après réflexion, pour moi aucune d’elles n’est valable. Ceci dit, il s’agit sans doute plus de phylo que d’autre chose
Le programme génétique n’est clairement pas une série d’instructions discrètes. Il est évident qu’il exploite des phénomènes physiques et a des propriétés émergentes. La vie en elle même est une propriété émergente. Un programme biologique est de très bas niveau, il n’est capable de réaliser que des opérations très simples du type: “Si ce signal est présent à tel niveau, exprime ce gène”. Et bien entendu, il y a du bruit dans la réalisation des instructions et leur exécution dépend également de l’état physiologique de la cellule. Ca n’en reste pas moins des instructions.
Pour faire un parallèle avec l’informatique ce serait comme regarder un programme compilé en binaire. Là non plus tu ne trouverais pas de série d’instructions discrètes que tu pourrais isoler et copier ailleurs.
“les empreintes peuvent être induites par de très variées mutations.”
Pourquoi la manière de coder quelque chose devrait-elle être unique?
En ce qui concerne l’exemple du Koala, je ne comprends pas ce que tu veux dire. Les phénomènes de convergence évolutive sont bien connus. Nul besoin que le code soit préexistant dans l’ancêtre commun. On donne souvent l’exemple de l’oeil du poulpe et de l’homme qui sont très semblables. N’importe quel informaticien te dira qu’il y a 100 manières de coder la même fonction
[Reply]
September 11th, 2009 at 01:49
Sur les aspects physiques de la morphogenèse, Xochipilli a signé quelques bons billets récemment :
http://webinet.blogspot.com/2009/08/celadon-la-clef-de-la-craquelure.html
http://webinet.blogspot.com/2009/01/billet-classe-puissance-x.html
J’aime particulièrement celui sur les tournesols, qui montre bien comment les choses se font par “auto-organisation”.
[Reply]
September 11th, 2009 at 10:37
>>En ce qui concerne l’exemple du Koala, je ne comprends pas ce que tu veux dire. Les phénomènes de convergence évolutive sont bien connus. Nul besoin que le code soit préexistant dans l’ancêtre commun. On donne souvent l’exemple de l’oeil du poulpe et de l’homme qui sont très semblables. N’importe quel informaticien te dira qu’il y a 100 manières de coder la même fonction
bien sûr, sauf que y’a pas de code, un code d’empreinte digitale, ça n’existe pas, c’est un champ de plis. ça ne peut pas se coder dans de l’ADN, c’est spatio-temporel. ça peut se coder dans un ordinateur, et on peut le simuler, parce que dans l’ordinateur, il y a des tables formant matrices de points abstraits “virtuels”, et un temps discret virtualisant la flèche du temps, et tout ça virtualise les équations de la physique. Mais y’a pas ça dans le vivant, pas ça dans la “réalité”. Le réel ne résoud pas des équations discrétisées, à aucun moment; le champ spatio-temporel physique est en dehors du pseudo “code” de l’ADN, qui n’est pas un code du tout : il n’y a rien à décoder dans l’ADN, qui vous dise qu’il va y avoir des empreintes digitales, rien qu’on puisse mettre en bijection avec un machine de Turing, ontologiquement.
la convergence évolutive par code, dans ce cas, ça ne veut rien dire, et la sélection, c’est a posteriori.
Il faut bien, évidemment, que le même objet physique soit obtenu de différentes manières dans différents animaux, or c’est le MEME objet physique, cela signifie que le principe physique qui forme l’objet (empreintes, nervures spirales etc., il y a plus d’un principe morphogénétique) est inhérent à l’objet vivant qui se développe, parce qu’il est extérieur au code, et que le code est plongé dedans, nage dedans en étant esclave de la physique ; le phénomène physique ne recquiert pas un programme, c’est intrinsèquement prêt à servir dans tous les animaux, et plein d’animaux ont au cas par cas des sortes d’empreintes digitales, sur le nez, sur les intestins, sur les poumons etc., il y a même des plantes qui ont des empreintes digitales, y’a pas besoin de code au sens informatique pour faire ça, ou alors faut discrétiser quelque part le monde entier (i.e. toutes les lois de la physique)
Je veux bien néanmoins accepter le mot programme, au sens large, mais on ne peut pas dire comme ci-dessus que ce n’est pas un programme avec des instructions discrètes, et dire en même que c’est une machine de Turing. Evidemment, en théorie, n’importe quoi est discrétisable, mais si on pousse les principes jusqu’à dire que les équations de la physique et l’espace temps lui-mêmes sont une machine de Turing, on tombe dans du Wolframm, et là, bof…
Mais je peux évidemment avoir tort, bien volontiers.
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David Bikard Reply:
September 11th, 2009 at 12:45
Bon le débat n’avance pas beaucoup…. Je ne saisi pas le point sur lequel tu bloques. Je pense que tu serais d’accord pour dire que l’organisation d’un organisme est définie par son programme génétique et l’environnement dans lequel il se développe? Ce que dit la biologie synthétique, c’est qu’en modifiant ce programme, on sera capable d’une part de mieux le comprendre et d’autre part de faire réaliser à l’organisme des fonctions souhaitées.
Voici une argumentation sur la bactérie en tant que machine de Turing.
Bacteria as computers making computers. Danchin, A. 2009. FEMS microbiology reviews 33:3-26.
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=19016882
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September 11th, 2009 at 14:45
il y aurait beaucoup à dire sur tous ces a priori
le mot “programme” est très multi-sens et prête à confusion. Je ne suis pas du tout d’accord pour dire qu’il existe un programme génétique qui définit l’organisme.
L’organisme est le siège d’une activité physico-chimique qui aboutit à des fonctions et à sa reproduction, mais ce n’est pas un programme au sens où on l’entend en informatique. Si on admet qu’il existe un programme, on comprend l’idée de “modifier un programme”. Mais y’a pas de programme.
Par exemple : est-ce que la météo suit un programme? Si je décrète que la météo suit un programme, je vais change le climat en modifiant le programme.
Mais ce n’est pas ça du tout. Il n’y a pas de programme.
Est-ce que la mousse de bière suit un programme en montant dans le verre?
Pour le vivant, Il y a une table de correspondance entre les nucléotides et les acides aminés, mais cela ne constitue pas un code vers un programme, qu’on pourrait modifier, et qui va modifier l’output à la façon d’un programme. De même, il n’y a rien à “décoder” dans le génôme, qui permette de connaître le résultat de son exécution. Je ne suis même pas sûr qu’on puisse lire dans le génôme que l’objet décrit est une cellule d’une certaine taille avec une enveloppe etc. Le problème c’est en partie qu’en usant du mot code, on a répandu l’idée d’un programme, alors que c’est une simple table de correspondance. Absolument personne ne peut déduire la forme d’un animal, de la lecture du génôme, c’est impossible par principe.
Alors évidemment, au fur et à mesure qu’on découvre ou se rend compte des subtilités, on pense que c’est un programme compliqué, subtil, redondant, évolué, pas discret, etc. jusqu’à ce qu’il faille bien abandonner l’idée d’un programme.
Cela dit, pour une bactérie très simple, unique, ou pour une cellule artificielle faite avec trois fois rien peut-être, mais je parlais de la biologie en général.
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David Bikard Reply:
September 11th, 2009 at 15:20
Bon là je peux pas te laisser dire des choses erronées comme ca. Il faut que tu retournes à tes cours de biologie du développement. Tiens, tu peux commencer par ca: http://en.wikipedia.org/wiki/Hox_gene
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September 11th, 2009 at 15:34
oh je connais bien les gènes hox. ça ne change pas un mot à mon propos
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September 11th, 2009 at 16:34
Je suis assez d’accord avec VF en fait sur le fait qu’on met beaucoup de choses derrière le mot “programme”. En fait, dès qu’il y a un comportement auto-organisé, émergent, ou qui dépend fortement de contraintes physiques, peut-on réellement parler de programme génétique ? A mon avis, c’est une notion un peu trompeuse, il y a quelque chose en plus.
Un peu HS, mais j’aime bien cette blague racontée par Xochipilli (un peu méchante) qui me semble bien résumer le fait qu’en biologie, on a tendance à penser que tout est dirigé par un programme :
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September 11th, 2009 at 16:54
je crois qu’il disait aussi, “les physiciens qui se mettent à la biologie, ont l’impression revenir de la télé couleur au noir et blanc”
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September 11th, 2009 at 17:09
Il est assez remonté cet Israelachvili … L’analogie est méchante, mais la question est véritablement de savoir qu’est-ce qui est contrôlable vraiment par un programme et qu’est-ce qui ne l’est pas de façon intrinsèque (comme la gravité pour les pommes). Et mon sentiment est que faire le tri entre les deux, voir comment le vivant utilise l’auto-organisation, etc… est vraiment la question cruciale où se niche la différence entre vivant et informatique justement.
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September 11th, 2009 at 20:20
Merci Tom
On avance! Je pense que tu as raison. La question crucial est de savoir si on peut considérer comme un programme le fait d’utiliser l’auto-organisation. Là est probablement la différence fondamentale entre l’ordinateur et la bactérie. L’ordinateur ne se reproduit pas, ne construit rien. Il ne fait que traiter de l’information et donc par essence ne peut exploiter des phénomènes d’auto-organisation. Je le reconnais volontiers toute comparaison a ses limites.
Mais imaginons une machine de Turing dont le programme encode sa propre construction. Il faut pour cela un peu étendre les propriétés de la machine de Turing qui d’ordinaire n’est capable que de lire et d’écrire sur un ruban. Cette machine devrait également être capable de produire le ruban, la tête de lecture et tout constituant à même de les faire fonctionner en bonne intelligence. Supposons également que cette machine fasse de temps à autre des erreurs de lecture et d’écriture. Elle serait alors vraisemblablement susceptible d’évoluer par un processus de mutation sélection. On en est encore très loin, mais des tentatives de faire des choses dans cet esprit existent (cf. le projet RepRap).
Une telle machine est-elle vivante? Y aurait-il une différence fondamentale entre une telle machine et une bactérie? Considères tu que cette machine exécute un programme?
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Tom Roud Reply:
September 12th, 2009 at 15:52
Mais tu vois, il n’est pas clair qu’une machine de Turing bouclée sur elle-même soit théoriquement possible (on rentre typiquement dans les problèmes d’indécidabilité quand on commence à faire ça). Le problème peut sembler superficiellement le même, mais changer qualitativement. Hofstadter te dirait par exemple qu’une machine de Turing bouclant sur elle-même peut accéder à la conscience par un phénomène émergent :
http://dvanw.blogspot.com/2009/01/128-boucle-trange.html
Bon, sans rentrer dans des considérations métaphysiques, et pour répondre à ta question : une machine capable de se reproduire, je la considère volontiers comme vivante. Mais le truc, c’est que :
- ce n’est pas clair qu’une machine de Turing soit capable de faire cela, il faut bien voir que les machines de Turing sont justement conçues par Turing lui-même comme ayant des limites théoriques sur ce qu’elles sont capables de faire, c’est même pour cela qu’il les a inventées !
- un tel exemple serait l’RNA world, et on revient à mes considérations initiales dans le billet (séparation entre hardware/software, rôle de l’émergence …)
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September 12th, 2009 at 11:39
Merci de jeter un oeil sur mes commentaires et questions sur http://tomroud.com/2009/09/11/les-bacteries-sont-elles-capables-de-penser/
Elles d’adressent d’ailleurs tout autant à D.Bikard que TomRoud.
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September 12th, 2009 at 15:33
[...] juste noté quelques points que Tom traitait dans son billet et ses commentaires. Je reviens vers la discussion qui s’est tenue dans les commentaires et à la quelle j’évite de participer directement (pour des raisons connues des vieux du [...]
September 12th, 2009 at 17:58
[...] mystérieuses que l’on ne peut essayer d’identifier sans risquer le caca nerveux, fait une remarque très intéressante : Par conséquent, il me semble que l’analogie informatique/biologie n’a aucun sens. La raison [...]
September 12th, 2009 at 18:51
[...] reprend de chez Xochipilli une boutade de Jacob Israelachvili (je reprends ici à propos tout le [...]
September 13th, 2009 at 12:52
Dans le message ci-dessus, partiellement lisible ici, M. Antoine Vekris tient des propos diffamatoires à mon encontre : “Un des commentateurs chez Tom, signant vf, initiales mystérieuses que l’on ne peut essayer d’identifier sans risquer le caca nerveux, fait une remarque très intéressante”.
M. Vekris, a, au courant de l’été 2009, balancé sur des sites webs mon numéro personnel IP., mon compte d’hébergeur etc. Mon identité étant parfaitement connue, l’association de mon nom et de mon identifiant ne sert qu’à me nuire potentiellement, puisqu’elle permet à tout hacker malin de pirater mon ordinateur.
Cet acte est évidemment illégal. Dans les heures qui ont suivi, l’hébergeur a fermé intégralement le site de M. Vekris, pour violation de la loi, site qu’il a pu réouvrir après une négociation et une modification des pages incriminées.
Nonobstant, M. Vekris offre encore sur son site l’accès à mes connexions IP, qu’il propose de communiquer par e-mail.
De même, M. Vekris, quand il s’en prend à un commentateur anonyme qui ne lui plaît pas, fournit tous les moyens de l’identifier, et va jusqu’à donner son adresse personnelle et la photographie aérienne de son domicile.
Que chacun juge pour lui-même du niveau, des méthodes et des préoccupations de M. Vekris.
VINCENT FLEURY
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September 22nd, 2009 at 15:54
Pour revenir à l’origine du billet, je voudrais signaler un autre article “grand public” sur la biologie synthétique dans le New Yorker d’hier:
http://www.newyorker.com/reporting/2009/09/28/090928fa_fact_specter?currentPage=all
L’article est autrement plus interessant que celui du Monde, et peut etre alimentera-t-il le débat ci-dessus…
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September 22nd, 2009 at 19:04
[...] . “Biohackers” : le piège du nom Le terme de biohacker évoque l’imagerie de l’informatique rebelle et sympathique des [...]
October 12th, 2009 at 12:15
[...] . “Biohackers” : le piège du nom Le terme de biohacker évoque l’imagerie de l’informatique rebelle et sympathique des [...]
September 7th, 2009 at 04:55
[c@fé] #science “Biohackers” : le piège du nom http://bit.ly/rRYkX
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September 7th, 2009 at 09:41
[c@fé] Qu’y a-t-il vraiment derrière le biohacking ? Jusqu’où peut-on aller dans la métaphore informatique/ingéniérie ? http://bit.ly/rRYkX
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September 7th, 2009 at 11:54
réponse @tomroud sur les biohackers http://bit.ly/rNDjt
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September 7th, 2009 at 16:44
[from hubertguillaud] “Biohackers” : le piège du nom: Le terme de biohacker évoque l’imagerie de l’inf.. http://bit.ly/rRYkX
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September 7th, 2009 at 17:37
“Biohackers” : le piège du nom: Le terme de biohacker évoque l’imagerie de l’informatique rebelle et s.. http://bit.ly/rRYkX
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September 8th, 2009 at 13:06
@NicolasLoubet Je l’ai un peu donné ici : http://bit.ly/rRYkX On est ds la mm dualité que le hacking : oui à l’empowerment, /! au résultat
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September 8th, 2009 at 17:06
“Biohackers” : le piège du nom – tomroud.com – http://bit.ly/3kVfZE
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September 21st, 2009 at 13:33
uhmm, like this post
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September 22nd, 2009 at 14:32
BioHackers, épisode 2 : http://ow.ly/qtdq
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