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Sciences

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Darwin dynamite la génétique. A bas les programmes, vive le hasard et la sélection ! Slogan de la prochaine élection présidentielle ? Nenni. Un sujet de discussion, vive, pour biologistes. La biologie doit elle se plier à ce nouvel adage ? C’est ce que semble montrer une expérience sur des cellules souches de sang de poulet dont les résultats sont publiés dans la revue PLOS Biology (1). Itw de JJ Kupiec et P Sonigo par S. L’expérience a été réalisée par une équipe regroupant biologistes et mathématiciens, de Lyon, Paris, Evry, Lausanne et du Japon. Pas seulement en raison d’un parcours chaotique, qui l’a vu intégrer le monde de la recherche comme ingénieur d’étude puis de recherche à l’INSERM. Pourtant, les observations allant à l’encontre de cette théorie dominante s’accumulaient.

Des génomes entiers « lus » Comme souvent en science, c’est en creusant profond un sillon que l’on peut mettre en cause l’idée initiale. Les biologistes d’ENCODE ne se sont pas cachés les conséquences de leurs travaux. Jean-Jacques Kupiec. CRISPR-Cas9, une révolution génétique qui promet beaucoup (et pose de nombreuses questions) SCIENCE - Modifier génétiquement un embryon, éradiquer des maladies héréditaires, ou encore faire revivre les mammouths, de la science-fiction? Plus pour très longtemps. Depuis quelques années, le monde scientifique est bousculé par une nouvelle méthode révolutionnaire permettant de modifier l'ADN de tout être vivant avec une facilité déconcertante. Son nom? CRISPR-Cas9. Cette méthode a même été nommée découverte capitale de l'année 2015 par le magazine Science.

CRISPR-Cas9 est une enzyme qui peut détecter une partie spécifique de l'ADN et la détruire, coupant ainsi la double hélice qui compose toute vie en deux. Une vaccination de la bactérie CRISPR est l’acronyme de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Il a fallu attendre 2005 pour que des chercheurs réussissent à percer le mystère de cette bactérie. Une fois le virus détecté, la bactérie va créer un ARN (comme de l'ADN, mais avec une seule "branche") correspondant au virus. Des ciseaux low cost. Pourquoi la vie existe-t-elle ? Ce physicien a développé une théorie qui pourrait bouleverser les fondements actuels. Les hypothèses les plus populaires sur l’origine de la vie évoquent une soupe primordiale, un coup de foudre ou tout simplement une chance colossale. Au lieu de cela, un physicien pense que l’origine et l’évolution ultérieure de la vie découlent simplement des lois fondamentales de la nature et qu’elles n’ont rien de surprenant.

SooCurious vous explique tout sur cette théorie. Du point de vue de la physique, il existe une différence essentielle entre les êtres vivants et les amas d’atomes de carbone inanimés. Les premiers ont tendance à beaucoup mieux capturer l’énergie de leur environnement et dissiper cette énergie sous forme de chaleur. Jeremy England, 31 ans, professeur adjoint à l’Institut de technologie du Massachusetts, a dérivé une formule mathématique afin d’expliquer cette capacité. . « Si vous éclairez assez longtemps un bouquet aléatoire d’atomes, vous obtiendrez une usine », a déclaré Jeremy England. Cette théorie est tout simplement passionnante ! Des astronomes mystifiés par… des fours à micro-ondes. Crise énergétique ? Mais non, crise entropique. Nous vivons en ce moment une crise énergétique. Chaque jour on entend qu’il faut économiser l’énergie, que nos ressources d’énergie s’épuisent, ou qu’il faut trouver de nouveaux moyens d’en produire.

Et pourtant dans le même temps, en cours de physique, on apprend que l’énergie se conserve : elle ne peut être ni créée, ni détruite. N’y a-t-il pas là une contradiction ? Pourquoi nous parle-t-on d’économiser l’énergie, si l’énergie se conserve ? Pour comprendre cet apparent paradoxe, il faut faire appel à cette étrange notion qu’est l’entropie. Et nous allons voir que ce que nous appelons communément la crise énergétique est en réalité une crise entropique ! Les différentes formes de l’énergie En physique, l’énergie peut se présenter sous différentes formes. Si on dit que l’énergie totale du skieur est conservée, on peut calculer sa vitesse en bas, en écrivant que l’énergie cinétique finale est égale à l’énergie potentielle initiale, comme le montre le diagramme ci-dessous : Crédits J'aime :

La forme dominante de l'intelligence dans le cosmos est-elle artificielle ? Ci-dessus, quelques-unes des 42 antennes du Allen Telescope Array, un dispositif utilisé par l'institut américain Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI), dont l'objectif est de détecter d'éventuels signaux émis par une intelligence extraterrestre. Crédits : SETI S'il existe une forme de vie extraterrestre, alors il y a une forte probabilité pour qu'il s'agisse non pas d'une forme de vie biologique, mais artificielle. Telle est la théorie d'un chercheur américain, s'appuyant sur des réflexions similaires récemment formulées par des scientifiques de la NASA.

"Si nous rencontrons un jour des extraterrestres, ils ne ressembleront probablement pas à de petits hommes verts ou à des insectes géants. Dans cette étude, Susan Schneider écrit : "Les civilisations extraterrestres les plus sophistiquées seront post-biologiques, des formes d'intelligence artificielle. Est-ce ici la vision solitaire d'un professeur de philosophie, quelque peu déconnectée des réalités scientifiques ?

L’alphabet de la vie s’enrichit. D'étranges créatures marines bousculent la vision de l'évolution › Biologie. Le système nerveux serait apparu à deux reprises au cours de l'évolution de façon totalement indépendante, suggère une étude menée sur le génome des cténophores, une créature marine d'aspect translucide. Crédits : Université de Berkeley L'analyse du génome des cténophores, des créatures marines d'aspect translucide, suggère que leur système nerveux est apparu totalement indépendamment de celui des autres êtres vivants, et ce sous une forme très différente. Les cténophores font probablement partie des animaux les plus étranges découverts à ce jour : ces animaux marins translucides connus pour diffracter la lumière en de magnifiques irisations colorées, dotés d'incroyables capacités de régénération (même si la moitié de l'organisme est détruit, la partie restante peut reformer un individu complet), comptent aujourd'hui quelques 150 espèces différentes, présentes dans tous les océans du monde.

Si tel est bien le cas, alors la nouvelle a de quoi surprendre. Mais ce n'est pas tout. 5 raisons scientifiques qui pourraient bien prouver que le monde dans lequel nous vivons n’est pas réel. Et si le monde dans lequel vous vivez n’était pas réel ? Le domaine de la physique est rempli de paradoxes que les scientifiques n’arrivent pas à expliquer. C’est d’autant plus vrai lorsque l’on aborde la physique quantique, selon laquelle il serait possible que notre univers ne soit qu’une projection d’un autre. SooCurious vous révèle 5 points qui remettront en question votre vision de la réalité… 1. L’univers possède une vitesse maximale Selon le réalisme physique : Albert Einstein a déduit que rien ne peut aller plus vite que la lumière se déplaçant dans le vide. Selon le réalisme quantique : si notre monde physique est en fait une réalité virtuelle, il est le produit d’un traitement d’informations. 2.

Selon le réalisme physique : dans le paradoxe des jumeaux d’Einstein, l’un des deux voyageant sur une fusée proche de la vitesse de la lumière revient une année plus tard et retrouve son frère âgé de 80 ans. 3. 4. 5. Ces réflexions nous ont mis le cerveau en ébullition ! On a tous en nous quelque chose de Neandertal ! Non, l'homme de Neandertal n'a pas totalement disparu, loin de là. Bien qu'éteint depuis trente mille ans, celui que l'on a longtemps regardé, peut-être à tort, comme une brute épaisse survit un peu en chacun de nous, du moins en ceux n'étant pas d'origine exclusivement africaine. Deux équipes de chercheurs, qui publient leurs résultats cette semaine dans les revues Nature* et Science**, viennent de lever un coin de voile sur ce patrimoine génétique hérité des frasques entre Homo sapiens, sortis d'Afrique, et néandertaliens d'Eurasie, sur le déclin. Jusqu'ici, on savait qu'entre 1 et 3 % du génome des hommes modernes originaires d'Europe et d'Asie provenait de ce cousin hominidé, mais on ignorait encore tout ou presque de cette part de Neandertal.

Or, il se trouve qu'elle n'est pas toujours la même. En effet, la portion d'ADN héritée peut être différente d'un individu à l'autre. Sélection naturelle Pas que du bon. Pourquoi l'univers n'a-t-il pas disparu ? Crédits : Steffen Richter, Harvard University L'Univers aurait normalement dû s’effondrer quelques microsecondes après sa naissance, selon deux cosmologistes britanniques. Une conclusion à laquelle ils parviennent en combinant deux résultats scientifiques majeurs obtenus ces dernières années. En combinant les deux résultats scientifiques majeurs obtenus au cours de ces dernières années par les physiciens et les astronomes, à savoir la détection des traces laissées par les ondes gravitationnelles du Big-Bang dans la première lumière émise par l'Univers et la découverte du boson de Higgs, une conclusion pour le moins troublante s'imposerait : celle que l’Univers devrait normalement s'être effondré sur lui-même depuis très longtemps.

C'est en tout cas ce qu'affirment deux cosmologistes britanniques dans un article intitulé « Electroweak Vacuum Stability in Light of BICEP2 », publié dans la revue Physical Review Letters. Et ce n'est pas tout. Combinons maintenant ces deux résultats. La Terre est-elle prise dans un anneau de mystérieuse matière noire ? Révolution des puces à ADN et le vivant qui échappe à la science. Les scientistes les plus optimistes du 19ème siècle nourrissaient l’espoir d’une compréhension complète du monde matériel et même de la nature vivante.

Mais les étonnantes découvertes de la physique quantique ont imposé l’humilité à l’homme de science. On ne peut tout prévoir ni tout mesurer. En plus, l’observateur est inclus dans l’expérience microphysique dont la description incorpore le dispositif expérimental. Adieu le rêve d’une mécanique rationnelle, héritée de Newton et Laplace, où les choses matérielles sont formalisables comme des points que l’on peut situer dans l’espace et le temps. Examinons le cas de la biologie. L’épissage alternatif s’effectue grâce à la liaison de protéines spécifiques désignées comme ribonucléoprotéines hétérogènes (hnRNP). Ces travaux qui viennent d’être présentés témoignent d’un changement de compréhension du vivant.

L'évolution en pleine révolution. La théorie de l’évolution est en plein bouleversement. Sans entrer dans les détails, on peut positionner deux stades consistants de cette théorie qui, dans les années 1950 et 60, s’est désignée comme synthétique, incorporant les résultats de la paléontologie, de la systématique (classification des espèces selon les similitudes phénotypiques) et d’une génétique assez rudimentaire basée par exemple sur les recherches menées sur la drosophile. La seconde étape a commencé dans les années 1980. Premièrement, dans le champ de l’évolutionnisme propre, avec la thèse des équilibres ponctués propulsée par Eldredge et Gould. Deuxièmement, grâce aux données produites par les analyses génétiques, les parentés entre génomes ont renforcé les moyens de connaissance des embranchements ce qui a permis de perfectionner la cladistique (discipline émanée de la systématique visant à cerner les aiguillages dans l’évolution).

Une étape supplémentaire a été franchie au tournant du millénaire. « Les humains sont apparentés aux virus » Clément Gilbert est chercheur au laboratoire Ecologie et Biologie des interactions (CNRS / université de Poitiers). Avec Cédric Feschotte, professeur à l’université du Texas à Arlington, il a récemment publié un article dans Nature Reviews Genetics consacré aux virus endogènes, ces virus dont le génome est intégré pour tout ou partie dans le génome des espèces-hôtes (dont l'espèce humaine) et qui ouvrent une fascinante fenêtre sur l'évolution du monde viral. Des films comme Contagion ou des alertes médiatiques comme celle entourant la grippe aviaire ou la grippe A (H1N1) donnent au public la même image du virus pathogène et dangereux.

Pourtant l'image que s'en est faite la science n'est-elle pas bien différente de ce cliché ? En effet notre compréhension du monde des virus et de leurs interactions avec le reste du vivant a beaucoup évolué ces dernières années. Les virus sont non seulement très nombreux mais on sait désormais qu'ils présentent une très grande diversité génétique... Serres : "Ce n'est pas une crise, c'est un changement de monde".

Michel Serres est une vigie plantée en haut du mât de notre époque. Du haut de son gréement, de ses 82 ans, de sa culture encyclopédique, de son temps partagé entre les cultures française et américaine qu'il enseigne, ce philosophe académicien nous décrit les changements qu'il observe sur l'équipage humanité que nous sommes. En curieux de tout qu'il est, il guette avec impatience et gourmandise les évolutions qui nous arrivent, comme un des matelots de Colomb aurait scruté l'horizon dans l'espoir de nouvelles terres.

Son constat sur notre époque est simple : le monde, depuis cinquante ans, traverse une révolution comme l'humanité n'en a connu jusque-là que deux d'une telle ampleur. Avec un constat pareil, un autre que lui serait grognon et inquiet. Serres est un optimiste impénitent. La crise est-elle bientôt finie? Par exemple… Nous étions 50% d'agriculteurs à la fin de la guerre et ils ne sont plus que 1%. Pourquoi? Quand situez-vous cette bascule? C'est-à-dire "dans" l'ordinateur? La masse se mesure aussi en secondes. C'est une magnifique et profonde expérience de physique que publie Science dans son numéro du 1er février. Une expérience qui puise à la fois aux sources de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité et qui éclaire la matière d'un jour différent, en mettant en lumière le lien insoupçonné qu'elle entretient avec le temps. Elle montre que l'on peut calculer la masse de la matière en se servant de ce que l'on pourrait appeler son horloge interne.

Il faut mettre cette expérience au crédit d'une équipe de l'université de Californie, à Berkeley. Ces chercheurs sont partis des travaux de deux des plus grands physiciens du siècle passé, Albert Einstein et Louis de Broglie. Les résultats de ces glorieux aînés forment une chaîne théorique qui relie la matière au temps. Le fameux E=mc2 d'Einstein établit l'équivalence entre matière et énergie (ce qui explique le mécanisme interne des étoiles et la bombe atomique).