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.

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 sur des recherches menées par d'autres scientifiques. Il s'intéresse tout d'abord sur la publication faite par des scientifiques de l'université de Californie. Cette dernière consiste d'une séquence d'ADN extraite de feuilles de Magnolia Latahensis découvertes dans un dépôt datant du miocène et vielles de 17 millions d'années. 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 le scepticisme de Svante, l'empêche de croire que l'ADN peut en effet survivre des millions d'années.
Svante, Allan et Lindhal effectue 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. Il en conclut 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. Il se dit donc que ces couches fossilières d'Idaho peuvent être une exception. Svante décide de les collecter afin d'en extraire l'ADN. Il n'amplifie pas l'ADN car il soupçonne que ces fragments sont issues de bactéries. De ce fait, il essaie des amorces bactériens qui se lient spécifiquement au brin d'ADN. Svante conclut d'après ce résultat que les scientifiques de l'université de Californie ont amplifié un ADN contaminant croyant que l'ADN provient de feuilles fossilisées.
Svante remet ensuite en question les découvertes d'ADN-ultra anciens faites sur l'ambre. Mais la survie d'ADN de quelques centaines de milliers d'année reste pour Svante peu probable. Il conclut que l'ADN des spécimens contenu dans l’ambre pourrait être une exception.
Par la suite, Svante s'intéresse au publication faite par Scott Woodward. En effet, cette dernière explique que Scott et ses collègues ont réussi à extraire des fragments d'os vieux de 80 millions d'années. Des os provenant de dinosaures. Svante remet également en question cette publication. Il analyse ainsi 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 pour nier les résultats publiés par ces scientifiques. En effet, il suggère que l'ADN séquencé par Scott pourrait en fait être de l'ADNmt ayant été mélangé dans l'ADN nucléaire humain. Pour prouver cela, il utilise des spermatozoïdes qui ne transmettent pas leur ADNmt, car suite à une fécondation l'ADNmt provient de la mère. Son collaborateur amplifie l'ADN de ces derniers. Il trouve dans les résultats obtenus deux séquences qui sont identiques aux séquences publiées. Il en conclut que l'équipe de Utah n'ont pas découvert de l'ADN de dinosaure mais ont 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.

Nous observons parfaitement le raisonnement de Svante. D'une part il se pose des questions auxquelles il répond à l'aide de technologies scientifiques ainsi que ses connaissances globales de la biologie sur ce domaine. D'autre part, il remet en question les recherches menées par les autres scientifiques. En effet, il reproduit les expériences que ces derniers ont effectuées et trouve l'aspect critiquable dans les résultats publiés.

Technologies de laboratoire

Dans ce chapitre, nous observons énormément de réflexion faite par Svante. Ses réflexions lui mènent à utiliser certaines méthodes pour avancer dans ses recherches.
La contamination mène lui et son équipe à transformer 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 fortement lavées pour enlever toutes sortes de composantes inconnues qui se trouvent dans de nombreux échantillons pouvant ainsi 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 en grande quantité la séquence d'ADN. Cela leur donne la possibilité de faire des observations sur l'ADN afin d'avancer sur leure recherche et de remettre en question les divers publications faites par les autres scientifiques.

D'autres techlogies sont biensûr 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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