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La mondialisation de la recherche

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Gérard Fussman

La mutualisation des savoirs à l’échelle mondiale

Changements d’échelle et mutualisation mondiale des moyens en biologie

Philippe Kourilsky

Texte intégral

1Hier, vous avez entendu plusieurs interventions consacrées à la mondialisation, ainsi qu’à plusieurs domaines de la recherche en biologie, notamment dans celui de la génomique. J’ai choisi un angle d’approche un peu différent, assez critique, sur l’évolution de la discipline. Je le dis d’emblée : ce n’est pas un discours pessimiste ; il est seulement critique. La biologie a produit de magnifiques réalisations, mais je pense qu’aujourd’hui les biologistes font face à un certain nombre de questions auxquelles il est important de réfléchir.

***

2Dans les dernières décennies, la biologie a connu des évolutions majeures. L’une est peu commentée : c’est sa croissance démographique. Je vous rappelle que la biologie moléculaire, en France, a une cinquantaine d’années, et je prendrai la liberté d’évoquer cette anecdote, citée par François Jacob dans l’un de ses livres. Face au comité des Sages, qu’il présidait, voici ce que dit le Général de Gaulle : « Notre économie se porte un peu mieux, nous allons pouvoir investir dans la recherche. Vous avez cinq minutes chacun pour me dire ce qui vous paraît important dans votre discipline. » Il écoute et, au bout d’une heure et demie, il conclut : « Écoutez, le nucléaire est déjà servi, tout est intéressant, mais il y a quelque chose qui me paraît vraiment intéressant, bien que je n’y comprenne rien, c’est la biologie moléculaire. Je vous propose de mettre tout l’argent là-dessus. » Ce fut le démarrage de la biologie moléculaire en France, et c’est d’ailleurs ce qui a permis à votre serviteur d’avoir une bourse, et de démarrer dans la recherche.

3Je calcule qu’aujourd’hui, entre le CNRS, l’INSERM, l’INRA, l’Institut Pasteur, les universités, etc., la France doit compter environ 60 000 biologistes, ce qui représente 0,1 % de la population française. Si j’additionne l’Europe, les États-Unis et le Japon, il doit y avoir environ 1 million de chercheurs en biologie. Je fais l’hypothèse que dans les 10 à 20 ans qui viennent, à cause de la croissance de la Chine, de l’Inde, du Brésil et d’autres pays, ce nombre va doubler ; nous aurons donc 2 millions de chercheurs en biologie de par le monde. C’est la poursuite d’une croissance démographique majeure.

4Celle-ci s’est déjà traduite par un accroissement considérable du volume des connaissances, si on prend pour indicateur le nombre des journaux – ou celui des pages publiées – avec des conséquences sur la pratique de la recherche que nous connaissons tous : il est impossible de tout lire – tout ce que l’on aurait envie et besoin de lire – et de citer toutes les sources. Voyez la belle courbe exponentielle tirée de la base de données Pubmed utilisée par tous les biologistes, qui renferme aujourd’hui plus de 20 millions d’articles (figure 1). Ces articles contiennent de plus en plus de données expérimentales, reflet de l’appétit de complétude qui anime désormais beaucoup de biologistes et qu’ils satisfont grâce aux techniques qui permettent d’acquérir massivement des données en parallèle dans les domaines du séquençage des gènes, de l’analyse des protéines, de l’analyse des métabolites, etc.

5Dans la terminologie barbare des biologistes, nous sommes entrés dans l’ère des « -omiques » : génomique, transcriptomique, protéomique, métabolomique, etc. Cela pose d’ailleurs, en matière de séquences de gènes, des problèmes très significatifs pour le stockage et la gestion de données. Celles-ci atteignent des volumes considérables, de sorte que souvent, c’est l’informatique qui « est à la traîne », c’est-à-dire qu’on est plutôt à court de moyens informatiques.

6Au niveau épistémologique, on assiste à la transition bien repérée entre la biologie « réductionniste » et les approches systémiques. La biologie moléculaire des années 1960, 1980, et même 1990, était réputée réductionniste : chacun travaillait sur sa molécule, son bout de gène. La transition vers le systémique est plus qu’amorcée. Avec l’étude des systèmes d’interactions au sein des cellules et celle des ensembles de cellules, des populations, de l’écologie, de l’évolution, nous sommes bel et bien entrés dans l’ère de la biologie systémique. Le totem de cette transition est le séquençage du génome humain. Celui-ci est alors devenu un objet « complet », ce qui n’a évidemment pas conduit à le « comprendre » entièrement.

7Cette complétude est doublée de complexité. Voyez cette figure extraite d’un article déjà vieux, de 6 ou 7 ans, qui montre le réseau d’interactions d’environ 10 % des protéines de ce micro-organisme qu’est la levure de bière (figure 2). J’aime la partager parce qu’elle démontre qu’on ne peut plus travailler sans modèle. Il y a tellement d’éléments et d’interactions qu’on n’y comprend rien si on ne s’appuie pas sur des modèles mathématiques. Voici un autre cliché plus récent, encore plus esthétique, qui montre les interactions génétiques dans une cellule de levure (figure 3). On peut y distinguer un certain nombre de domaines fonctionnels, qui sont eux-mêmes en interaction. Ces réseaux sont d’une énorme complexité, et ce n’est que le début. La science des systèmes complexes est en plein bouillonnement.

Figure 2 : Le réseau d’interactions d’environ 10 % des protéines de la levure de bière

Figure 2 : Le réseau d’interactions d’environ 10 % des protéines de la levure de bière

Image extraite de l’article: Albert-László Barabási et Zoltán N. Oltvai, « Network Biology: Understanding the cell’s functional organization », Nature reviews | Genetics, no 5, février 2004, p. 101-113 [DOI:10.1038/nrg1272].

Figure 3 : Les interactions génétiques dans une cellule de levure

Figure 3 : Les interactions génétiques dans une cellule de levure

Image extraite de : Michael Costanzo et al. « The genetic landscape of a cell. Science », Science, vol. 327, no 5964, 22 janvier 2010, p. 425-431 [DOI: 10.1126/science.1180823].

8Ces évolutions majeures apportent leur lot de problèmes, que je vais aborder sans me départir de mon optimisme, mais avec la conviction que nous avons intérêt à les regarder en face.

9Aujourd’hui, la biologie est sans doute la plus volumineuse des sciences, et pourtant elle est relativement unifiée, parce que la vie est la vie et que la vie a été modelée par l’évolution. On peut penser qu’analyser ce champs peut nous instruire sur les changements de la science en général, mais j’en resterai à la seule biologie. La première question concerne la mutualisation des connaissances. C’est le fondement de toute recherche et de tout savoir. Le problème, c’est que le volume des connaissances, comme je l’ai dit, est devenu bien supérieur aux capacités individuelles.

10Un phénomène reflète cette évolution, c’est la multiplication des revues de synthèse, comme les Nature reviews que tous ceux qui travaillent dans ce domaine connaissent. Je souhaite insister sur quelques points. D’abord, ce phénomène s’accompagne d’une perte d’historicité : on fait souvent référence aux revues plutôt qu’aux données de base. De plus, la rédaction de ces articles de synthèse suppose une modélisation du champ scientifique concerné, parce qu’elle implique des abstractions et des choix. Enfin, cette modélisation des champs s’accompagne, au sein des communautés scientifiques, d’une certaine modification des équilibres de pouvoirs : celui qui rédige la revue de synthèse capte une partie de l’attention et des citations, ce qui n’est pas sans influence sur son aura et son avenir. Tout cela pose question quant à la reconnaissance des travaux originaux. De ce point de vue, il est remarquable de voir à quel point nos étudiants sont totalement dépourvus de connaissances historiques, sauf ceux qui ont de « l’appétit » pour les acquérir eux-mêmes. Prenez n’importe quel article de biologie aujourd’hui et regardez la liste des références : d’habitude, sur la cinquantaine de références qui sont « autorisées » par le système éditorial, vous en trouverez fort peu qui soient vieilles de plus de deux ou trois ans ; la perte d’historicité et le manque de reconnaissance des travaux originaux sont donc réels.

11Deuxième point : je note que l’actuel système de revue par les pairs révèle de plus en plus d’imperfections. Cela provient notamment d’un effet de volume. À vrai dire, le système est devenu, dans beaucoup de cas, passablement aberrant. La publication de plus d’un million d’articles par an suppose une forte mobilisation des experts. Or, ceux-ci prennent de moins en moins le temps de faire le travail. Il arrive qu’ils délèguent la corvée au « post-doc » qui vient d’arriver dans le laboratoire. La qualité d’évaluation est parfois extrêmement douteuse : le système devient plus ou moins aléatoire ; d’excellents papiers qui devraient être publiés dans d’excellentes revues ne parviennent pas à l’être. Cela engendre un véritable problème d’équité, en raison de l’impact énorme des publications sur la reconnaissance des hommes et des institutions puisque les systèmes d’évaluation sont largement fondés sur les publications et sur leurs « facteurs d’impact », eux-mêmes trop rapidement liés à la revue scientifique.

12Un phénomène parallèle est le développement des échanges oraux. D’abord, sous la forme de mégasymposia qui rassemblent plus de 10 000 chercheurs. Je me suis toujours demandé comment on pouvait vraiment communiquer dans ces conditions. L’organisation de ces symposia est maintenant très largement commercialisée. Heureusement que le Collège de France existe, et constitue un rempart contre cette marchandisation de l’information orale ! Cela s’accompagne – mais cela a toujours existé – des problèmes de vedettariat scientifique et de médiatisation. Il existe aussi une jet set de la science et quelques-uns de nos collègues passent beaucoup de leur temps dans les avions. On observe aussi un retour à la régionalisation. Au fond, il n’y a plus assez d’argent pour faire voyager tous les gens qu’il faudrait, et puis il y en a trop. On assiste donc à un repli sur eux-mêmes, dans certaines disciplines, des États-Unis, de l’Europe, et maintenant de l’Asie. Dans les colloques et les symposia organisés dans ces régions, on invite quelques vedettes internationales, mais cela n’a plus grand-chose à voir avec les réunions véritablement internationales que l’on connaissait, ou que j’ai cru connaître, il y a seulement vingt ans.

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13J’en arrive maintenant à un autre phénomène intéressant et important, celui de la socialisation de la recherche biologique. Il a été préfiguré par nos collègues physiciens, lorsqu’ils se sont organisés pour travailler ensemble au CERN, ou encore par les astronomes rassemblés autour de très grands instruments. En génétique, c’est en France qu’a été inventé le travail international distribué. Je crois que c’est au CEPH, à Jean Dausset et à ses collaborateurs, qu’il faut accorder ce mérite. C’est autour du Téléthon, du Généthon, et du CEPH, que se sont développées ces pratiques de distribution et de redistribution internationales du travail et des résultats de génétique humaine. Puis, c’est l’Union européenne qui a montré l’exemple avec le séquençage du génome de la levure de bière. On s’était distribué les chromosomes, chaque institution membre du consortium séquençant tel ou tel bout de chromosome, et cela a fini par aboutir, en 1996, à la séquence complète. Ensuite vint le déchiffrage du génome humain, qui fut réalisé de deux manières, une fois par un travail distribué dans le secteur public, et une fois par un travail non distribué dans le secteur privé, épisode que je n’ai pas le temps de commenter. Cette socialisation est encore à l’œuvre dans ces énormes conglomérats de laboratoires, jusqu’à vingt-cinq ans et plus, dont la création a été promue par l’Union européenne. Les lourdeurs de gestion sont indiscutables, mais par ailleurs – je le dis d’autant plus simplement que j’ai beaucoup critiqué ce système par le passé – il nous a appris à travailler ensemble de façon très positive. Il y a maintenant de nombreux programmes mondiaux, HUGO (Human Genome Organization) et d’autres, qui fonctionnent avec des principes un peu semblables.

14Ces programmes supposent une mutualisation des ressources. Il peut s’agir d’instruments : nous n’avons pas, en biologie, des instruments aussi massifs et sophistiqués que ceux de l’anneau du CERN. Pourtant, pour le génome humain, les ressources techniques étaient au départ limitées. Il a fallu mutualiser. Ensuite, les progrès de l’instrumentation ont été tellement rapides que la mutualisation a changé de champ. En effet, les instruments qui étaient mutualisés hier sont devenus disponibles à des coûts raisonnables, avec des débits qui permettaient de revenir à l’expérimentation individuelle. Il existe, néanmoins, des domaines où la globalisation des ressources est indispensable, et le restera ; par exemple, les cohortes de patients qui jouent un rôle essentiel en recherche clinique.

15On peut aussi parler de mutualisation des intelligences. Il faut se mettre à plusieurs pour essayer de réfléchir à certains problèmes. C’est un changement dans les métiers de la recherche biologique, où la tradition était assez individualiste. On observe clairement la coexistence de deux systèmes ; l’un est dominé par des recherches individuelles, l’autre organisé autour de grands projets, beaucoup plus techniques et même politiques.

16Quoi qu’il en soit, il faut une organisation à l’échelle mondiale, pour des raisons qui ne sont pas très excitantes pour beaucoup de chercheurs, mais dont la nécessité est évidente. Il faut en effet normaliser et standardiser un certain nombre de données, comme le font, par exemple, les climatologues, qui sont forcés de mettre en commun leurs données s’ils veulent progresser dans l’analyse du climat à l’échelle mondiale. De même, il faut bien que les biologistes produisent des données selon des formats convenus, les annotent et produisent des bases de données compatibles entre elles. Or, nous avons aujourd’hui des centaines de bases de données qui concernent, par exemple, la structure et la prédiction de la structure des protéines, la modélisation, les génomes, etc. qui ne sont pas toujours compatibles entre elles. C’est un problème majeur pour la recherche, car il existe en fait une masse considérable de données publiées, qui sont inexploitables en dehors de leur contexte initial.

17Je donne deux exemples. La croissance du séquençage est exponentielle depuis 1975 et cela n’est pas fini. On annonce des instruments prétendument capables de séquencer le génome humain en moins de 5 minutes pour moins de 1 000 dollars. Si cela se produit, ce sera une révolution dont la médecine devra tenir compte, mais vous imaginez bien qu’il faudra gérer de façon appropriée une quantité colossale de données. Prenons le cas de la transcriptomique, qui est le produit d’expériences faites avec des puces sur lesquelles figurent 50 000 séquences qui représentent tous les gènes de l’homme. Dans le cliché que je projette (figure 4), vous n’avez que 1 % de l’information engendrée par une seule expérience. Vous y voyez le niveau d’expression d’environ 500 gènes dans différents types de cellules. Une seule expérience vous livre donc 100 fois plus de données, soit 50 000 points. Il y a des milliers d’expériences de ce type qui sont publiées, mais beaucoup ne sont pas comparables, parce que l’extraction des données significatives et leur interprétation mettent en jeu, par exemple, des méthodes statistiques qui ne sont pas forcément les mêmes, ou des seuils de ce qui est considéré comme le bruit de fond qui sont différents. Il est alors impossible de les comparer rigoureusement. Il y a, aujourd’hui, une déperdition colossale d’informations scientifiques en raison d’un manque d’organisation. Celle-ci est effectivement très difficile à mettre en place non seulement parce que les techniques sont mouvantes, s’améliorent et évoluent rapidement, mais aussi parce qu’il n’est pas facile de s’entendre, dans une communauté aussi nombreuse, pour convenir de standards d’expérimentations. Reconnaissons aussi que ce n’est pas toujours conforme à la psychologie du chercheur de base.

18Tout cela pose de nouveaux problèmes dont l’un, sur lequel je passe assez rapidement, est une question d’épistémologie qui touche à la biologie systémique. L’acquisition massive de données a pu, chez certains, susciter l’enthousiasme jusqu’à les pousser à des extrémités absurdes, selon lesquelles, par exemple, on pourrait déduire toute la biologie humaine de la connaissance du génome humain, y compris certains comportements. C’est assez ridicule et je mentionne simplement ce point pour rappeler que nous devons toujours et perpétuellement nous méfier de la notion de déterminisme génétique en biologie.

19La question de la gestion collective des données est donc de plus en plus aiguë, et ce d’autant plus qu’elle suppose également une forme de contrôle de qualité, que l’on ne retrouve pas seulement en génomique ; par exemple, HUPO (Human Proteome Organisation) est un consortium international qui a pour objet d’optimiser l’analyse d’un maximum de protéines, à partir d’une prise de sang. L’objectif est extrêmement important au niveau médical. Si on parvient à décrire un maximum de paramètres à partir d’une simple prise de sang, on disposera probablement de capacités de diagnostic et de suivi médical très supérieures. Mais les difficultés liées à la comparaison de données, et au contrôle de qualité, sont considérables, beaucoup plus que dans l’analyse des gènes.

20Je crois enfin que, nous, biologistes, faisons face à une sorte de problème de sens, que je vais illustrer de façon un peu provocante. Nos finalités, s’agissant des finalités médicales, sont assez peu discutables, quoique sujettes à des interrogations et des débats éthiques. Les finalités biotechnologiques posent plus de problèmes d’acceptabilité, comme le montrent notamment les OGM, et bientôt sans doute, la biologie synthétique et les nanotechnologies, qu’elles soient à vocation biologique ou pas. Je mentionne au passage que je ne vois pas très bien comment on pourra résoudre tous les problèmes d’environnement, de climat, d’énergie, sans faire appel à des OGM, mais c’est un sujet sur lequel je ne m’étendrai pas. Ces problèmes sont importants mais je ne les discuterai pas. J’insisterai sur une autre question qui me paraît essentielle mais fort peut débattue. Il s’agit du phénomène de la redondance.

21Il existe 1 million de biologistes de par le monde, et, comme je l’ai dit, ce nombre va doubler. Or, que se passe-t-il déjà aujourd’hui ? Nous vivons dans un climat d’hyper-compétitivité, sur la finalité de laquelle on est en droit de s’interroger. Notre ambition est-elle d’être « des coureurs de formule 1 » ? Faut-il vraiment faire des découvertes sur le mode des « voitures de formule 1 » pour faire de bonne voitures ? Ce n’est pas complètement évident. Qu’est-ce que la redondance ? Elle se situe à deux niveaux. D’abord, la plupart des grandes découvertes aujourd’hui, en biologie, sont faites plusieurs fois, de façon à peu près indépendante. Est-ce utile ou nécessaire ? On peut en débattre. Ensuite, et cela est bien pire à mes yeux, la redondance est manifeste dans la recherche ordinaire – pas seulement dans les grandes découvertes. Dans la production des biologistes, les mêmes résultats sont, en moyenne, probablement publiés 5 à 10 fois. Qu’est ce que cela veut dire par rapport aux choix de sujets de recherches et à leur originalité ? Et, puisque, comme je le prétends, le nombre de biologistes va doubler dans les dix ans à venir, cet index de redondance va-t-il doubler ? Va-t-on republier les mêmes choses 10 à 20 fois ? Il y a là un véritable sujet. Ce n’est peut-être pas ce qui va se produire, mais il se pose un problème d’originalité, de choix et de pertinence des sujets de recherche. Comme notre recherche est financée par le public au sens large, il y a là une question de civisme qui doit être analysée au sein des communautés scientifiques.

***

22Je crois donc – et j’en arrive à la fin de cet exposé – que nous sommes confrontés à des problèmes profonds, et aujourd’hui sous-estimés.

23Le premier touche à l’analyse des bénéfices sociaux de notre recherche. Nous faisons face, notamment en matière d’OGM, à une contestation sociale qui, loin d’être générale, est spécifique de la France et de l’Europe, et de certains mouvements écologistes internationaux – mais enfin, la Chine et l’Inde comme les États-Unis cultivent les OGM, sur des millions d’hectares.

24Le second, c’est la redondance. Celle-ci pose la question de la définition et de la mesure des externalités de la recherche, comme disent les économistes. Après tout, si la recherche est principalement destinée à former des enseignants, il n’y a pas de problème à ce qu’il y ait une redondance de la recherche ; le bénéfice attendu n’est pas dans l’originalité des résultats. On peut alors justifier la recherche, par un gain de « productivité », de qualité dans l’environnement social. Néanmoins, je pense que nous ne travaillons pas suffisamment sur la mesure de ces externalités. Il est paradoxal qu’à l’époque où on s’attache à chiffrer les externalités positives d’un hectare de forêt amazonienne, et à lui attribuer un prix, on ne fasse pas mieux en matière d’analyse des retombées de la recherche.

25En outre, lorsque les ensembles de chercheurs deviennent très abondants, comme c’est le cas chez les biologistes, il y a un problème d’organisation de la démocratie des chercheurs. La communauté des chercheurs représente un magnifique exemple de démocratie ; encore faut-il que celle-ci s’organise correctement. La dérive du système d’évaluation par les pairs est une grave dérive de la démocratie des chercheurs. Il est tout à fait important d’y réfléchir, de s’en saisir, et de la corriger. Puisque j’attribue une partie de ces dérives à la dimension des communautés, cela nous pose, à nous chercheurs, la question de l’analyse, de la dimension et des structures optimales des tribus et des communautés scientifiques, dont nous faisons partie, les uns et les autres.

26Enfin, je crois qu’il y a un véritable problème de moralisation de certaines pratiques, notamment dans l’évaluation des travaux scientifiques.

27En résumé, ce dont je suis convaincu, c’est qu’il n’y a pas assez de recherches sur la recherche. En d’autres termes, nous chercheurs – je parle pour la biologie, bien entendu et je ne voudrais pas généraliser pour d’autres champs –, nous bénéficions d’une liberté fantastique. C’est un privilège extraordinaire, et il est de notre responsabilité d’analyser dans quelle mesure nous pouvons optimiser l’exercice de cette liberté, non seulement pour nous-mêmes mais aussi pour les sociétés dont nous faisons partie. Je voudrais préciser que, lorsque je dis « pas assez de recherches sur la recherche », pour moi, c’est surtout au sein des communautés scientifiques. Les débats de ce colloque illustrent dans quelle mesure les points de vue sur la science peuvent être différents, selon que l’on se trouve à l’intérieur ou à l’extérieur des communautés scientifiques. Les deux sont sans aucun doute utiles, mais après tout, ceux qui connaissent le mieux leur communauté sont ceux qui sont dedans, et je pense que c’est d’abord à eux qu’il appartient de se mobiliser pour réfléchir à ces questions.

28Voilà, je conclurai sur cette remarque, tout en insistant sur le fait que la biologie fait des choses magnifiques, que la médecine progresse de façon extraordinaire, mais que pour mieux gérer ces évolutions, il me semble utile de réfléchir un peu.

Bibliographie

Barabási Albert-László et Oltvai Zoltán N., « Network Biology: Understanding the cell’s functional organization », Nature reviews | Genetics, no 5, février 2004, p. 101-113 [doi:10.1038/nrg1272].

Costanzo Michael et al. « The genetic landscape of a cell. Science », Science, vol. 327, no 5964, 22 janvier 2010, p. 425-431 [doi:10.1126/science.1180823].

Annexes

Table des illustrations

Titre Figure 1
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Titre Figure 2 : Le réseau d’interactions d’environ 10 % des protéines de la levure de bière
Légende Image extraite de l’article: Albert-László Barabási et Zoltán N. Oltvai, « Network Biology: Understanding the cell’s functional organization », Nature reviews | Genetics, no 5, février 2004, p. 101-113 [DOI:10.1038/nrg1272].
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Titre Figure 3 : Les interactions génétiques dans une cellule de levure
Légende Image extraite de : Michael Costanzo et al. « The genetic landscape of a cell. Science », Science, vol. 327, no 5964, 22 janvier 2010, p. 425-431 [DOI: 10.1126/science.1180823].
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Titre Figure 4
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Auteur

Professeur au Collège de France, titulaire de la chaire d’Immunologie moléculaire

© Collège de France, 2011

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