Accueil > Société | Par Antoine Danchin | 1er mai 2000

Etapes et devenir de la révolution génomique

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En 1953, Watson et Crick découvrent le support physique de l’hérédité, l’ADN (acide désoxyribonucléique), famille de molécules géantes composées de l’enchaînement à la queu-leu-leu de quatre sortes de motifs chimiques voisins, les nucléotides (ou bases) désignés par les initiales de leur nom chimique : A,T, G, C. Aujourd’hui appelé génome, cet enchaînement, variable com-me un texte écrit, diffère d’un organisme à l’autre par la suite de ses bases, sa séquence.

Au milieu des années 80, un certain nombre de chercheurs, en particulier parmi les plus reconnus des biochimistes, se sont faits les avocats du lancement d’un gigantesque programme de recherche en biologie moléculaire. Il s’agissait d’entreprendre la détermination de la séquence complète du génome humain. Dès 1977, les progrès s’étaient accumulés, d’abord avec des virus. La séquence du cytomégalovirus (qui provoque une affection opportuniste chez les patients atteints du sida) est connue en 1990. Puis en 1992, c’est la séquence du chromosome III de la levure du boulanger (qui en comprend 16) qui est réalisée par un consortium de laboratoires européens. Au printemps 1996, la séquence totale du génome de la levure était connue et publiée un an plus tard par la revue Nature.

Cent ans après la mort de Pasteur, l’année 1995 marque un tournant. Craig Venter et ses collègues de l’Institut pour les recherches sur les génomes (en anglais TIGR !) publient la séquence complète de deux très petits génomes de bactéries. En mai 1996, le génome entier d’une algue microscopique (cyanobactérie) est séquencé par un laboratoire japonais : c’est, à l’époque, la séquence du plus long fragment continu d’ADN dans le monde.

Au milieu de l’année 1996, il est question de mettre en route un grand programme concerté de séquençage du génome de 3 000 espèces, en particulier de bactéries. Ce programme destiné à durer une quinzaine d’années permettrait de se faire une idée non seulement de la diversité génétique des microbes mais de découvrir de nombreux aspects de l’évolution des espèces et peut-être de l’origine de la vie. De très nombreuses raisons scientifiques justifient en réalité le séquençage de génomes autres que le génome humain. Ce génome est en effet particulièrement mal adapté à l’étude scientifique approfondie. En connaître la séquence sera très utile pour le diagnostic et le pronostic de maladies humaines, mais c’est la connaissance de génomes modèles qui seule permettra d’en comprendre le sens. Entre 1995 et 1997, les performances des laboratoires ont été multipliées par dix ! Fin 1997, la séquence d’un génome complet est publiée chaque mois. Paradoxalement, c’est seulement à la fin de l’été 1997 que sera connue la séquence du génome d’Escherichia coli, qui est pourtant le modèle le plus étudié de tous les organismes vivants.

An 2000, nous connaissons 90% de la séquence du génome humain avec la perspective d’arriver à 100% en 2003 et peut-être avant.

La valeur du programme du séquençage repose entièrement sur l’espoir que l’analyse systématique du texte de l’ADN permettra d’en comprendre la fonction, ou tout au moins en permettra une certaine utilisation. Né comme un projet purement technique, le programme de séquençage est, en raison de son ampleur, devenu un projet hybride, à la fois académique par son côté conceptuel et commercial par son côté industriel. Réponses conceptuelles et réponses pratiques constituent la base de la grande révolution qui va marquer le XXIe siècle.

Obtenir la séquence du génome n’aura d’intérêt que si l’on sait faire autre chose qu’aligner trois milliards de bases.

La justification scientifique principale des projets génomes n’est pas d’expliquer toute la biologie, mais de fournir les éléments de base essentiels dans la réflexion nécessaire pour comprendre ce qu’est la vie. Ce qui fait un animal est beaucoup plus que la simple expression d’une centaine de milliers de gènes. Si le rôle des gènes est bien essentiel, il n’y a pas pour autant de correspondance terme à terme entre un gène et son expression. Un gène ne peut dire entièrement quel est le trait qui a été édifié. Mais il impose une sorte d’enveloppe des possibles à ces traits. Ainsi les programmes de séquençage génomique marquent le début d’une révolution en biologie, celle de la génétique des génomes. En aucune manière il ne s’agit de la fin de la biologie, bien au contraire : les questions qui s’ouvrent désormais occuperont le travail et la réflexion des chercheurs pour très longtemps.

* Directeur du département de biochimie et génétique moléculaire de l’Institut Pasteur, auteur notamment de La barque de Delphes, ce que révèle le texte des génomes, Editions Odile Jacob, 402p, 175F.

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