Mieux Comprendre le gène, de Mendel à la génétique actuelle

L’histoire du gène depuis le début du
20e siècle jusqu’à aujourd’hui
Michel Morange, Centre Cavaillès, République des savoirs USR 3608, Ecole normale supérieure et
Université Pierre et Marie Curie, Paris
Mieux Comprendre le gène, de Mendel à la génétique actuelle: l’apport
de l’histoire de la biologie pour l’enseignement
Genève, 11 Février 2016
Introduction
• Le gène, de 1909 à 1950
• Le gène moléculaire
• Le gène génomique
• Les limites du gène: l’épigénétique
I. Le gène, de 1909 à 1950
L’âge classique
• 1910: la localisation des gènes sur les chromosomes
• La question de la nature des gènes n’est pas posée
• Le mécanisme d’action des gènes n’est pas
recherché
La localisation des gènes sur les
chromosomes
La nature et la fonction des gènes
• Le modèle protéique et enzymatique du gène
• Le gène est « à part »
Le gène: un objet à part
• Il ne se mêle pas autres constituants cellulaires
• Il a un rôle essentiel, mais limité
La génétique: science reine de la biologie
• Le rôle central du noyau cellulaire, des chromosomes et des
gènes
• Les gènes sont les atomes de la biologie: le poids des
métaphores
• La génétique est une science mathématisée et formalisée
• Elle est la « physique de la biologie »
• Le gène est à l’origine de la vie (Müller dans les années 1920)
II. Le gène moléculaire (19502000)
Un processus de « réification »
• Un processus lent
• Un acmé au début des années 1960 avec le
déchiffrage du code génétique
• Les premières difficultés:
- Les séquences régulatrices et les frontières floues des
gènes
- Les gènes qui ne codent pas
Les difficultés se sont accumulées
• Les gènes fragmentés
• Les séquences régulatrices partagées (les enhancers)
• Le « junk DNA »
• L’édition des ARN
• L’abondance des petits ARN régulateurs
• Conclusion: le génome est le fruit d’une histoire évolutive
Les gènes gardent une position dominante
• Le déterminisme génétique
• Le gène « causal »
• Une symétrie entre les gènes et les autres facteurs causaux
est-elle possible?
• Distinguer les fonctions simples et les fonctions complexes
• La place de l’environnement (le modèle de l’opéron)
Pourquoi les gènes gardent une position dominante?
• Le poids de l’histoire: les atomes de la biologie, le livre de la vie
• Le gène est central dans les pratiques des biologistes:
comparaison entre l’homme moderne et l’homme de Néandertal
• Et pas seulement des biologistes (la PCR)
• Les années 1990: l’isolement des gènes liés aux maladies et aux
comportements
• Aujourd’hui: l’édition du génome
III. Le gène génomique
• Un ensemble de gènes
• Chaque portion du génome peut engendrer
différents produits
• Les gènes ont des fonctions différentes: un
ensemble hétérogène
• Il n’y a pas de définition générale du gène
• Cela n’a pas d’importance!
Faut-il enseigner la génétique
classique?
• Elle sert toujours à interpréter les croisements
• Elle est importante dans le cas des maladies
génétiques
• Même si la recherche des gènes associés aux
maladies utilise d’autres méthodes (GWAS)
IV. Au-delà des gènes:
l’épigénétique
• Un terme au sens multiple:
- « épigénétique » au sens « non-génétique »
- épigénétique au sens « au-dessus de la génétique »
• L’épigénétique en recherche aujourd’hui: les
« marques épigénétiques »
• Les effets de l’environnement: échapper au
déterminisme génétique
Quelques questions sur
l’épigénétique
• Un retour du lamarckisme?
• L’instabilité des marques épigénétiques
• La diversité des marques épigénétiques selon les
organismes
• Les modifications épigénétiques ne peuvent pas
faire ce que font les mutations génétiques
Conclusions
• Ne pas nier l’existence de cas de déterminisme
génétique
• Un changement d’environnement peut faire
disparaître le déterminisme génétique: le cas de
certaines maladies génétiques
• Ne pas céder aux mirages de l’épigénétique!
• Le déterminisme génétique n’est qu’un
déterminisme biologique