[Le projet de loi] maintient tout d’abord l’interdiction de principe de la recherche sur l’embryon, principe qui reste assorti, comme aujourd’hui, de possibles dérogations dans des conditions strictes. Seul changement dans ce domaine : la fin du moratoire de cinq ans sur ce régime dérogatoire.

Très bonne chose que de donner un peu de visibilité à long terme à ce genre de recherches – c’est précisément l’incertitude législative qui risque de durablement plomber la recherche US dans le domaine. En revanche cette interdiction de principe de recherche sur l’embryon rappelle l’interdiction du financement de la recherche fondée sur la destruction d’embryons en règle désormais aux Etats-Unis. Si j’en crois cet autre article de La Croix , le régime dérogatoire actuel devrait être plus ou moins enteriné et reste assez restrictif :

Depuis 2004, les recherches sur l’embryon et les cellules souches embryonnaires sont interdites, mais les équipes médicales et scientifiques ont la possibilité d’effectuer, à titre dérogatoire et pour une période limitée à cinq ans, des recherches « susceptibles de permettre des progrès thérapeutiques majeurs ».
(…)
Il faut prouver que la recherche ne peut pas être menée avec la même efficacité sur l’animal ou sur d’autres types de cellules souches, par exemple.
(…)
Dans son bilan de l’application de la loi (octobre 2008), l’Agence de la biomédecine (ABM) conclut que ces conditions ont été respectées. Mais observe qu’elles posent tout de même des problèmes. Ce qu’ont confirmé les chercheurs venus s’exprimer devant la mission : d’abord, il est bien difficile de prédire, à l’orée d’une recherche, si celle-ci va permettre « des progrès thérapeutiques majeurs ».
(…)
L’exigence de « progrès thérapeutiques » devrait être supprimée, pour la raison expliquée plus haut. En revanche, pas question d’ouvrir la porte à tous types de recherches : celles-ci devront avoir une « finalité médicale », c’est-à-dire « avoir pour visée l’amélioration de la santé de l’homme, et non le savoir pour le savoir », précise Jean Leonetti.

Cette idée de recherche à but purement thérapeutique est très frappante. Conception étrange (je n’ose dire très sarkozyste) de la recherche scientifique, dans laquelle la recherche “du savoir pour le savoir” semble réduite au rang de distraction inutile à toute application, dilapidant l’argent des contribuables et dévorant littéralement d’innocents embryons (i.e. quasiment des bébés).

C’est dommage car  précisément dans ce domaine des cellules souches, une compréhension fondamentale beaucoup plus poussée des mécanismes de programmation/ différentiation me semble  nécessaire puisque :

• même avec la percéee des cellules iPS de Yamanaka, on ne comprend pas vraiment pourquoi et comment une cellule souche est une cellule souche.  On commence même à lire ici ou là qu’il y aurait plusieurs types de cellules souches totipotentes, preuve du flou sur la question. Se posent aussi pour le modélisateur que je suis des problèmes de définition (au sens mathématique) de l’”état” cellule-souche, notion pour l’instant très empirique. A fortiori, on comprend assez mal  la différentiation des dites cellules-souches.
• tout l’aspect auto-organisation de la différentiation dans le contexte embryonnaire est à mon avis assez mal compris. Or si l’on veut un jour faire pousser de nouveaux organes dans des buts thérapeutiques, il va bien falloir comprendre ce qui se passe dans l’embryon. Sans compter qu’il n’est pas évident de délimiter la fine frontière entre prolifération embryonnaire normale et cancer pour ces cellules souches…
• On m’objectera qu’on peut toujours regarder l’animal non humain pour le fondamental, sauf que ça coûte très cher ( et que ce sont les recherches à viséee thérapeutiques qui attirent l’argent justement, cf Telethon & co) et que par ailleurs, rien ne dit en réalité que ce qui est valable pour la souris (par exemple) est valable pour l’homme.

La révision du texte français me semble du coup plus restrictive que le texte américain en excluant des pistes de recherches si des solutions “alternatives” existent (les cellules iPS sont-elles des alternatives aux yeux du legislateur ?), en interdisant les recherches purement fondamentales, et en interdisant les recherches de facto dans le contexte de l’embryon même (par exemple ce genre de recherches sur le comportement de cellules souches humaines dans un contexte souris n’aurait pu jamais être fait en France). A titre personnel, je dois dire que je ne vois pas très bien ce qui empêche d’un point de vue éthique de libéraliser largement les recherches fondamentales sur les cellules souches embryonnaires elles-mêmes, ni plus ni moins dignes que d’autres types de cellules de culture.

[A part ça le gouvernement américain fait appel, et on découvre au passage que les arguments moraux qui constituent le fond de l'histoire sont en fait dissimulés derrière des histoires de gros sous !]

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Imaginons par exemple la situation suivante : considérons une sous-population ayant un risque naturel de rupture d’anévrisme, très amplifié par l’alcool consommé 55 ans. Un gros buveur de cette population serait alors quasiment à coup sûr emporté par un anévrisme jeune alors qu’une personne sobre parviendrait à l’âge de 55 ans. Résultat : la population de 100 gros buveurs à 55 ans est “écrémée” de ses personnes ayant un risque d’anévrisme, alors que la population sobre compterait plusieurs personnes “à risque”, naturellement davantage exposée au risque d’anévrisme et donc ayant un taux de mortalité plus élevé.

Autrement dit, en regardant la statistique de mortalité des gros buveurs après 55 ans, on regarde peut-être une population sur laquelle on a en quelque sorte “sélectionné” artificiellement une certaine résistance physique (ou autre) par rapport à une population normale. Cela ne veut pas du tout dire qu’il est bon de boire, cela veut dire que si vous buvez beaucoup et vivez vieux, l’alcool ne vous fait pas grand chose ou vous avez une bonne constitution. D’ailleurs, on peut presque argumenter que plus la substance est dangereuse, plus le fait de sélectionner de gros consommateurs va naturellement éliminer de la population les personnes les plus fragiles, et donc plus le taux de mortalité des survivants parmi les gros consommateurs de cette substance sera faible par rapport au taux de mortalité normal (ce qu’on voit donc pour l’alcool). Un constat qui me rappelle cette boutade de Jean-Paul Fitoussi dans un contexte totalement différent :

Il a été scientifiquement démontré que, dans un pays ultralibéral, où l’Etat ne s’occupe absolument pas de l’économie, le plein emploi est assuré pour les survivants.

La bonne façon de faire une comparaison et de montrer un effet bénéfique (ou nuisible), c’est plutôt de comparer deux populations à la naissance et de voir comment l’effectif de chacune d’entre elles évolue avec le temps. Comme je doute que les auteurs de l’étude dont parle Time Magazine aient accès aux taux de mortalités des alcooliques avant 55 ans, je conclurai tout à fait différemment de nombreux tweetos et m’en tiendrai à une consommation d’alcool très modérée, de peur de m’auto contre-sélectionner .

[Bien sûr toutes ces considérations s'écrouleraient si les auteurs de l'article avaient bien contrôlé ce biais. Je n'ai pas accès à l'article, donc je n'en sais rien; cela dit je ne vois pas trop comment faire cela facilement, surtout que vu la méthodologie de l'article, le contrôle du biais me semble plus difficile que l'étude même. Une autre possibilité serait toutefois de commencer avec des populations à historique similaire, mais ça me paraît peu crédible ici.]

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L’impact d’une telle décision est colossal : la majeure partie du budget de nombreux labos provient en effet de fonds fédéraux (directement ou indirectement). Potentiellement, c’est l’arrêt de tout un pan de recherche financéee par des fonds publics, faute de pouvoir dériver de nouvelles cellules souches. Cependant, l’administration Bush autorise les recherches financées par l’état fédéral pour un type de cellules souches embryonnaires : celles dérivéees avant la décision du 9 Août 2001, dans la mesure où l’embryon a de facto déjà été détruit.

Pendant 8 ans, les chercheurs doivent gérer cette situation tant bien que mal. Certains décident de tenir deux labos en parallèle : l’un financé sur des fonds fédéraux, utilisant les lignées dérivéees avant le 9 Août 2001 autorisées par Bush, l’autre financé par des fonds privés, autorisé par conséquent à dériver des nouvelles lignées et à faire de recherche dessus.  On le devine, la situation n’était pas simple.

Fin 2008, Obama est élu. Début Mars 2009, Obama signe un “executive order” levant l’interdiction formulée par Georges Bush. Champagne dans les labos, qui peuvent de nouveau se servir de fonds fédéraux sur la seule base de la science et sans avoir à faire de la traçabilité fine de tout le financement. Cependant,  l’executive order d’Obama n’abolissait pas complètement la décision prise par Bush. A savoir il était toujours interdit de détruire des embryons sur fonds fédéraux. Mais l’ordre d’Obama autorisait les fonds fédéraux à financer les recherches à partir du moment où les cellules souches avaient été dérivées sur fonds privés avec consentement du donneur. On imagine donc la technique pour avoir de nouvelles cellules souches embryonnaires sous Obama :

• on obtient d’abord le consentement du donneur
• on extrait les cellules souches d’un embryon sur fonds privés
• on peut ensuite faire de la recherche sur ces cellules sur fonds fédéraux

On reconnaît bien là une législation toute obamesque dans sa façon de marcher sur une ligne de crète très consensuelle.

Ordoncques, le juge Lamberth balaie maintenant cette fine distinction que faisait l’administration Obama entre destruction d’embryons (interdite sur les fonds publics) et utilisation de cellules souches issue de cette destruction (autorisée de nouveau par Obama).

If one step or ‘piece of research’ of an E.S.C. research project results in the destruction of an embryo, the entire project is precluded from receiving federal funding,

Si un projet de recherche sur les cellules souches nécessite la destruction d’un embryon, le projet entier ne doit pas recevoir de financement fédéral

Bref, Lamberth étend l’interdiction de financement fédéraux non seulement à la destruction des embryons, mais encore à l’utilisation faite des cellules souches issues des destructions. On comprend bien le côté “moral” de la décision dans la mesure où l’ordre d’Obama offrait les moyens légaux de détourner l’intention de Bush.

Si les choses en restent là, l’impact de la décision risque d’être dévastateur : formellement, il me semble que la décision du juge Lamberth devrait aussi s’appliquer aux lignées de cellules souches autorisées même sous Bush (puisqu’elles sont aussi issues de la destruction d’embryons). Bref, si cette nouvelle jurisprudence s’applique, c’est toute la recherche sur les cellules souches embryonnaires qui devrait être maintenant financée sur fond privé. On peut prévoir des réactions massives dans les labos …

Trois points plus ou moins provocateurs pour finir :

• Ironiquement, Lamberth a été nommé par Ronald Reagan, dont l’épouse, Nancy, s’était réjouie publiquement de la décision d’Obama -rappelons que Reagan est décédé des suites de la maladie d’Alzheimer
• je garde en mémoire le problème de la “rentabilité” de la science, et il n’est pas clair pour moi que la recherche sur les applications médicales des cellules souches ne devrait pas en fait être majoritairement financée sur des fonds privés, dans la mesure où il y a très clairement un marché. Dit autrement : le médical relève-t-il de la recherche fondamentale ? Lorsque le public finance ces recherches (au détriment, par exemple, des recherches en embryologie), est-il vraiment dans son rôle ? Cela me frappe d’autant plus dans le domaine des cellules souches où il me semble qu’on est clairement à une étape de mise au point de “recettes” pour dériver/reprogrammer/soigner pour appliquer directement, bref, c’est l’idéee que je me fais de la R&D.
• conmpte-tenu du flou artistique judiciaire qui risque de s’ensuivre, il n’est peut-être pas impossible qu’on assiste à terme à des délocalisations scientifiques. Le Chine et le Canada sont sûrement intéressés. (en France, on préfèrera investir dans ITER).

Ajout 31 Août :

N. Holzschuh signale dans le premier commentaire plus bas cet edito du New York Times qui donne plus d’information “historique”. L’origine de l’interdiction de destruction d’embryons sur fonds fédéraux est en fait un amendement de 1996, l’amendement Dickey-Wicker. La distinction entre destruction d’embryons et utilisation des cellules souches (issues de ces destructions) semble avoir été en réalité inventée par l’administration Clinton (qui lui même a l’esprit confus sur la question, cf sa gaffe mémorable sur CNN l’an dernier). Le NY Times affirme que Bush lui-même entérinait en fait cette distinction en autorisant la recherche sur certaines lignées de cellules souches (pas complètement faux à dire vrai).

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Vous l’avez sans doute remarqué, la plupart des objets biologiques (animaux, personnes, cellules) existent dans un espace à 3 dimensions. Vous savez peut-être aussi que votre ADN peut se lire et se coder comme une série de lettres correspondant aux 4 acides nucléiques à la base du code génétique (les fameux ACTG). Voici à titre d’ exemple les 600 premières bases codant pour un gène pris au hasard par mes soins, le gène Pax6 (la séquence complète comme la plupart des gènes humains est publique et peut se trouver ici) :

1 tagtaaactt tgtgggagga aaaaaaatag aaacaacccc ggtttctatt ttctttctgg
61 tttgattgtc caaatgtcca ataattgaag actgattaaa taaccaaacc atgttttacc
121 tataagttgc aaaacttgtc attaagaaga ctgtgttgga gagacatatt taatgccatg
181 ggaagacttt tggatcacag taaatggtgg gggaaagcag gttgcaaaac agtttgaatc
241 ttatggccca atgtttgcca agtagtgata gagtgagttt tctagaggaa aaaaacacca
301 agtgttaact ctgggtggaa gaattcagct gatgtttgcc cttccttctt atttgtattt
361 tctagttttt ctataagaaa cacgatttct tgtagatttt aacattgact attttaaaaa
421 tcttcctaag gaatcatttt tgaaactccc atgtttacaa gtgccttcac ccccagctcc
481 tgggccatct cctagaggag aggctgcctc cctggaggag tgaggctcca gggctgatac
541 gcagtgatgc acacagcatt ttcccattcc taggctaaca attggcctgt ggtttttatg

En d’autres termes, fondamentalement, tout le vivant est codé dans cette séquence ordonnée de lettres. Objet qui est donc en fait fondamentalement simple et unidimensionnel. Comment alors générer des objets biologiques très tridimensionnels à partir d’une simple liste (aussi longue soit-elle) ?

Pour répondre à cette question, révisons quelques secondes notre dogme central de la biologie. En général – car il y a évidemment pléthore d’exceptions- l’ADN code donc une telle suite d’acides aminés. Certaines parties de cet ADN sont alors en quelque sorte “recopiées” en ARN, sorte de jumeau (ou d’ancêtre, c’est selon) de l’ADN. Cet ARN messager est plus ou moins libre de ses mouvements, et se trouve transporté dans la cellule vers ce qu’on appelle les ribosomes. Les ribosomes font alors un boulot de traduction : ils lisent cette séquence d’ARN et, utilisant le code génétique, la transforment alors en séquence d’acides aminés, qui elle-même se replie sur elle-même en protéine, structure en trois dimensions (pour s’en convaincre, on pourra consulter ce billet hypergeek de cristallographe déclarant sa flamme à sa structure préférée) . Cette structure 3D des protéines est par ailleurs très importante car la fonction d’une protéine dépend très fortement de sa forme  (et le jour où l’on est capable de prédire à coup sûr la forme 3D d’une protéine à partir d’une séquence d’ADN, on devient capable de concevoir des protéines artificielles pour inventer de nouvelles fonctions biologiques, ce qui constituerait une révolution ).

Problème : replier des protéines

D’où la question : comment passe-t-on simplement d’une séquence linéaire d’acides aminés à une vraie protéine en 3D avec toutes ses fonctions biologiques ?
C’est a priori un problème très compliqué. Cependant, on s’est vite aperçu de la chose suivante : si on fabrique (plus ou moins artificiellement) une séquence d’acides aminés,  celle-ci a tendance a “naturellement” se replier sur elle-même et à acquérir spontanément en solution la forme tridimensionnelle de la protéine observée in vivo. En d’autres termes le passage d’une liste d’acides aminés à une vraie protéine fonctionnelle est un processus purement physique, la nature fait tout le boulot de sculpture tridimensionnelle des protéines à partir de la séquence d’acides aminés. On doit donc être capable a priori, connaissant une séquence d’ADN, le code génétique, et les lois de la physique, de prédire la forme de la protéine correspondante.

Ces lois de la physique peuvent se résumer en quelques lignes. Une protéine contient des acides aminés hydrophiles (qui aiment l’eau) et hydrophobes (qui n’aiment pas l’eau), d’autres chargés positivement ou négativement. La physique impose que les charges opposées s’attirent tandis que les mêmes charges se repoussent; elle impose aussi que les parties hydrophiles essaient de rester au contact de l’eau – le milieu naturel de la cellule- alors que les parties hydrophobes essaient de s’en éloigner le plus possible. Résultat : une séquence d’acide aminé se replie spontanément en une espèce de blob dont l’extérieur, au contact de l’eau est plutôt fait de parties hydrophiles et dont l’intérieur, protégé de l’eau, est fait de parties hydrophobes. Concrètement, tout ça est calculable mathématiquement à l’aide d’une fonction appelée énergie. Et la physique, comme souvent, est implacable : la structure 3D d’une protéine correspond au blob qui minimise l’énergie de repliement de sa séquence d’acides aminés.

Il y a une chose que l’on sait très bien faire  : si l’on vous donne une forme d’une protéine en 3D, connaissant les parties hydrophiles et parties hydrophobes, vous êtes capable de calculer relativement facilement son énergie. Or, pour pouvoir  connaître comment se replie une protéine, il faut savoir résoudre un problème inverse : non pas trouver l’énergie connaissant la structure, mais au contraire la structure correspondant au minimum d’énergie.

Du Paradoxe de Levinthal à la Playstation 3

Le problème physique de la minimisation de l’énergie pour les séquences d’acides aminés a occupé pas mal de gens depuis quelques décennies. C’est en fait un problème hyper difficile : a priori, pour connaître la structure minimisant l’énergie, il faudrait calculer toutes les configurations possibles de la séquence d’acides aminés correspondante. Or, les protéines humaines peuvent être encodées par des séquences de l’ordre du millier d’acides aminés : trouver le nombre de configurations possibles en 3D d’un “serpent” de 1000 acides aminés prend un temps colossal. En 1969, Levinthal avait estimé le nombre de configurations possibles d’une séquence à 10 puissance 143, soulevant alors un paradoxe célèbre : comment la nature elle-même est-elle capable de trouver aussi rapidement – un repliement de protéine prend à peine quelques secondes-  LA bonne forme de protéine parmi les 10 puissances 143 possibles ?

On a pu partiellement résoudre le paradoxe de Levinthal depuis (hypothèse de “l’entonnoir de repliement”, expliqué  sur cette page wikipedia) : les protéines sont “conçues” (par l’évolution) pour se replier très vite via des étapes de repliement intermédiaires, ce qui fait qu’elles n’ont pas besoin d’explorer aléatoirement les 10 puissances 143 configurations possibles pour trouver leur minimum d’énergie. Reste que le scientifique n’est pas plus avancé pour autant : même “aidé” par les simplifications de repliement trouvées par l’évolution, l’homme, s’il veut prédire la structure des protéines, doit énumérer et calculer énormément de configurations d’énergies. C’est d’ailleurs ce qui a motivé l’émergence de certains projets basés sur la force brute, tels que Folding@home ou Rosetta@home, qui propose à l’utilisateur d’installer sur son ordinateur ou sa Playstation 3 un petit programme participant à ce travail colossal d’énumération de séquences possibles lorsque la machine est inutilisée (on pourra consulter la série de vidéos sur ce projet expliquant notamment les enjeux et les besoins en matière de calcul de repliement).

Temps de cerveau humain disponible

Mais une autre piste a été récemment explorée, faisant l’objet principal de ce billet et d’une publication récente dans Nature (voir référence scientifique plus bas). On l’a dit plus haut, l’évolution a fait les choses de façon relativement intelligente pour permettre aux protéines de se replier rapidement. Et si ce design intelligent de la nature pouvait être compris et mis en exergue par notre propre intelligence ?

C’est sur cette idée que le projet Foldit est né : le repliement d’une protéine est un problème certes compliqué, mais peut-être parfaitement analysable par une intelligence capable de voir les choses globalement, avec en plus un zeste d’intuition. Plutôt que d’utiliser la force brute de Deep Blue de la biophysique énumérant toutes les configurations possibles, utilisons les Kasparov qui someillent en chacun de nous pour réaffirmer la supériorité de l’homme sur la machine (un peu à l’image de ce qui s’est passé pour reCAPTCHA ) .

Comment convaincre des centaines, voire des milliers de personnes de s’attaquer à l’ardu problème du repliement des protéines ? L’idée tient en deux mots : jeu et compétition. Zoran Popovic et son équipe mettent au point Foldit un jeu 3D online au charme délicieusement rétro, dans lequel les joueurs jouent les uns contre les autres pour trouver le plus rapidement possible les repliements de protéines particulièrement ardues.

Un article de The Economist daté du 8 Mai 2008 lance la machine et assure un premier afflux de joueurs. David Baker et son groupe (les biochimistes du projet) mettent en ligne quelques structures dont ils connaissent déjà le résultat pour tester la viabilité du projet. Groupes de “folders”, stratégies collectives et wiki émergent rapidement. Sur les 10 structures proposées, les joueurs de Foldit font mieux que Rosetta, le programme maison de Baker, dans 5 cas, et aussi bien dans 3 autres cas. L’essai est concluant et prometteur.

C’est encore Wired qui décrit probablement le mieux l’excitation et l’émulation geek derrière la résolution de ces puzzles :

Vers minuit le 28 juillet 2009, Laurent de Jerphanion(pseudo : Dejerpha) fixait son écran incrédule devant la structure multicolore intriquée. Le manager en marketing parisien de 43 ans travaillait sur la structure T0461 depuis de nombreuses soirées. Aucune amélioration ne semblait possible, la victoire était à lui.

Mais il ne comprenait pas ce qu’il venait de voir sur le tableau de score. Il avait été à l’instant dépassé par un américain de 13 ans appelé Cheese. Le gamin ( vrai nom : Aristides Poehlman) venait juste d’accomplir un saut extraordinaire de plus de 20 points en un seul mouvement, une heure avant la deadline du puzzle. Mais de Jerphanion, l’un des meilleurs joueurs de Foldit n’avait pas l’intention de se laisser faire. “À nous deux maintenant !” .

A l’autre bout de la planète, 7 h du soir en Virginie, la maison Poehlman était en transe. Les parents de Cheese étaient aussi des Folders, à la suite de l’avancée de son fils, Athena, sa mère, envoya un “Wow! Way to go!” dans la fenêtre de chat global de Foldit. D’autres encouragements arrivaient du reste de l’équipe, disséminée aux 4 coins du monde. Mais en quelques minutes, de Jerphanion arrivait encore une fois à tirer son épingle du jeu et était repassé en tête d’un point !

Poehlman trouvait sa structure bonne. Trop bonne. Aucune chance qu’il puisse refaire un progrès de 20 points : il était passé alors par une reconstruction drastique d’une boucle d’acides aminés très profonde, mouvement très risqué. Cheese se força à se concentrer sur des réarrangements plus petits. Il marqua deux points sur la structure, cliqua pour exécuter une torsion suivie d’une secousse d’une chaîne sur le côté. Cette section d’acides aminés s’ébroua comme un chien mouillé, mais le score ne changea pas.

Pendant ce temps, à Paris, de Jerphanion tourna sa propre version de la protéine et la regarda de l’intérieur. Une amélioration solide le rendrait imbattable. Il attrapa une boucle, la força à rentrer dans un trou mais poussa trop fort. La protéine explosa en un feu d’artifice d’alarmes et d’alertes d’acides aminés en collision. Il annula son mouvement.

Poehlman aussi essayait de compresser un autre point. Il tourna la protéine sur elle-même et repéra une boucle pendante à l’extrémité de l’hélice la plus large. Il la tira le long des flancs de la protéine et retenta une petite secousse. Le programme mit à jour son score. Poehlman exulta : “Je viens juste de repasser devant d’ 1 pt.”

A moins d’une minute de la fin, les parents de Poehlman descendirent pour retrouver leur fils se balancer nerveusement en face de son ordinateur tout en se rongeant les ongles. Il savait que de Jerphanion pouvait l’anéantir en un instant.
Finalement, la deadline était passée. Poehlman dansait de joie alors que sa structure 3D était téléchargée sur le serveur de Baker.

Foldit semble marcher du tonnerre. Tous les deux ans est organisée une compétition entre les différents groupes de biochimistes mondiaux (CASP) pour prédire la structure de nouvelles protéines. 15 problèmes avaient été soumis en parallèle à Foldit, sur les 15, 7 ont été primés à CASP, dans la catégorie la plus difficile. Tous ont été résolus par l’équipe Poehlman. Ce qui a incité les concepteurs de Foldit à inviter son leader dans les labos, afin d’étudier soigneusement ses stratégies de repliement dans le but de les implémenter numériquement …

Prochain défi pour les joueurs de Foldit : la conception d’une protéine totalement artificielle, le genre de distraction geek qui peut mener au prix Nobel …

Référence scientifique :
Predicting protein structures with a multiplayer online game

Seth Cooper, Firas Khatib, Adrien Treuille, Janos Barbero, Jeehyung Lee, Michael Beenen, Andrew Leaver-Fay, David Baker, Zoran Popovic & Foldit players

doi:10.1038/nature09304

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Autres références :

Wired

PlayTime

Not Exactly Rocket Science

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Les Bogdanoff rejettent cette explication car non scientifique (non réfutable). Mais paradoxalement, ils semblent vouloir en rester là d’un point de vue physique et virent immédiatement dans la métaphysique. Pour eux, si la courbure de l’univers est presque plate, c’est qu’il y a mystère, presque au sens religieux, et en définitive quelque part, une puissance supérieure.

Il y a quelques chose de fascinant à voir, à travers les siècles, se reproduire toujours et encore la même tendance. L’homme a besoin d’explication, ce qui est sain en soi, mais comme le propose Lewis Wolpert, cette soif de connaissance a un revers : lorsque l’homme ne comprend pas (ou lorsqu’il est émerveillé), il a la fâcheuse tendance à se tourner vers Dieu. La science, par nécessité et par devoir, s’interdit ce saut dans la foi : l’homme de science, avant de chercher quelque explication, doit prendre sur lui-même, reconnaître son ignorance et s’interdire cet appel à l’irrationnel qui n’explique rien au bout du compte.

Force est de constater pourtant que ce genre de raisonnement (mystère->Dieu) rencontre un certain écho. Entendons-nous bien : il ne s’agit pas de critiquer le fait de croire en Dieu. Il s’agit de critiquer le raisonnement qui fait appel à Dieu pour expliquer un phénomène. Ce n’est pas une attitude seulement a-scientifique, c’est une position fondamentalement obscurantiste et anti-scientifique, d’autant plus gênante lorsqu’elle est tenue par des gens qui prétendent parler en scientifique. Et nul besoin d’être scientifique pour débusquer et réfuter ce raisonnement. C’est sur ce genre de détails que lentement mais sûrement, la science, l’esprit scientifique, peuvent reculer dans le grand public.

Je n’ai aucun doute que les Bogdanoff sont sincères, mais je n’ai aucun doute non plus sur le fait que ce genre de positions est assez vendeur tant il épouse une tendance bien naturelle de l’esprit humain. Mais le scientifique, en face d’un mystère, ne s’arrête pas à la métaphysique et n’en fait pas un livre; au pire il reconnaît que ce problème est (pour l’instant) inaccessible à la science – comme dans le cas de l’hypothèse des multivers -, au mieux il retrousse les manches, et justifie son existence misérable en cherchant une explication scientifique (donc réfutable) à ce qui semble extraordinairement impossible ou improbable. On notera au passage que certains scientifiques préfèrent nier qu’il y ait mystère ou problème précisément par crainte des explications métaphysiques qui ne manquent pas de surgir (cf les tribunes récentes du Monde sur les contraintes de l’évolution suite à la sortie d’Avatar) … Sur le sujet précis des constantes de la physique ajustées [1], on a certainement besoin de pas mal d’imagination, et certains comme Lee Smolin ont essayé de lancer quelques pistes.

[1] Encore faut-il qu’elles soient vraiment constantes

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Consignes pour les mot de passe

Doit comporter entre 9 et 50 caractères
Doit contenir au moins une majuscule
Doit contenir au moins deux caractères spéciaux (tels que 0-9 or #, %,!, @,*), ne pouvant pas tous être des nombres
Doit contenir au moins 5 caractères différents

Ne peut être un mot de passe précédemment utilisé
Ne peut être votre login ou votre nom
Ne peut contenir plus de deux fois de suite le même caractère
Ne peut contenir une séquence plus longue que 3 caractères
Ne peut contenir plus de 7 caractères consécutifs d’un mot de passe précédent
Ne peut contenir les mots “university”, “password”, “test” ou “temp”
Ne peut contenir des caractères non présents dans l’Anglais

D’autant plus que le password n’est probablement plus le principal point faible : les fameuses questions de sécurité peuvent être facilement détournées, comme le prouve l’affaire récente de la fausse chercheuse en informatique qui a récupéré les réponses à ces questions via les réseaux sociaux ou encore les détournements de compte gmail.
Sans compter que nombreux sont ceux qui jonglent avec de multiples mots de passe, donnant accès à de multiples ressources. La tentation est grande d’utiliser toujours le même, mais n’est-ce pas très dangereux si LE mot de passe se retrouve “compromis” ? Personnellement, j’ai clairement plusieurs mots de passe de différents niveaux par “sécurité”…

Peut-être qu’un jour, face à la pression populaire, les IT mettront en place un moyen de se passer de password. Ce qui impliquerait peut-être en fait de devoir se passer d’une intervention humaine. Par exemple, quelqu’un sait-il si l’adresse Mac se détourne facilement ? Pourquoi ne pas utiliser un croisement de plusieurs données (dont hardware) plutôt qu’un simple mot de passe ?

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ScienceBlogs naît en Janvier 2006 (soit moins d’un an avant avant le c@fé des sciences), à l’initiative du Seed Media Group, dont la principale activité est à l’époque l’édition du magazine scientifique Seed. La devise de Seed magazine, “la science est une culture”, se marie parfaitement à l’esprit du blog scientifique : Seed héberge et agrége le contenu de blogs scientifiques, se finançant essentiellement par la publicité et reversant une modeste obole à ses blogueurs. ScienceBlogs, par sa stratégie délibérément élitiste dans la sélection des blogueurs, acquière rapidement audience et crédibilité, passant en 4 ans de 15 blogueurs à près d’une centaine, attirant en avril 2010 près de 4 millions de visiteurs uniques, et étant repris directement par de grands media US tels que le New York Times.

Cependant, en parallèle, le group Seed connaît des difficultés. Son magazine papier disparaît il y a environ un an, et Seed passe online si bien que de facto ScienceBlogs devient alors la principale activité de Seed (en tous cas par son audience). Probablement fragilisé financièrement et en quête de nouveaux revenus, Seed commet alors une erreur qui lui sera peut-être fatale.

Elle décide début juillet de littéralement “vendre” un blog sur ScienceBlogs à Pepsi. Moyennent finance, Pepsi est autorisé à créer un blog spécial sur ScienceBlogs sur lequel des employés de l’entreprise de Cola donneront leurs points de vue sur la science de la nutrition et les produits de la firme agro-alimentaire.

Branle bas de combat chez les blogueurs de la plate-forme (“Sciblings”), où l’on parle bien vite de “Pepsigate” -on pourra accéder à diverses réactions sur le site Blog Around the Clock. En bref et en résumé, les Sciblings sont outrés par au moins trois aspects de cette décision:

• d’abord l’absence totale de concertation (et donc de considération) envers les Sciblings par Seed Media qui a décidé du lancement de ce blog de sa propre initiative
• ensuite, la “mise aux enchères” d’un blog scientifique dans une communauté qui a construit sa crédibilité sur un élitisme et une rigueur toutes scientifiques
• enfin, la mise sur le même plan de blogs “scientifiques” et d’un blog qui a tout de “l’infomercial”.

En conséquence, d’éminents blogueurs décident de voter avec leurs pieds et d’aller se faire héberger ailleurs.

Seed Media sent alors le danger, et Adam Bly, président et fondateur de l’entreprise, réagit dans une lettre le 7 Juillet. Il défend sa décision en s’appuyant d’abord sur l’histoire de ScienceBlogs et l’excellence reconnue de la plate-forme. Il explique que la “conversation” (et la culture ?) scientifique ne peut se passer de l’industrie, allant jusqu’à l’idée que les Bell Labs [1] du futur devront tenir des blogs hébergés par ScienceBlogs. Il défend la présence du blog Pepsi pour, en somme ouvrir le débat, et invite tous à réagir (sur leurs blogs, bien sûr). Tout juste concède-t-il une maladresse de présentation quant à la nature exacte de ce blog “sponsorisé” pour l’internaute de passage. Au final, cependant, il revient au nerf de la guerre en expliquant que les ressources financières restent maigres, et, qu’en somme, un tel blog permet de sécuriser une source de financement nécessaire à la poursuite et à l’amélioration de la plate-forme.

La lettre ne semble pas avoir convaincu grand monde, si bien que Seed Media décide au final de retirer le Blog Pepsi. Mais l’exode continue, à ce jour, près d’une quinzaine de blogueurs ont quitté ScienceBlogs, dont l’une des figures de proue, Boraz Zivcovic. On lira avec intérêt son billet d’adieu dans lequel il dresse un historique de sa relation avec ScienceBlogs : outre le fait amusant de réaliser qu’on peut obtenir un job à PloS en bloguant, Boraz décrit très bien le hiatus de ScienceBlogs, entre des blogueurs à la voix indépendante et un groupe de media sans revue imprimée qui n’accepte pas (ou ne réalise pas) qu’il est devenu essentiellement un nouveau media à mi-chemin entre la plate-forme de blog et un journal de vulgarisation scientifique online. A ce jour, le dernier à avoir pris position sur le sujet est le blogueur emblématique de la plate-forme, PZ Myers, qui ne semble pas vouloir quitter ScienceBlogs mais s’est mis “en grève” pour protester essentiellement contre le manque de communication et de synergie entre les auteurs de blogs et Seed Media Group.

Toute cette polémique révèle à mon sens plusieurs problèmes intrinsèque au blogging scientifique. D’abord, première question d’importance, qu’est-ce qu’un blog de science ? Par exemple, un blog de scientifiques, publiant sans aucun doute des papiers dans des revues avec comité de lecture, parlant de science de la nutrition, doit-il être exclu de la catégorie des blogs de science à partir du moment où ce blog est financé par Pepsi Co ? Ou pour donner un point de comparaison, lorsque PZ Myers (et d’autres) assimilent allègrement athéisme et science de façon parfois insultante pour les croyants, est-ce plus scientifique qu’un billet sponsorisé par Pepsi Co sur les avantages nutritifs de tel ou tel produit alimentaire ?

Évidemment, il y a tout un continuum, mais mon point de vue là-dessus est qu’un blog de science se distingue des autres blogs essentiellement sur deux caractéristiques : les choix thématiques d’abord, et un regard personnel argumenté sur un mode “scientifique” ensuite. En ce sens, je ne vois pas vraiment de problèmes à ce que PepsiCo tienne un blog qu’on peut qualifier “de science”; j’avoue avoir été assez surpris de la réaction très violente de nombreux SciBlings dans un monde où, qu’on le veuille ou non, de nombreuses boîtes privées financent des travaux de recherche et où tous les blogueurs qualifiés de scientifique n’ont pas nécessairement non plus de pedigree très important en matière de recherche scientifique. Je suis également un peu surpris de voir que l’exode continue bien que ScienceBlogs ait finalement reconnu son erreur en retirant le blog de PepsiCo.

Cela dit, la raison profonde du divorce entre ScienceBlogs et ses blogueurs semble davantage venir de la structure même de l’organisation, dans laquelle un groupe de media essaie de tirer profit du travail souvent bénévole de blogueurs passionnés sans tenir nécessairement compte de leur avis. On devine en creux en lisant les différents billets outrés de Sciblings que les choses n’allaient pas pour le mieux depuis quelques temps, les ingénieurs de ScienceBlogs semblant plus préoccupés par le moteur d’affichage de la publicité que par l’amélioration  technique de la plate-forme pour les fournisseurs de contenus. Posons alors la question : n’est-ce pas tout simplement que la science en général et le blog de science en particulier n’est pas de façon encore plus évidente que la plupart des media online impossible à “rentabiliser” ? Si ScienceBlogs, avec ses 4 millions de visiteurs uniques par mois, sa langue universelle, ses 90 blogueurs dont la plupart sont bénévoles n’y est pas arrivé, qui d’autre le pourra ?

A ce stade, intéressons-nous à l’exemple de plate-forme de blogs de sciences francophones qu’est le c@fé des sciences. Le c@fé est une initiative grassroot, totalement bénévole voire coûteuse pour certains, comme Enro qui l’héberge(ait). Il n’a donc pas les travers de la déconnexion entre blogueurs et plate-forme qu’on peut observer chez ScienceBlogs; les blogueurs  sont/font la plate-forme. La publicité n’est présente que par l’intermédiaire des différents hébergeurs, les seuls qui ont pu toucher un peu d’argent sont à ma connaissance les journalistes scientifiques via leur employeur. Bref, un environnement idéal a priori, mais force est de constater aussi que :

• le c@fé des sciences n’a pas la force de frappe en terme de communication d’un groupe de media entier, et donc forcément moins d’impact pour la diffusion de la “science comme culture”
• il n’a pas non plus les ingénieurs pour développer/améliorer la plate-forme, à ma connaissance c’est toujours une petite poignée de c@fetiers dont Enro qui se chargent de l’intendance (et on ne pourra jamais assez les remercier …).

Cependant, le c@fé a tout de même tenté de se développer par d’autres moyens, en gardant néanmoins son aspect grassroot et collaboratif. C’est une des raisons pour laquelle a été fondée l’association c@fé des sciences, association loi de 1901 tout ce qu’il y a de plus français au niveau structure, dont l’un des buts est de développer le blogging scientifique en général (n’hésitez pas à adhérer !). Une direction quasi-orthogonale donc à celle de ScienceBlogs; si les choses sont forcément plus lentes et moins spectaculaires que ScienceBlogs, on peut penser que cette structure met à l’abri les c@fetiers d’un éventuel Pepsigate!

Pour finir, je ne peux m’empêcher de m’interroger sur l’écosystème des blogs de science, particulièrement dans la sphère francophone. Si un ScienceBlogs anglophone peut draîner intérêt et lecteurs au niveau international et donc se suffire à lui-même, mon sentiment profond est que la simple association de blogueurs éparpillés hébergés par eux-mêmes n’est peut-être plus le meilleur moyen de participer à la diffusion de la science comme culture. Ma petite expérience, notamment via le blog Darwin 2009 et quelques links dans la sélection web du monde, est qu’un blog scientifique peut parvenir à draîner une audience considérable en étant adossé à un media plus généraliste ouvrant ses pages à toutes les thématiques (y compris donc la science). Autrement dit, l’internaute en goguette susceptible d’être intéressé par le blog de science ne va pas nécessairement en chercher spécifiquement; plus probablement il préfère butiner sur un media généraliste qui abordera la science via le blogging. Le portail de blogs scientifiques est bien sûr utile et intéressant pour approfondir, mais n’est pas forcément la porte d’entrée idéale pour continuer à développer la culture de la science via le blog.

Ajout 21 juillet : on pourra suivre les derniers développements de l’affaire du Pepsigate sur Twitter via le hashtag #Sbfail .

[1] Ces laboratoires mythiques fondés par Bell ayant donné tant d’innovations technologiques et de prix Nobel, dont le Physique 2009 !

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En lui retirant un gène, on peut rendre une souris lesbienne

Une équipe de scientifiques sud-coréens a déterminé qu’en procédant à l’ablation d’un gène sur une souris femelle dès le stade embryonnaire, la souris devenue adulte repoussait les avances des mâles et recherchait la compagnie des femelles.

Ce qui est tout à fait fascinant est qu’il y a des tas d’études sur le sujet qui montrent bien la complexité bien plus grande des choses. J’avais parlé il y a quelques années des travaux de Catherine Dulac, à Harvard, qui elle aussi pouvait rendre des souris adultes lesbiennes par ablation de l’organe voméronasal . Les conclusions me semblaient beaucoup plus subtiles et intéressantes :

Plutôt que de construire un cerveau mâle ou un cerveau femelle, la nature construit un cerveau de souris, puis il y a un interrupteur dont le rôle est d’assurer que l’animal se comporte de façon conforme à son sexe.

On pourrait penser que le gène modifié par l’équipe des scientifiques sud-coréens n’est donc qu’un interrupteur parmi d’autres. Pourtant, si j’en crois le Telegraph, l’équipe en question a un tout autre point de vue, en reprenant l’idée d’un cerveau sexué pendant le développement :

The mutant female mouse underwent a slightly altered developmental programme in the brain to resemble the male brain in terms of sexual preference.

Les souris mutantes femelles suivent un pogramme de développement du cerveau légèrement altéré aboutissant à un cerveau ressemblant au cerveau mâle en termes de préférence sexuelle.

Les auteurs coréens exposent dans leur article leur paradigme comme quoi les cerveaux sont femelles par défaut et citent comme référence ce qui ressemble à un manuel pour étudiants de 2007 (pas forcément à jour sur les travaux de Dulac, donc). L’une des deux équipes se trompe forcément, mais à moins qu’ils aient été contestés -je ne suis pas ce domaine-, les résultats de Dulac paraissent bien plus forts et spectaculaires.

On a ici un exemple potentiel intéressant de rétroaction positive entre sciences et media. Le paradigme collectif actuel est que beaucoup de comportements sont en grande partie génétiquement déterminés. En conséquence, beaucoup de recherches se focalisent sur la recherche de “gènes du comportement”. Lorsque l’on découvre comme ici un gène changeant drastiquement un comportement, il est alors très tentant de penser que le paradigme implicite s’en trouve renforcé.

Or, dans ce cas précis, on a avec les études de Dulac un contre-exemple flagrant de ce paradigme, et un mécanisme alternatif très clair : le cerveau n’a pas de sexe, ce sont les stimulus internes (hormones ou phéromones) qui changent les comportements. Peu importe : les recherches sur les déterminants génétiques continuent manifestement, et les media les répercutent, sans mettre en perspective avec le contre-exemple de Dulac (c’est d’ailleurs l’une des lacunes du journalisme scientifique à l’heure d’internet que de rarement faire le suivi dans un domaine donné). La recherche comme la presse, en privilégiant certaines pistes ou certains discours tout en oubliant de spectaculaires contre-exemple scientifiques de ce qu’elles affirment, ne seraient-elles pas victimes – et le grand public avec- de leurs propres a priori idéologiques ?

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Le Guardian a tenu une chronique régulière de ces enquêtes, via ce blog et plusieurs autres articles (comme celui-ci). Les conclusions sortent ces jours-ci. En bref, les climatologues en sortent complètement blanchis, toute hypothèse de malhonnêteté ayant été écartée :

“We saw no evidence of any deliberate scientific malpractice in any of the work of the CRU and had it been there we believe that it is likely that we would have detected it,” the review concluded. “Rather we found a small group of dedicated if slightly disorganised researchers who were ill-prepared for being the focus of public attention. As with many small research groups, their internal procedures were rather informal.”

Mais on peut lire également certaines critiques méthodologiques. L’un des points me paraissant intéressant est le suivant :

The review did state, though, that there were “important and unresolved questions” related to the availability of environmental data sets, and that it was “very surprising” that CRU’s research “not been carried out in close collaboration with professional statisticians”.

Pourquoi donc les scientifiques du climat ne collaborent pas avec des statisticiens professionnels ? Plusieurs raisons sont possibles, mais j’ai mon idée, nourrie de mon expérience personnelle.

On vante souvent les mérites de l’interdisciplinarité (entre la physique et la biologie, ou pourquoi pas entre les statistiques et le climat). Comme si, systématiquement, un problème interdisciplinaire pouvait représenter un challenge majeur et équivalent pour deux disciplines simultanément. Or, c’est en réalité rarement le cas. La plupart du temps, une question interdisciplinaire est une question cruciale pour une seule discipline, mais nécessitant des compétences essentiellement techniques dans l’autre discipline. Par exemple, en biologie, le développement des marqueurs fluorescents a suscité des questions techniques pour la physique, depuis la mise au point de microscopes jusqu’à celle des algorithmes de traitement d’images. Mais si les questions posées par la biologie sont cruciales, celles pour la physique peuvent se résumer parfois à une application relativement standard de techniques déjà développées par ailleurs. Dans le cas de l’analyse du climat, le “challenge” des climatologues est dans la collecte des données, la mise au point des proxys, la modélisation, etc… mais on peut penser ensuite que la mise au point de tests statistiques relève plus de la technique statistique usuelle.

Le problème, c’est que la structure et les incitations du monde de la recherche sont très peu adaptées à ce type de collaborations. Un physicien ou un mathématicien n’obtiendra probablement pas sa tenure en construisant des microscopes pour biologistes ou en appliquant des algorithmes d’analyse d’images pour la biologie. Un statisticien ne développera pas de méthodes innovantes s’il doit s’occuper à temps plein à appliquer pléthore de tests statistiques sophistiqués certes mais néanmoins classiques aux données climatiques. Du coup, il n’est guère surprenant de voir que les climatologues ne collaborent pas avec des statisticiens : ils n’ont probablement trouvé personne d’assez compétent pour traiter ces données sans mettre sa carrière dans les statistiques entre parenthèse.

Ce qui manque en somme dans le monde de la recherche aujourd’hui, de plus en plus orienté par des “projets”, c’est un sens de l’intérêt général qui accepterait et valoriserait le fait que des scientifiques appliquent leurs compétences purement techniques pour aider à la résolution d’un problème hors de leur champ disciplinaire. Mais cela demanderait probablement d’accepter beaucoup plus de butinage dans les carrières, des financements plus importants pour “entretenir” une masse de scientifiques plus techniciens, etc… Toutes choses qui ne collent pas vraiment avec l’envahissant paradigme de la science rentable.

[1] je ne peux m’empêcher de voir quelques similitudes avec l’affaire Woerth, lancée par des écoutes pirates de conversations privées.

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Selon cette pratique désormais habituelle, Nature, Science ou les autres mettent les articles importants à la disposition des journalistes quelques jours avant publication, à condition que ceux-ci ne sortent pas leur article avant le jour de publication, ou la veille. Alors, les journalistes se croyant dépositaires d’un savoir rare et déférents vis-à -vis des sources d’information dont ils dépendent, considèrent qu’il suffit d’être la caisse de résonance des maîtres du Verbe (sans regard critique !) pour faire leur travail. De plus, les communiqués de presse diffusés par les mêmes revues ou parfois les équipes de recherche (aux Etats-Unis) favorisent le journalisme paresseux et l’information homogène.

Mais en 2010, Twitter et Facebook sont passés par là. Hier par exemple, ma tweetline a été littéralement inondée de liens vers des billets portant sur la découverte de formes de vies pluricellulaires datant de 2 milliards d’années (je vous laisse googler si vous y avez échappé). J’étais d’abord content de l’apprendre (l’ai même retwitté), mais rétrospectivement tout l’épisode m’est apparu agaçant  : à l’heure des réseaux sociaux, on s’aperçoit que la pratique de l’embargo aboutit en définitive, quand il est brisé, à créer une nouvelle espèce online de “buzz” scientifique totalement artificiel. Les travers relevés par Enro s’en trouvent amplifiés.

Le blogueur scientifique pourra aussi peut-être déplorer la concurrence “déloyale” des journalistes ayant accès avant lui aux articles sous embargo. Mais l’un des avantages de cette situation est que le blogueur spécialiste peut essayer d’en profiter pour “surfer” sur la vague,  court-circuitant le résumé de la science circulant partout sur la toile pour se focaliser sur un commentaire à la fois plus personnel et plus profond.

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