Pääbo-17/8 chap4

Chapitre n°4, Des dinosaures au labo, Serkan & Fred & Ernest

Le chapitre en deux mots

Ce chapitre s'intéresse particulièrement au sujet de la contamination. Svante tente tout d'abord d'améliorer ses recherches sur l'ADN ancien en diminuant la probabilité de contamination qui est l'un des enjeux de la recherche sur l'ADN ancien. Svante et son équipe instaurent donc diverses régulations et méthodes pour limiter la probabilité de contamination. Une fois cette étape accomplie, ils se focalisent à nouveau sur l'ADN ancien d'animaux et d'humains. Par la suite, Svante s'intéresse aux diverses recherches menées par d'autres scientifiques concernant l'ADN ancien. Il s'agit de recherches concernant l'ADN de végétaux fossiles et d'organismes contenu dans l'ambre. Svante questionne les résultats de ces deux domaines de recherche. Finalement, Svante remet en question la découverte faite par Scott Woodward qui suggère que lui et son équipe ont découvert de l'ADN de dinosaures. Pour cela, Svante utilise son esprit critique, ses connaissances sur le domaine de l'ADN et certaines technologies pour prouver que l'expérience menée par Scott et son équipe est en fait erronée pour des raisons de contamination. Après avoir réfuté ces résultats, S.Pääbo et son équipe décide de se concentrer sur leur propres recherche, en espérant montrer l'exemple de la méthodologie requise pour éviter de faux résultats.

Mots clés

-Contamination
-Extraction
-ADNmt
-PCR
-Végétaux fossiles
-Ambre
-Dinosaures

Aspects

Raisonnement

Tout d'abord, Svante s’intéresse au problème de la contamination afin d'améliorer ses recherches sur l'ADN ancien. Svante souhaite effectuer des recherches sur l'ADN chez les humains anciens. En effet, il s'agirait d'étudier l'ADN d'humains de l'âge du bronze provenant des tourbières du Danemark et de l’Allemagne du Nord. Toutefois, bien que l'ADN des cadavres est probablement conservé grâce à l'acidité des tourbières qui les a tannés, les milieux acides provoquent des pertes de nucléotides et des ruptures de brins empêchant ainsi une bonne conservation de l'ADN. En outre, on trouve souvent de l'ADN humain même dans les restes d'animaux, ce qui pose une difficulté encore plus grave. En raison de ces difficultés, Svante décide de focaliser ses recherches sur l'ADN de mammouths en Sibérie. Cependant, l'ADN obtenu après les nombreuses tentatives est toujours contaminé avec de l'ADN humain. Svante comprend donc qu'il n'appréhende pas le problème de la contamination de la bonne manière. Il décide dès lors que l'extraction et la manipulation de l'ADN venant de tissus anciens doivent être complètement séparées de toutes autres expériences menées au laboratoire. Par ailleurs, Svante et son équipe décident de transformer leur laboratoire en salle blanche en instaurant divers outils qui sont présentés dans la partie "technologies" de ce chapitre.

Jusque là,la globalité du travail de Svante et son équipe portait sur les tissus mous comme la peau et les muscles. Étant donné que les restes d'individus se trouvent généralement sous forme d'os, Svante réalise les nombreuses possibilités qui s'ouvreraient à lui s'il arrivait à extraire de l'ADN ancien des os. Cette réflexion mène Svante et Matthias à développer une nouvelle méthode d'extraction (c.f. Technologies). Ils utilisent ensuite cette méthode d'extraction pour extraire des séquences d'ADN de mammouths de Sibérie, en travaillant sur quatre spécimens. Cette extraction leur permet par la suite d'éclaircir les liens de parenté du mammouth avec les membres vivants du même ordre et de retracer l'histoire des mammouths du pléistocène supérieur jusqu'à leur extinction.

Svante s'intéresse ensuite à des recherches menées par d'autres scientifiques. Il étudie tout d'abord la publication de scientifiques de l'université de Californie. Leur travail consiste en l'extraction d'une séquence d'ADN de feuilles de Magnolia Latahensis vielles de 17 millions d'années découvertes dans un dépot. Cette publication est un exploit majeur qui suggère que Svante et son équipe peuvent étudier l'évolution de l'ADN sur des millions d'années et peut-être jusqu'aux dinosaures. Mais Svante est sceptique: il ne croit pas que l'ADN peut réellement survivre des millions d'années.
Svante, Allan et Lindhal effectuent donc quelques extrapolations simples afin de déterminer combien de temps l'ADN peut subsister en présence d'eau, dans des conditions ni trop chaudes, ni trop froides, ni trop alcalines et ni trop acides. Ils en concluent que l'ADN peut survivre quelques dizaines de milliers d'années, au maximum des centaines de milliers d'années, si les conditions sont très favorables. Svante émet alors l'hypothèse que ces couches fossilières d'Idaho seraient une exception. Il décide de les collecter afin d'en extraire l'ADN. Il n'amplifie pas l'ADN car il soupçonne que les fragments sont issus de bactéries. De ce fait, il essaie des amorces bactériennes qui se lient effectivement spécifiquement au brin d'ADN. Svante conclut donc que les scientifiques de l'université de Californie ont en fait amplifié de l'ADN bactérien contaminant.
Svante remet ensuite en question les découvertes d'ADN-ultra anciens faites sur l'ambre: la survie d'ADN de quelques centaines de milliers d'année reste pour Svante peu probable. Il émet l'hypothèse que l'ADN des spécimens contenu dans l’ambre pourrait être une exception, mais décide de ne pas s'attarder sur ce domaine.
Par la suite, Svante s'intéresse à une publication faite par Scott Woodward. En effet, cette dernière explique que Scott et ses collègues ont réussi à extraire de l'ADN de fragments d'os vieux de 80 millions d'années dont certaines séquences leur paraissent aussi éloignées des oiseaux et des reptiles que des mammifères. Il suggère donc que les os proviennent de dinosaures. Svante remet également en question cette publication. Il analyse alors rigoureusement les séquences d'ADN publiés par Scott. L'ADN que Scott et ses collègues ont obtenu s'avère plus proche de l'ADNmt de mammifère, plus précisément d'humain, que des oiseaux et des reptiles. Svante utilise les caractéristiques de l'ADNmt d'humain pour nier les résultats publiés par ces scientifiques. Il suggère que l'ADN séquencé par Scott pourrait en fait être de l'ADNmt d'humain ayant été mélangé dans l'ADN nucléaire humain. Pour prouver cela, il utilise des spermatozoïdes qui ne transmettent pas leur ADNmt, étant donné que l'ADNmt est transmis par la mère. Son collaborateur amplifie l'ADN des spermatozoïdes. Il trouve dans les résultats obtenus deux séquences qui sont identiques aux séquences publiées. Il en conclut que l'équipe de Utah n'a pas découvert de l'ADN de dinosaure mais a séquencé des fragments d'ADNmt humain qui ont effectués une translocation vers le génome nucléaire humain. Svante admet trois explication possible pour cette ressemblance:
- Une possibilité de contamination dans le laboratoire paraissant peu probable.
- Un métissage des dinosaures avec les premiers mammifères paraissant également peu probable.
- Une contamination des expériences menées sur les dinosaures par l'ADN humain qui parait le plus probable.

Technologies de laboratoire

Suite au problème majeur de la contamination, Svante et son équipe transforment leur laboratoire en salle blanche. Pour cela, ils nettoient l'ensemble du laboratoire à l'eau de Javel, qui oxyde l'ADN. Ils intègrent au plafond des lampes à rayons ultraviolets permettant de réduire le plus possible toute forme de contamination possible.

Le questionnement de Svante mène son équipe à introduire une nouvelle méthode d'extraction. Pour cela son équipe se base sur un protocole décrit dans la littérature sur l'extraction à partir d'ADN de microorganismes. L'ADN se lie aux particules de silice (poudre de verre très fine) dans des solutions à haute concentration de sel. Les particules de silices sont ensuite lavées pour enlever toutes sortes de composantes inconnues qui pourraient interférer avec la PCR. Par la suite, la concentration de sel est réduite et l'ADN est libéré des particules de silices.

Svante et son équipe utilisent également énormément la PCR pour amplifier l'ADN obtenu par les nombreuses extractions. La PCR leur permet d'obtenir une grande quantité de la séquence d'ADN. Cela leur donne la possibilité de faire des observations sur l'ADN afin d'avancer sur leur recherche et de remettre en question les diverses publications faites par les autres scientifiques.

D'autres technologies sont bien sûr utilisées mais il n'est pas pertinent des les mentionner.

Nature des sciences

Dans ce chapitre, Svante utilise énormément la littérature ainsi que les connaissances et la collaborations de nombreux scientifiques pour avancer dans ses recherches.
L'un des aspects essentiels des sciences est le partage des expériences menées et des résultats obtenus dans le but de permettre aux autres scientifiques de vérifier que l'expérience est bien reproductible et de prouver que ces résultats ne sont pas erronés ou faussés. En effet, ce domaine des sciences mène Svante et son équipe à remettre en question les publications d'autres scientifiques.

Questions

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