Actualité scientifique selon Jacques. Version restreinte. Juin 2016
Nous gardons un oeil attentif sur la cryo-ME:
Dans le même numéro, 3 gros articles qui se suivent.
Tajima, Nami, Karakas, Erkan, Grant, Timothy, Simorowski, Noriko, Diaz-Avalos, Ruben, Grigorieff, Nikolaus, & Furukawa, Hiro. (2016). Activation of NMDA receptors and the mechanism of inhibition by ifenprodil. Nature, 534(7605), 63 – 68.
Wei, Xuepeng, Su, Xiaodong, Cao, Peng, Liu, Xiuying, Chang, Wenrui, & al., et. (2016). Structure of spinach photosystem II–LHCII supercomplex at 3.2 Å resolution. Nature, 534(7605), 69 – 74.
Brown , Alan, Fernández, Israel S., Gordiyenko, Yuliya, & Ramakrishnan, V. (2016). Ribosome-dependent activation of stringent control. Nature, 534(7606), 277 – 280. doi: 10.1038/nature7605
Structure de la jonction Holliday, cœur de la recombinaison. Andrzej Stasiak en fut
un pionnier.
Laxmikanthan, G., Xu, C., Brilot, A. F., Warren, D., Steele, L., Seah, N., . . . Van Duyne, G. D. (2016). Structure of a Holliday junction complex reveals mechanisms governing a highly regulated DNA transaction. Elife, 5.
Gao, Y., Cao, E., Julius, D., & Cheng, Y. (2016). TRPV1 structures in nanodiscs reveal mechanisms of ligand and lipid action. Nature, 534(7607), 347-351. doi:10.1038/nature17964
Xu, J., Gui, M., Wang, D., & Xiang, Y. (2016). The bacteriophage varphi29 tail possesses a pore-forming loop for cell membrane penetration. Nature, 534(7608), 544-547. doi:10.1038/nature18017
Ecken, J. V., Heissler, S. M., Pathan-Chhatbar, S., Manstein, D. J., & Raunser, S. (2016). Cryo-EM structure of a human cytoplasmic actomyosin complex at near-atomic resolution. Nature, 534(7609), 724-728. doi:10.1038/nature18295. La fibre moléculaire du muscle. J’y ai un peu travaillé ; j’ai surtout suivi le travail et les combats d’école entre Ed. Egelman et Ueli Aebi. Comme il se doit, les deux avaient un peu raison et un peu tort.
Verba, K. A., Wang, R. Y., Arakawa, A., Liu, Y., Shirouzu, M., Yokoyama, S., & Agard, D. A. (2016). Atomic structure of Hsp90-Cdc37-Cdk4 reveals that Hsp90 traps and stabilizes an unfolded kinase. Science, 352(6293), 1542-1547. doi:10.1126/science.aaf5023
- 06. 2016. Nature 534, 7605.
– 5 – 6, 18 – 19. POISONS, RÈGLEMENTATION. La loi US de 1976 sur les substances toxiques et ce qu’il y de pire: par défaut, les produits chimiques ne sont pas toxiques. Même dans l’Amérique actuelle, c’en est trop. Le Congrès s’est mis d’accord sur une nouvelle loi donnant à l’EPA (Environmental Protection Agency) le pouvoir d’aller voir ce qui est toxique et ce qui ne l’est pas. Une raison pour le changement est que la situation passée avait conduit à un chaos législatif, les États établissant chacun leurs propres règles. La nouvelle base est intéressante, car elle pourrait servir d’exemple à une nouvelle législation sur les GES (gas à effet de serre) qui tourne actuellement aussi au chaos ingérable pour l’industrie.
– 91- 94. POLLUTION, SABLES BITUMINEUX. L’exploitation des sables bitumineux génère une grande quantité d’aérosol organique. L’exploitation canadienne est ainsi une des principales sources de cette pollution en Amérique du Nord. Se peut-il que les grands incendies récents aient à faire avec cette source dont ils étaient proche?
– 43 – 44; 111 – 114. NÉANDERTAL, CULTURE. On sait peu de choses de la culture des néandertaliens si ce n’est leur travail de la pierre et quelques rares outils en os. Il est reporté ici la découverte, à plus de 300 m de l’entrée de la grotte de Bruniquel (sud-ouest de la France), de structures circulaires en pierre (l’une de 7 x 5m) construite il y a 175’000 ans. Elles sont faites de près de 400 fragments de stalactites dressés et arrangés ± régulièrement. Il semble que ce soit la première évidence de monument chez les néandertaliens et la preuve que l’ « art » pariétal existait avant les H. sapiens. S’il y a art monumental, y a-t-il aussi « religion » ?
- 06. 2016. Science 352, 6290.
– 1149. OPEN SCIENCE, LIBRE ACCÈS. Les États membres de l’UE ont convenu que toutes les publications scientifiques financées publiquement devront être libres d’accès dès 2020. Ambitieux parce que pas simple!
– 74 – 75. CHIMIE, ORIGINE DE LA VIE. Au-delà de la chimie prébiotique. Il s’est passé bien des choses, avant LUCA (Last Unique Common Ancestor), c’est à dire avant l’émergence de l’arbre de la vie sur les rameaux duquel sont assis tous les êtres vivants. Il faut imaginer des réseaux de réactions chimiques qui se spécifient à différentes échelles. Quelques points obligés aident à penser les étapes. Quelle chimie a mis en route l’autoassemblage généralisé ? Quelles propriétés doit avoir le réseau pour qu’il puisse être considéré comme vivant ? À partir de quelle soupe est ressorti le type de chimie qui fait la vie actuelle (acides nucléiques/protéines)? Comment s’est déroulé le choix de la chiralité à droite des hélices de protéine et de l’ADN ? Comment s’est faite la concentration de matière organique dans des zones limitées? Comment s’est finalement fait le cloisonnement en cellules fermées ? Ce court article offre quelques bonnes réflexions de nature générales.
- 06. 2016. Nature 534, 7606.
– 153. GENE DRIVE, METTRE LA SCIENCE SOUS CONTRÔLE. Gilles. K.Esvelt (MIT). Gene drive pourrait pousser la science à l’ouverture. Gene drive, c’est cette idée que CRISPR permet de réaliser et qui consiste à rendre un OGM gagnant à tout coup au jeu de la sélection naturelle. Nous en avons parlé plusieurs fois. On peut rêver ainsi d’envahir la population du moustique vecteur de la malaria par un mutant qui ne supporterait plus le parasite. En principe, un seul moustique suffirait. On pourrait aussi… etc. plein de choses. Et là, en pensant aux possibles dérapages, on choppe le tournis et on s’empanique. Dès les premiers articles on a dit à la ronde, « c’est terrible, il faut bloquer l’usage de la méthode, il faut établir des barrières, il faut agir d’urgence… ». Deux ans plus tard, l’Académie des Sciences US émet des recommandations pour l’usage responsable de gene-drive. Entre temps la méthode a été pratiquée sur 4 organismes, apparemment dans des conditions de sécurité adéquates (pour autant que l’on sache tout ce qui se passe… ce qui semble peu probable.) L’auteur de cet article est l’un de ceux qui travaillent sur ce sujet. Il est conscient de la nature très spéciale de sa recherche et il pose la question: « comment faire de la recherche sur un tel sujet en maitrisant les risques » ? La réponse est: « c’est impossible, mais certaines règles sont absolument nécessaires pour limiter les accidents et les dérapages ». La première est qu’il est nécessaire de travailler de manière ouverte. Le chercheur isolé, pris par le désir d’aller de l’avant est dans la pire position pour identifier les risques et les maitriser. Avec gene-drive, on ne peut pas tergiverser et tourner autour du pot. L’approche collective s’impose, non seulement pour maximiser la sécurité, mais surtout pour définir ce que l’on cherche et pourquoi. À partir de ces constatations, l’auteur développe son idée beaucoup plus loin. Si gene-drive met, dans l’urgence, les chercheurs au pied du mur, le problème soulevé est général. Que veut-on de la recherche et comment la pratiquer? Le commencement de la réponse consiste à ouvrir la pratique scientifique. Dans le cadre du Responsive Science Project, l’auteur s’y est exercé avec d’autres scientifiques impliqués dans gene-drive. À la fin, ce qui est visé, c’est une science au service de l’homme, et non pas une aventure aléatoire. Vaste mais nécessaire programme.
– 163. GÉNOMIQUE, BIOLOGIE SYNTHÉTIQUE. La figure montre l’évolution du prix de la lecture de l’ADN ces 15 dernières années. Au point où on en est, lire le génome d’une personne va couter moins cher que le timbre pour envoyer le petit crachat à la firme qui fait l’analyse. On imagine le petit § qui devrait s’insérer ici pour discuter ce que l’on en fera.
Synthétiser l’ADN est plus couteux et le prix baisse moins vite. Mais on a bon espoir que la situation s’améliore. Sans attendre, on peut déjà commencer à s’exercer à la biologie synthétique de petits organismes. Ici devrait venir le § décrivant ce que l’on pourra en faire (c’est l’essentiel de l’article cité).
J’en retiens surtout ce qui a été dit à la rubrique précédente. « Que veut-on de la recherche? Un service à l’homme et non une aventure aléatoire ». Ce n’est pas que pour gene-drive qu’il y a urgence.
– 167. POLLUTION, DEVELOPMENT. Lucy et Arjun. L’air mortel de Delhi. Pour l’OMS, la limite pour les particules < 2.5µm est de 25µg/m3. L’Inde moins sévère admet 60µg/m3. ´À Delhi cet hiver teneur était de 375µg/m3 et 300 en été. C’est le record parmi les grandes agglomérations. La situation est meilleure à la mousson, pour quelques mois (juillet et ensuite). Les causes de cette pollution sont décrites dans cet article ainsi que les efforts pour améliorer la situation, mais aussi leurs limites. À Lucy et Arjun on recommande de ne pas trop y rester et de porter le masque.
– 245 – 253. ANTHROPOLOGIE, HOMO FLORESIENSIS. L’évolution des hominiens fut compliquée. En 2004 a été découverts, dans l’ile de Flores en Indonésie, les restes d’un petit humanoïde d’environ 1 mètre, le Hobbit, que l’on datait de 15’000 ans environ. Bizarre de trouver ça, là. La datation a été refaite récemment et l’on tombe d’accord que 60’000 ans est une datation bien plus probable. On comprend mieux parce que, il y a 15’000 ans l’homme moderne occupait la région et on sait que la cohabitation aurait été difficile. Les deux présents articles font état de la découverte sur une autre ile de la même région d’une mâchoire de 700’000 ans qui semble correspondre à l’ancêtre du Hobbit. Si arrivant sur une ile déserte, je tombe sur un caméléon, le court d’esprit est prompt à se convaincre que la faune locale est faite de caméléon. Ne pressons donc pas trop à dessiner l’arbre de Darwin du genre Homo. Surtout, laissons beaucoup de place à ce que nous n’avons pas encore vu.
- 06. 2016. Science 352, 6291.
– 1263 – 4, 1312 – 14. CLIMAT, SÉQUESTRATION, CO2. Matter et al. Minéralisatiobn rapide du CO2 anthropogénique. La COP21 avait fait grand cas de la séquestration du CO2 pour éviter de devoir trop nous restreindre sur les combustibles fossiles. Plusieurs fois dans ce blog, j’ai rapporté combien cet espoir est peu réaliste. Pourtant, la fixation est une réalité. La plupart des roches carbonées ont leur origine ultime dans le CO2 de l’air via les processus de minéralisations. Notre récente balade avec Lucy dans la région des Diablerets donne une idée de la capacité de fixation du C dans les roches. Transformer notre trop-plein de CO2 en cailloux semble donc une bonne idée. Le problème est que processus se déroule à vitesse géologique ; du moins le croyait-on jusqu’ici. Le présent article rapporte une étude islandaise d’injection de CO2 dans des roches basaltiques qui, à la surprise des chercheurs, montre que 95% du CO2 est transformé en carbonate stable en moins de 2 ans. À suivre !
– 1308 – 11. LIQUIDE, VERRE, VITRIFICATION. Albert et al. Suceptibilité du 5e ordre révèle la thermodynamique de la formation de verre. En 1981, nous avons trouvé comment utiliser la vitrification de l’eau à l’avantage de la microscopie électronique. Une bonne affaire ! Avant nos observations (et celles d’un groupe autrichien), on croyait que la vitrification de l’eau était impossible. Depuis on continue à ne pas comprendre. Le problème se retrouve dans beaucoup de liquide. Il se rapporte à la question : un verre est-il un liquide très visqueux ou est-ce une autre phase de la matière ? Le présent article suggère que le second est correct (c’est aussi le plus intéressant). Malheureusement, la physique des liquides est difficile. Il va falloir qu’à une prochaine occasion, j’aille voir les amis parisiens, élèves de ceux qui, il y a 35 ans, m’ont expliqué pourquoi on ne comprenait rien à la vitrification.
– 1323 – 6. NEUROBIOLOGIE, NAVIGATION. Françoise. Bown et al. Activité cérébrale pour représenter le futur. Le système de navigation de la souris commence à être bien exploré et ce blog en parle souvent (Sci. Am. Janv. 2016). Le présent article montre que la même étude peut se faire chez l’homme sollicité virtuellement à planifier ses déplacements. Le fondement du système de localisation est situé dans l’hippocampe et l’on peut suivre par RMI comment, avant de se mettre en route, il parcourt son espace de représentations selon les différentes options envisageables.
- 06. 2016. Nature 534, 7607.
– 310 – 12. iPS CELLS. Laurée. Induced Pluripotent Stem Cells. Plusieurs articles. Il y a 10 ans Shinya Yamanaka découvrit que des cellules adultes peuvent être reprogrammées en cellules souches embryonnaires. On imaginait immédiatement la transplantation de n’importe quoi sans souci de rejet et sans problème éthique lié aux prélèvements d’embryons. Un cœur qui infarcture, un cerveau qui s’alzheimerise, hop, une petite injection de cellules souches vigousses et c’est reparti. 10 ans plus tard, l’usage thérapeutique se fait toujours attendre (c’est pour bientôt), mais les cellules iPS révolutionnent la recherche. En particulier la question « quelle différence y a-t-il une cellule souche induite à partir d’un tissu et une cellule souche embryonnaire? » est riche en enseignement sur la transformation épigénétique.
- 06. 2016. Science 352, 6292.
– 1374 – 5. ONDES DE GRAVITATION. En septembre dernier les interféromètres LIGO ont détecté pour la première fois les ondes gravifiques produites par la fusion de deux trous noirs. Le 15 décembre a été détecté un deuxième évènement semblable. Cette fois les trous noirs sont plus légers (14 et 7,5 masse solaire contre 36 et 29 précédemment) et le phénomène s’est déroulé plus lentement (près d’une seconde et 55 révolutions contre 0.2 s et 10 cycles). Après la première observation, on pouvait penser à un coup de chance invraisemblable (pensez, tomber juste sur l’instant de la fusion deux trous noirs qui se tournaient autour depuis peut-être des milliards d’années !). LIGO est maintenant en arrêt de travail pour l’améliorer d’un facteur 2.5. Les ondes gravifiques vont bientôt être d’observation courante.
-1378 – 9, 1464 – 8. NEUROBIOLOGIE, MÉMOIRE, NAVIGATION. Constantinescu, et al. DOI : 10.1126/science.aaf0941. Sous quelle forme nos concepts sont-ils mémorisés ? Françoise. Les époux Moser ont reçu un prix Nobel en 2014 pour avoir identifié les cellules grilles « grids cells » qui forment une représentation de l’environnement spatial dans une topologie similaire à la réalité (nous en avons parlé à plusieurs reprises, en Sci. Am. 1.1.2016). Ainsi nous avons une idée assez précise de la représentation neuronale de notre position dans l’espace, du lieu où nous souhaitons aller et des chemins possibles. Et les autres choses que l’on se représente, comment sont-elles représentées dans la mémoire, par exemple lorsqu’il s’agit de reconnaitre différents oiseaux ? Le présent article par un groupe d’Oxford essaie d’y répondre en présentant à des humains en observation IRM des dessins simple d’oiseaux dont pattes et le cou sont de longueur différente. Il en ressort que ces objets « oiseaux » sont cartographiés dans la même région et de manière semblable aux lieux dans les cellules grille. On peut concevoir que la représentation d’objets qui diffèrent seulement par la longueur du cou et des pattes puisse avoir une représentation basée sur la géométrie. Pour le « neurone belle-mère », il faudra encore travailler. La question reste ouverte. Un bel article.
- 06. 2016. Nature 534, 7608.
– 437. IMAGERIE MÉDICALE. Une mini-super caméra de l’EPFL. Ömer Cobal et Yusuf Leblebici ont développé une caméra, grosse comme une petite olive, formée de 24 caméras, donnant un champ de 180×180° ou 360×90° et une résolution 1000 fois meilleure que l’œil d’un insecte qui serait formé du même nombre d’ommatidies (œil élémentaire). La comparaison est injuste car l’élément visuel de l’insecte fournit l’équivalent d’un pixel alors que chaque caméra fournit une image complète. En tous cas, l’endoscope équipé de cette caméra donnera de belles images.
24.06.2016. Science 352, 6293.
– 1500 – 1. ORDINATEUR. POLITIQUE, CHINE. La Chine a dépassé les USA en puissance de calcul des superordinateurs avec 210 Pflop/sec (210.1015 calculs/sec) dont 93Pflop/s pour le dernier né. On nous dit que cette dernière machine est remarquablement économe : 15,4 MW ou 6 millions de calculs par watt. Les chinois préparent l’exaflop/s pour 2020. Pour y arriver, il faudra diminuer la consommation par unité de calcul. Au taux actuel, la machine consommerait la moitié de ce que produit la centrale nucléaire de Mühleberg. Heureusement, selon Bolzmann, il reste plus de 20 ordres de grandeur à économiser avant d’atteindre le minimum théorique du cout énergétique du bit : T.k.lnΩ.
– 1509 – 13. SENS MAGNÉTIQUE. Des bactéries s’orientent dans le champ magnétique terrestre grâce à des cristaux de magnétite. On connait la structure et on sait un peu comment elle fonctionne. Les pigeons et différents animaux migrateurs sont aussi capables de s’orienter par le champ magnétique. On retrouve cette même capacité dans une flopée d’animaux (tels que vers, escargots, crabes, et différents mammifères (ils disent des vaches aussi mais j’ai lu que l’observation est fautive)). On y retrouve aussi des cellules contenant de la magnétite, mais on ne sait pas où est l’organe et comment il fonctionne. Chez l’homme aussi on trouve, par-ci et par-là des cellules contenant des cristaux de magnétite, mais la question de la capacité de l’homme à percevoir les champs magnétiques n’est pas résolue. Joe Kirschwink, au Caltech (Californie) pense qu’il est sur le point d’identifier les magnétorécepteurs humains. Restera alors l’autre question : sont-ils fonctionnels ? Est-ce que, comme la vache (???), l’homme qui pisse s’oriente avec la boussole ? Observez messieurs !
1514 – 16, 1573 – 5. VOITURE AUTOCONDUITE, ÉTHIQUE. Bonnefon et al. Que fait la voiture autoconduite quand, pour éviter 2 personnes elle doit en écraser une autre ? Et que fait-elle quand, face à deux personnes, elle doit se sacrifier elle et son passager ? Qui achètera la voiture qui choisit le bien commun plutôt que le bien du propriétaire ? Éthiquement, la réponse et assez simple. Pratiquement , elle ne sera résolue que si la voiture est elle-même un bien commun. Vivement qu’on y arrive, ce serait très bien pour tous. Pour le climat en particulier.
- 06. 2016. Nature 534, 7609.
– 589 – 10, 613, 616, 684 – 7. INTERDISCIPLINARITÉ. La recherche interdisciplinaire est vitale pour faire face aux besoins de la société moderne.
Deux articles appellent les chercheurs des sciences sociales et des humanités à collaborer avec ceux des sciences « dures » pour que leurs savoirs passent aux politiciens et au public.
Le dernier de ces 3 articles (p 684) est une analyse statistique sur 5 ans de près de 18’000 demandes de subsides à une grande agence de recherche australienne. Résultat : plus la demande est interdisciplinaire (les auteurs définissent un facteur d’interdisciplinarité) plus petite est la chance de succès. L’effet intervient pour environ 30% de la probabilité de succès totale.
Terminant en catastrophe 12 ans d’un laborieux travail de recherche sur l’interdisciplinarité, je ne suis pas d’humeur bienveillante avec une certaine vue de l’interdisciplinarité. Gilles, comme souvent, a contribué à y mettre un peu de clarté. En tous cas, il est important de mettre de l’ordre dans le concept.
Je vois ainsi (mais il faudra affiner). D’un côté, il y a ceux qui produisent la connaissance. Ils la tirent de l’observation de la nature. Ils sont ce que j’appelle des scientifiques. Qu’ils soient de science dure ou molle, de biologie ou de science sociale ou humains, qu’ils fassent juste ou faux, pour le bien ou pour le mal, le fait est qu’eux se mouillent en offrant leur contribution. Et puis, il y a les autres. Les philosophes et les « humanistes » en font bien souvent partie. Ils n’inventent rien, mais ils racontent l’histoire de manière plus ou moins créative. Dans le premier des articles cités, il est suggéré que leur rôle est important. C’est eux qui peuvent trouver le narratif qui éclairera les politiciens et le gros de la population. C’est eux qui permettront la juste décision de la société.
Affirmation gratuite !
Si les politiciens n’écoutent pas assez les climatologues, faut-il s’adresser à un poète pour rendre l’histoire plus attrayante ? Faut-il s’adresser à un philosophe pour décider s’il faut utiliser « gene drive » ? Non et non. Collaborons plutôt avec le psychologue, le sociologues, le politologue, l’économiste peut-être, l’historien sans doute et bien sûr avec l’écologiste, mais pas avec celui dont la seule compétence avouée est de raconter l’histoire qu’il ne connait pas vraiment.
L’interdisciplinarité, c’est bien, mais entre gens qui on quelque chose à dire, pas avec ceux qui n’on qu’à dire, quitte à ce que ceux qui savent apprennent à en parler.
– 631 – 639. CLIMAT. Rogelj et al. (une dizaine d’instituts, dont ETHZ). Il en faudra beaucoup plus pour tenir l’accord de Paris et garder l’échauffement climatique en dessous de 2° à la fin du siècle. L’accord de la COP21 définit les INDC, ces engagements qui quantifient les contributions visées par chaque nation participante. La COP21 a aussi prévu que les engagements devraient être augmentés dans l’avenir. Le présent article montre combien les engagements actuels sont insuffisants pour atteindre le but et comment l’effort doit être augmenté pour y arriver ou, au moins, pour limiter les dégâts. La figure (2d) parle pour elle-même.
