Nicolas DUTENT
Abonné·e de Mediapart

Billet publié dans

Édition

La Revue du Projet

Suivi par 115 abonnés

Billet de blog 3 févr. 2014

La révolution épigénétique, Sacha Escamez

Va-t-elle réconcilier les gènes et l'environnement, l'inné et l'acquis ? « Le XXIe siècle sera-t-il épigénétique, voire méta-génétique » ? C'est ainsi que le scientifique et philosophe Bernard Dugué titre un article publié sur le site Agoravox où il nous livre ses réflexions sur l'avenir de la biologie.

Nicolas DUTENT
Journaliste
Abonné·e de Mediapart

Ce blog est personnel, la rédaction n’est pas à l’origine de ses contenus.

Va-t-elle réconcilier les gènes et l'environnement, l'inné et l'acquis ? « Le XXIe siècle sera-t-il épigénétique, voire méta-génétique » ? C'est ainsi que le scientifique et philosophe Bernard Dugué titre un article publié sur le site Agoravox où il nous livre ses réflexions sur l'avenir de la biologie.

© 

Comprendre la vie
La biologie, cette science qui étudie la vie, n’a cessé de croître en influence depuis le XIXe siècle. L’explosion de son essor provient de la combinaison des progrès conceptuels – tels que la théorie de l’évolution de Charles Darwin – et des progrès techniques comme le perfectionnement des microscopes. Ces derniers permirent par exemple l’observation des cellules, qui sont l’unité du vivant. En effet, tout ce qui vit, tout organisme est constitué d’une ou plusieurs cellules. Certaines formes de vie sont unicellulaires, telles les levures, les bactéries ou certaines algues, auquel cas chaque cellule est un organisme vivant indépendant. D’autres organismes, dont la plupart des plantes terrestres et des animaux, sont pluricellulaires. Chez les organismes pluricellulaires, les cellules forment différents tissus et organes qui remplissent différents rôles au sein de l’organisme. Ainsi, chez l’être humain par exemple, il est clair qu’une cellule de foie et une cellule de peau sont différentes. Pourtant, toutes deux, de même que toutes les autres cellules de l’organisme, proviennent d’une seule et même cellule née de la fécondation. Comment alors expliquer qu’une cellule unique puisse engendrer tant de cellules si différentes ? Pour la biologie contemporaine, c’est grâce à l’épigénétique.

Un XXe siècle génétique
Si la biologie contemporaine nous parle d’épigénétique, il est nécessaire de rappeler que dans le passé elle n’a parfois juré que par la génétique. Durant la seconde moitié du XIXe siècle, Gregor Mendel démontra que certaines caractéristiques des êtres vivants (dans son cas, la couleur ou la forme des petits pois) sont transmises à leurs descendants : il existe donc une forme d’information qui permet à un organisme de mettre en place des caractères particuliers et cette information se transmet de façon héréditaire. Par la suite, les biologistes découvrirent que le support de l’information héréditaire se trouvait dans le noyau des cellules qu’ils observaient. En effet, à l’exception des bactéries, les cellules des êtres vivants sont organisées en compartiments. Ceux-ci sont, pour une cellule, ce que les organes sont à un organisme ; l’un de ces compartiments, de taille importante et entouré d’une épaisse enveloppe, est appelé le noyau. Le noyau des cellules renferme les chromosomes. Or, au début du XXe siècle, des études démontrèrent que ce sont ces chromosomes qui sont le support physique de l’information héréditaire. Grâce à cette démonstration qu’il existe une information héréditaire dont le support physique est identifié, une nouvelle science fut créée pour étudier les lois qui régissent la transmission héréditaire des caractères. Son nom : la génétique. Parce qu’elle apporta beaucoup à la compréhension du fonctionnement de la vie et de sa reproduction à travers les générations, la génétique devint la discipline majeure de la biologie au cours du XXe siècle. Cependant, elle fut parfois mal interprétée, par exemple avec l’eugénisme qui prétend que tout comportement est déterminé par les gènes, sans la moindre influence de l’environnement. La génétique fut aussi combattue pour des raisons idéologiques, notamment, un temps, en URSS par Lyssenko. En tout cas, le XXe siècle a été génétique, mais il donna aussi le temps aux scientifiques d’approcher les limites de cette discipline et de se rendre compte qu’elle ne permet pas de tout expliquer. Il faut alors plus que la seule génétique pour comprendre le fonctionnement des organismes vivants.

L’épigénétique, maillon manquant entre la génétique et l’environnement
Peu après la découverte que les chromosomes sont le support de l’information héréditaire et le fondement de la génétique, de nombreux chercheurs se heurtèrent à des questions auxquelles ils ne pouvaient pas répondre malgré leurs avancées récentes. Par exemple, toutes les cellules d’un organisme pluricellulaire proviennent de la même cellule-œuf, et toutes (ou presque) ont le même ensemble de chromosomes : alors comment des cellules qui contiennent les mêmes chromosomes, et donc la même information génétique, peuvent-elles devenir différentes ? Pour y répondre, en 1942, le paléologiste, généticien, embryologiste et zoologiste, Conrad Waddington créa une discipline de la biologie étudiant le lien entre l’influence de la génétique et celle de l’environnement dans le développement des organismes vivants. En écho à la théorie de l’épigénèse d’Aristote, qui avait montré que les embryons de poulets ne sont pas des répliques miniatures de poulets adultes, mais plutôt que leurs organes se mettent en place progressivement, Waddington nomma sa nouvelle discipline : « épigénétique ». L’épigénétique permet donc d’étudier comment l’héritage génétique d’un individu et son environnement déterminent son développement. Mais comment cela se traduit-il concrètement ?

Comment fonctionne l’épigénétique ?
En 1953, James Watson et Francis Crick publient une découverte révolutionnaire : la structure de l’ADN. L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est un type de molécule qui forme de longues chaînes faites de quatre différentes « briques », souvent appelées bases. L’enchaînement de ces bases forme une sorte de code qui renferme l’information héréditaire au sein des chromosomes, d’où l’expression « code génétique ». Au sein de ce « code », différents « messages individuels » sont appelés les gènes. Un gène est comme le mode d’emploi pour assembler un type de protéine, et si des protéines sont produites d’après le « mode d’emploi » renfermé dans un gène, on dit que ce gène est exprimé. L’importance de l’expression des gènes provient de ce que les protéines sont les molécules qui exécutent les fonctions biologiques, comme les contractions musculaires ou la transmission des signaux nerveux. Or différentes cellules accomplissent des fonctions distinctes, ce qui signifie qu’elles possèdent différentes protéines. Ainsi, les chercheurs démontrèrent que seule une partie des gènes d’un organisme est exprimée dans chaque cellule, et que différents gènes sont exprimés dans différents types de cellules. À ce stade, on voit que certaines parties du même code génétique sont lues dans certaines cellules. En d’autres termes, « la génétique renvoie à l’écriture des gènes, l’épigénétique à leur lecture : un même gène pourra être lu différemment selon les circonstances ». Ceci est vrai également au sein d’une même cellule, en réponse à des changements dans l’environnement (température, luminosité, alimentation…). Le fait que des gènes soient plus ou moins exprimés/lus en fonction de conditions différentes est permis par l’existence de marques chimiques ajoutées sur la molécule d’ADN elle-même, ou sur les protéines qui sont attachées à l’ADN pour former les chromosomes. Ces marques sont comme des marque-pages sur le code génétique. Elles peuvent être enlevées ou ajoutées à divers endroits, pour indiquer quelles parties du génome doivent être lues ou non. Si certaines de ces marques sont placées en réponse à l’environnement, alors elles correspondent à des caractères acquis, et non innés. Qu’arrive-t-il à ces caractères acquis au travers des générations ?

L’épigénétique, l’inné et l’acquis
L’idée dominante depuis les travaux d’August Weismann et Wilhelm Roux en 1883 était qu’il n’y a pas de transmission héréditaire des caractères acquis. Ainsi professait-on jusque dans le milieu des années 2000 au sein de l’enseignement secondaire que « ce n’est pas parce qu’un homme a développé ses muscles en faisant beaucoup de sport que ses enfants seront musclés ». Et en effet, des études plus récentes ont montré que lors de la fécondation, les marques épigénétiques sont effacées du génome, au moins chez la plupart des animaux. Pourtant, dans certains cas, des marques sont conservées sur plusieurs générations. Il y a donc une transmission héréditaire, bien que limitée, des caractères acquis chez les animaux. Cette transmission héréditaire des « marques de lecture » sur le génome est même chose commune chez les plantes. Ces exemples montrent que l’environnement interagit avec les gènes dans le développement et le comportement d’un organisme vivant, non seulement à l’échelle individuelle, mais aussi à l’échelle trans-générationnelle. En ce sens, l’épigénétique constitue un changement de paradigme au sein de la biologie, qui permet d’intégrer la génétique et l’environnement, l’inné et l’acquis, pour comprendre le fonctionnement de la vie. De ce fait l’épigénétique est également porteuse de perspectives.

Le XXIe siècle sera-t-il épigénétique ?
Alors que le développement des sciences du vivant et de l’environnement est en croissance exponentielle depuis la fin du XIXe siècle, il semble que la biologie sera en mesure de fournir à l’humanité des progrès scientifiques et technologiques d’une ampleur au moins similaire à celle de la chimie, et de la physique avant elle. Le changement de paradigme qu’apporte l’épigénétique à la biologie ouvre d’impressionnantes perspectives dans le domaine de la santé, ou dans celui de l’agriculture. L’épigénétique promet également d’apporter dans son sillon de nouvelles questions éthiques sur l’utilisation du vivant et sur la propriété intellectuelle en lien avec les êtres vivants et les processus naturels associés à l’expression des gènes. Scientifiquement parlant, à l’heure actuelle déjà, des débats existent : des chercheurs tels que Jean-Jacques Kupiec récusent la théorie épigénétique au profit d’idées alternatives, mais, si d’autres théories complémentaires ou opposées existent, l’épigénétique désormais prédomine au sein de la biologie. Le XXIe siècle sera donc épigénétique même si nous ignorons ce que sera son bilan global.

La Revue du projet, n° 28
 

*Sacha Escamez est biologiste. Il est doctorant en biologie moléculaire et cellulaire des plantes à l'Université d'Umeå (Suède).

Bienvenue dans le Club de Mediapart

Tout·e abonné·e à Mediapart dispose d’un blog et peut exercer sa liberté d’expression dans le respect de notre charte de participation.

Les textes ne sont ni validés, ni modérés en amont de leur publication.

Voir notre charte

À la Une de Mediapart

Journal — France
Le ministre, l’oligarque et le juge de trop
Avocat, Éric Dupond-Moretti s’en est pris avec virulence à un juge qui faisait trembler Monaco par ses enquêtes. Ministre, il a lancé une enquête disciplinaire contre lui. Mediapart révèle les dessous de cette histoire hors norme et met au jour un nouveau lien entre le garde des Sceaux et un oligarque russe au cœur du scandale. 
par Fabrice Arfi et Antton Rouget
Journal — Extrême droite
Hauts fonctionnaires, cadres sup’ et déçus de la droite : enquête sur les premiers cercles d’Éric Zemmour
Alors qu’Éric Zemmour a promis samedi 22 janvier, à Cannes, de réaliser « l’union des droites », Mediapart a eu accès à la liste interne des 1 000 « VIP » du lancement de sa campagne, en décembre. S’y dessine la sociologie des sympathisants choyés par son parti, Reconquête! : une France issue de la grande bourgeoisie, CSP+ et masculine. Deuxième volet de notre enquête.
par Sébastien Bourdon et Marine Turchi
Journal — Outre-mer
Cette France noire qui vote Le Pen
Le vote en faveur de l’extrême droite progresse de façon continue dans l’outre-mer français depuis 20 ans : le Rassemblement national (RN) de Marine Le Pen est le parti qui y a recueilli le plus de voix au premier tour en 2017. Voici pourquoi cela pourrait continuer.
par Julien Sartre
Journal
Les défections vers Zemmour ébranlent la campagne de Marine Le Pen
Le départ de Gilbert Collard, après ceux de Jérôme Rivière ou de Damien Rieu, fragilise le parti de Marine Le Pen. Malgré les annonces de prochains nouveaux ralliements, le RN veut croire que l’hémorragie s’arrêtera là.
par Lucie Delaporte

La sélection du Club

Billet de blog
Pour que jamais nous ne trions des êtres humains aux portes des hôpitaux
Nelly Staderini, sage-femme, et Karelle Ménine ont écrit cet billet à deux mains afin de souligner l'immense danger qu'il y aurait à ouvrir la porte à une sélection des malades du Covid-19 au seuil des établissements hospitaliers et lieux d'urgence.
par karelmenin
Billet de blog
Les urgences et l'hôpital en burn-out !
On connaît par cœur ce thème souvent à l'ordre du jour de l'actualité, qui plus est en ce moment (une sombre histoire de pandémie). Mais vous ne voyez que le devant de la scène, du moins, ce qu'on veut bien vous montrer. Je vais donc vous exposer l'envers du décor, vous décrire ce que sont vraiment les urgences d’aujourd’hui ! Et il y a fort à parier que si l'ensemble des Français connaissaient ses effets secondaires, il en refuseraient le traitement, au sens propre comme au figuré !
par NorAd4é
Billet de blog
Toulouse : un désert médical est né en décembre au cœur de la ville rose !
[Rediffusion] Questions au gouvernement, mardi 11 décembre, Assemblée nationale, Paris. Fermeture du service de médecine interne à l’hôpital Joseph-Ducuing de Toulouse… Plus de médecine sans dépassement d’honoraires au cœur de la ville rose. Toulouse privée de 40 lits pouvant servir pour les patients Covid (vaccinés ou pas…)  Plus de soins cancer, VIH etc !
par Sebastien Nadot
Billet de blog
Monsieur le président, aujourd’hui je suis en guerre !
Monsieur le président, je vous fais une lettre que vous ne lirez sûrement jamais, puisque vous et moi ne sommes pas nés du même côté de l’humanité. Si ma blouse est blanche, ma colère est noire et ma déception a la couleur des gouttes de givre sur les carreaux, celle des larmes au bord des yeux. Les larmes, combien en ai-je épongé ? Combien en ai-je contenu ? Et combien en ai-je versé ? Lettre d'une infirmière en burn-out.
par MAURICETTE FALISE