From the monthly archives: août 2011
Il convient tout d’abord de distinguer deux types de bioinformaticiens :
-Ceux qui sont intégrés dans une unité de recherche : ils sont souvent spécialisés sur une thématique ou même un projet précis : généralement isolés, non permanent, impliqués et informés des problématiques biologiques
-Ceux qui font partie d’une unité de bioinformatique : en émulation avec d’autres bioinformaticiens, moins précaires, plus loin des problématiques biologiques
Ce document se veut une libre opinion sur la bonne intégration d’un, ou d’une équipe, de bioinformaticiens au sein d’un groupe de recherche et les clés pour la bonne réussite de celle-ci. Il est en grande partie inspiré de l’éditorial « On the organization of bioinformatics core services in biology-based research institutes » agrémenté de commentaires plus personnels.
Pour le bien-être interne et externe d’une plateforme de bioinformatique, il convient de :
-Bien séparer les tâches dîtes de prestation et les activités de recherches.
-Scinder les sujets traités par tâches bien définies : par exemple, support en développement et maintenance de base de données, analyse statistique de données haut-débit, support pour le déploiement d’applications sur environnement HPC, analyse de donnée NGS…
-Mettre en place un comité d’utilisateurs incluant des utilisateurs biologistes/bioanalystes chargés d’établir les priorités
-Mettre en place des outils pour suivre l’activité bionformatique de la façon la plus transparente possible
-Mettre en place au maximum des projets transversaux pour favoriser l’interface entre biologiste et bioinformaticiens, les interactions pluridisciplinaires sont les plus enrichissantes et souvent les plus productives. Comme toutes disciplines, la bioinformatique peut devenir endogame, particulièrement dans ou le cadre où l’on parle de bioinformatique comme une science à part entière, et non comme un outil au service de problématiques biologiques : une équipe de bioinformatique peut très bien travailler sur des sujets « porteurs » (donc plus facile à financer) sans interagir, ou seulement sporadiquement, avec des biologistes pour valider le bien-fondé du travail. C’est une des dérives du système d’évaluation actuel, pour plus d’information, lire la libre opinion publiée dans ce blog : Chemins de traverses : la recherche d’excellence ou quand les mots perdent leur sens.
-Mettre en place des formations pour les biologistes : collaborer avec des personnes connaissant un minimum les problématiques bioinformatiques est plus efficace
-Dans le même esprit, nommer un bioinformaticien responsable pour le support utilisateurs pour assister les biologistes dans leurs tâches quotidiennes de bioanalyse est très utile pour entretenir de bonne relation avec les laboratoires de recherche
-Pour les bioinformaticiens intégrés dans une unité, il est primordial de trouver des structures permettant de rencontrer et de partager avec d’autres bioinformaticiens, à défaut, passer quelques heures par semaine à effectuer de la veille technologique peut être un palliatif.
Pour conclure, une équipe de bioinformaticiens doit communiquer un maximum avec leurs partenaires biologistes afin de favoriser une saine interaction, un bioinformaticien, seul, entourer de biologistes se doit de rester à la page, idéalement en partageant et en communiquant sur ces projets à d’autres bioinformaticiens.
Cet article est le prolongement sous forme de fiche technique, de notre article abordant le bio-art.
Commençons par quelques définitions :
fingerprinting = signature moléculaire exploitant les polymorphismes individuels
fingerprinting = (exploitation des polymorphismes pour singulariser un prélèvement) + (séparation sur gel) + (visualisation par hybridation de sondes spécifiques marquées)
L’ensemble du génome humain est commun à tous aux mutations près. Ces mutations se produisent au hasard et se produisent à une moyenne proche de 1 ‰.
Lorsque l’on digère le génome humain (3,5 x 109 bp pour un génome haploïde) par une enzyme de restriction dont le site est à 6 bp (probabilité moyenne de coupure (1/4)6=1/4096 soit 1 site tous les 4 kbp), on obtient de l’ordre de 106 fragments qu’on ne peut examiner un à un pour déterminer la taille d’un fragment particulier. Il faut un moyen de repérer la région où la mutation est susceptible de s’être produite. Une caractéristique unique d’une région particulière d’ADN est sa séquence (à condition de n’être pas de l’ADN répété). Ainsi, après séparation des fragments selon leur taille, un blotting (ou buvardage) sera utilisé pour réaliser la signature moléculaire à l’aide de sondes marquées par un radio-isotope ou avec une molécule « traçante ».
Le southern blot est une technique permettant, après une phase de séparation sur gel, de visualiser spécifiquement des loci ciblés. Cette technique a été mise au point par E. M. Southern qui a combiné électrophorèse, transfert et hybridation avec une sonde marquée pour permettre une détection spécifique d’un locus cible (1975).
Après électrophorèse …
1. Le gel d’électrophorèse est immergé dans une solution alcaline permettant la dénaturation de l’ADN
2. Une membrane de nitrocellulose (ou de nylon) imprégnée d’une solution saline concentrée est appliquée directement sur le gel, un poids la maintient en sandwich entre une couche épaisse de substance absorbante et le gel. Trois moyens sont disponibles pour attirer la solution saline à travers le gel :
– par capillarité
– par électrophorèse
– par succion sous vide
3. La membrane est alors chauffée, dans le cas de nitrocellulose, ou exposée au rayonnement ultra-violet pour le cas du nylon, afin de fixer de manière permanente l’ADN sur la membrane. Une étape de préhybridation permettant de traiter les sites laissés libres, ils seront saturés par une solution contenant une protéine telle que de la sérum albumine et / ou traités à l’aide d’un détergent comme le laurylsulfate de sodium.
4. Une sonde spécifique marquée complémentaire de l’ADN cible est mise en contact de la membrane sur laquelle il a été transféré.
5. Une phase de « visualisation » de l’hybridation aura lieu soit par autoradiographie dans le cas de l’emploi d’une sonde marquée à l’aide d’un radio isotope (phosphore 32 par exemple) ou par développement d’un film photographique impressionné après réaction de chimioluminescence.
Cette technique est de moins en moins utilisée dans les laboratoires d’identification (police scientifique, laboratoires vétérinaires), elle a été remplacée par l’électrophorèse capillaire après une PCR sur des régions flanquantes de microsatellites (cette technique, beaucoup plus automatisable et standardisable a supplanté le SouthernBlot). Aujourd’hui cette technique tend à être remplacée par des panels de SNPs.
Deux techniques analytiques de biologie moléculaire dérivent du Southern Blot par goût du jeu de mot, elles ont été nommées :
– Northern Blot, technique analytique des ARN (James Alwine, David Kemp, and George Stark at Stanford University, 1977)
– Western Blot, technique analytique des protéines (W. Neal Burnette, 1979-1981)
Le quatrième point cardinal, le Eastern Blot, beaucoup plus marginal consiste en l’analyse des modifications post traductionnelles des protéines.
Il s’agit d’une application rendue possible grâce à Google Map et hébergée sur un blog du Pallen Research Group. Cette application permet de connaître (en partie, car il s’agit d’un recensement sur déclaration volontaire des utilisateurs) des lieux où sont implantées les différentes technologies de séquençage haut-débit.
- cartographie des plateformes de séquençage haut-débit
L ’évolution de la technologie Ion torrent permet depuis ces derniers jours, d’accéder au format de puce « 316 » succédant à la « 314 ». Ces puces multiplient par 10 la quantité de données générées à l’issue d’un « run » de séquençage aboutissant ainsi à 100 Mb.
De manière à bénéficier de la capacité totale de ces puces, une mise à jour du serveur, ainsi qu’une configuration du PGM en version 1.4 sont nécessaires et ont été réalisées ce jour. Ces modifications se traduisent par une amélioration de l’algorithme d’analyse (basecalling, alignement, …) optimisant le nombre de reads considérées et traitées. Le développement apporté au niveau des « runs » permet désormais d’intégrer des « reads » de plus grande taille (jusqu’à 200b environ) directement lié à une amélioration de la précision de séquençage.
Impact de la version1.4 à travers le report d'un "run"
Techniquement, quelques modifications au niveau du PGM ont conduit au remplacement de certaines tubulures (diamètre supérieur aux précédentes) : Cet épisode fut l’occasion de découvrir les entrailles de la machine…
Depuis une petite dizaine d’années, une partie du monde de la recherche s’indigne souvent en silence contre un outil de mesure : les principes de l’évaluation scientifique.
Le pouvoir politique français garant du bon usage des fonds publics alloués à la recherche a calqué son appareil de mesure sur ce qui a déjà cours dans le monde anglo-saxon (l’AERES s’est inspiré notamment de l’ERIH, l’European Reference Index for the Humanities). Ainsi, ont fleuri un grand nombre de facteurs dont l’objectif est d’objectiver l’impact d’une recherche sur une société qui la finance ou plutôt d’évaluer la diffusion d’une innovation, d’une découverte (et non son impact réel sur la société).
Ci-dessous un exemple des items tirés de la « fiche de données bibliométriques » qu’un chercheur remplit en vue de satisfaire aux exigences lui permettant de voir sa carrière progresser (dossiers de contractualisation de la vague C, CNRS):
– Nombre d’articles réf Web of Science sur 2004-2007
– Nombre total d’articles réf. Web of Science, Npa
– Nombre total de citations Nc,totb
– Nombre total de citations hors autocitations
– Nombre de citations par articles Nc,tot/Npd
– Facteur h
– Facteur h relatif, h/Npf
– Facteur d’impact max. de la discipline
– Facteur d’impact moyen de la discipline
– Facteur d’impact max. pour le chercheur
– Facteur d’impact moyen pour le chercheur
Pour paraphraser un chercheur imminent, Pierre Bourdieu, parmi les bons élèves d’une classe il y a ceux qui ont compris comment les notes sont décernées et ceux qui ont compris…
Cet outil de mesure certainement nécessaire peut apparaître comme critiquable à plusieurs titres :
– l’instrument de mesure peut modifier la variable qu’il tente de mesurer (ainsi des pratiques telles que le « name-droping » des auteurs associés à une publication, les citations de convenances etc.)
– l’évaluation telle qu’elle est menée engendre des modes à l’instar de ce que relate la nouvelle de Léo Szilard, La fondation Mark Gable. Léo Szilard s’amusait des solutions qui engendreraient un retard du progrès scientifique… le présent peut par certains égards supplanter son ironie.
– ce type d’évaluation basée sur la bibliométrie engendre que « l’objectif principal des scientifiques n’est plus de faire des découvertes mais de publier autant que possible», de sorte que « l’utilité, la qualité et l’objectivité des articles se sont dégradées », c’est ce que de manière synthétique l’article du Monde Diplomatique, (comment devenir le chercheur du mois) tend à démontrer.
Par dessus tout, l’évaluation induit la mise en concurrence systématique de tous contre tous. Cette conscience même de la mise en concurrence entre équipes travaillant sur une même thématique incite ces mêmes équipes à attirer vers elles les fonds alloués à la recherche pendant que d’autres tentent de justifier leur propre existence… autant d’énergie qui n’est pas consacrée à la recherche en tant que telle : beaucoup de temps pour remplir des formulaires, beaucoup de temps pour communiquer, de moins en moins de temps pour réfléchir, développer et réaliser le travail de fond…
En définitive, le bon élève assimile et critique le système mais peut rapidement finir par exploiter les vices de l’outil de mesure : la notation. Ayant compris, il se plie aux exigences des critères de la recherche d’excellence… il remplit des formulaires, cherche comment il peut financer sa recherche, en n’oubliant pas les mots clés attendus. Pour prétendre à ces financements, il lui faudra justifier d’une certaine visibilité donc publier autant que possible… la publication devient l’alpha et l’oméga du chercheur… Ceci ayant pour effet, la dilution de l’information… et donc une perte de temps à rechercher l’information réellement pertinente.
Le constat peut paraître sans nuances mais il convient de l’inscrire dans une évolution du monde où la justification prend le pas sur la réflexion et l’action. Même s’il apparaît nécessaire d’évaluer ce que deviennent les fonds publics, il semble qu’un mauvais outil de mesure peut pervertir tout un système. C’est ainsi que l’on se gargarise à l’envi des terminologies novlangues où « l’excellence » remplace la science.
« Evaluer tue » – logo retravaillé de : http://forumpsy.wordpress.com/
Qui sommes nous?
Christophe Audebert [@]
En charge de la plateforme génomique
du département recherche et développement
de la société Gènes Diffusion .
Renaud Blervaque [@]
Biologiste moléculaire, chargé d'études génomiques.
Gaël Even [@]
Responsable bioinformatique au sein
du département recherche et développement de la société Gènes Diffusion.
