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Eric Bapteste

Chercheur en biologie évolutive

Classé sous :génétique
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Eric Bapteste, Chercheur en biologie évolutive

Biographie

J'ai commencé ma carrière par un doctorat en phylogénomique soutenu en 2003. J'étudiais alors les relations de parenté et l'ordre d'apparition des lignées eucaryotes, c'est-à-dire des organismes pourvus d'un noyau, dont nous faisons partie avec les plantes, les champignons et de nombreux unicellulaires, commeles amibes. Durant ce doctorat, j'ai contribué à reconstruire l'arbre généalogique (ou la phylogénie) de ces lignées, à dater leur apparition et à analysercertaines des caractéristiques de leurs ancêtres, comme le pore nucléaire.

Mais, j'ai rapidement étendu le spectre de mes études d'évolution parce que de nombreux résultats démontraient un découplage significatif entre les arbres évolutifs des gènes et celui des espèces, ce qui posait de sérieux problèmes au regard du cadre analytique habituel de la phylogénétique, qui faitl'hypothèse que l'arbre des espèces peut se déduire des arbres de gènes. Durant mon postdoctorat, à Halifax, au Canada, dans le laboratoire de FordDoolittle, je me suis plongé dans l'analyse des limites scientifiques et philosophiques de la phylogénétique traditionnelle, en analysant le détail del'évolution moléculaire chez les archées et les bactéries, des organismes unicellulaires qualifiés de procaryotes car ils sont dépourvus de noyaux. Cesorganismes qui constituent la majorité du vivant sont affectés par un processus évolutif majeur : le transfert latéral (ou horizontal) de gènes.Le transfert latéral de gènes pose à la fois des problèmes conceptuels et pratiques lors des études évolutives, que j'ai essayé de résoudre. Mon travail depost-doctorat a ainsi permis de mieux comprendre l'importance du transfert latéral chez les procaryotes grâce au développement de méthodes de détection et dereprésentation originales de ces phénomènes.

En parallèle, j'ai soutenu un second doctorat, en philosophie de la biologie, sous la direction de Jean Gayon, qui visait à élaborer des concepts pour penser l'évolution de façon innovante, même lorsque la phylogénétique rencontre des limites, typiquement lorsque l'évolution ne se déroule pas de façon strictementarborescente. Ces travaux d'épistémologie m'ont conduit à proposer que la diversité des processus évolutifs (hérédité verticale et transferts latéraux) setraduisait par une diversité de patrons évolutionnaires (des arbres de gènes, des forêts d'arbres, des réseaux) et par l'évolution d'une diversité d'unitésévolutives (des gènes, des groupes de gènes, des génomes composites, des consortia), et par conséquent d'encourager une approche pluraliste de l'évolutionmoléculaire.

Plus tard, en 2007, lorsque j'ai eu la chance de devenir chercheur au CNRS, affecté dans le laboratoire dirigé par Hervé Le Guyader, j'ai continué à développer des méthodes et des concepts alternatifs pour étudier les processus d'évolution des gènes et des génomes composites (constitués de parties ayantde multiples origines plutôt qu'une origine unique) afin de contribuer à déchiffrer les règles des partenariats génétiques. Mon soucis principal a étéd'inclure dans les analyses d'évolution les éléments génétiques mobiles, qui contribuent massivement à l'évolution de la vie sur terre, mais ne sont pasreprésentés dans les arbres généalogiques du vivant, puisque ces éléments ne sont pas des parents attendus des cellules. De la même façon, j'ai veillé àprendre en compte les données environnementales, puisque la majorité des organismes et des éléments génétiques mobiles sont incultivables en laboratoire, etque par conséquent nos connaissances au sujet de l'évolution méritent d'être étendues au-delà des frontières des fameuses boites de Pétri.

Ces recherches m'ont poussé à explorer des nouvelles approches pour représenter, structurer et analyser l'évolution de la diversité génétique. Tous cestravaux n'ont été possibles que grâce à un réseau de collaborateurs exceptionnels, théoriciens des graphes, informaticiens, microbiologistes, philosophes dessciences, et de brillants et sympathiques étudiants.

Tous ces sujets sont complexes, et tous les chercheurs en évolution ne partagent évidemment pas mes options pluralistes. Néanmoins, mes contributions sont reconnues internationalement, avec près de 3000 citations. En 2009, j'ai eu le grand plaisir de recevoir le prix Paoletti du CNRS, récompensant les travauxdes jeunes chercheurs. Aujourd'hui, on peut trouver une soixantaine de mes publications sur les thèmes évoqués plus haut dans des revues scientifiques, etdans un livre de vulgarisation : « Les gènes voyageurs » paru chez Belin.

Métier

Mes recherches se déroulent principalement à Paris, dans l'université Pierre et Marie Curie, au sein de l'UMR dirigée par Hervé Le Guyader, plus précisément dans l'équipe « Adaptation, Intégration, Réticulation et Evolution » que je co-anime avec Philippe Lopez, le meilleur de tous les collaborateurs qu'on puisseimaginer.

Notre laboratoire est un laboratoire de bio-informatique, c'est-à-dire que nous travaillons avec des ordinateurs pour développer des méthodes permettantd'étudier les informations évolutives des séquences moléculaires. Nous pensons que (i) l'étude du seul contenu génétique des chromosomes microbiens ne suffitpas pour étudier la totalité de la diversité génétique naturelle. Une grande partie - voire la majorité - de la diversité génétique est portée par des élémentsgénétiques mobiles, en transit permanent entre les cellules ; que (ii) les molécules d'ADN s'échangent et se transforment au fil des interactions entre despartenaires qui ne sont pas forcément apparentés mais qui appartiennent à une communauté génétique plus large ; que (iii) les chimères génétiques sontparticulièrement nombreuses dans la nature en raison des échanges latéraux qui s'ajoutent au processus d'hérédité verticale et à la réplication.

Parconséquent, nous estimons que (iv) l'inclusion d'autant de données environnementales (métagénomique) et de séquences d'éléments mobiles (phages, plasmides)que possible dans les analyses évolutives est essentielle pour complémenter les approches de phylogénétique et de phylogénomique traditionnelles, où enapprofondir certains aspects.

Pour aborder tous ces points ambitieux, nous travaillons avec des étudiants, généralement de niveau master, doctorat et des postdoctorants qui se passionnentpour ces questions. Nous sommes tous réunis dans une petite pièce avec vue sur la Seine, et nous interagissons constamment au gré de nos besoins, ce qui nouspermet de bénéficier collectivement des expériences et des idées de chacun. Quand les travaux sont aboutis, nous rédigeons des articles scientifiques pourles publier dans des revues et diffuser ainsi nos connaissances et nos méthodes. Nous aimons plaisanter et recevoir des visiteurs scientifiques de tous lespays au laboratoire. Ceux-ci restent un jour, une semaine, deux mois, ou plus longtemps encore parmi nous, ce qui nous permet d'apprendre sans effort et avecplaisir ce qui motive les autres chercheurs et d'initier des collaborations, souvent internationales et pluridisciplinaires. C'est pourquoi, une autre partiede mon travail consiste aussi à voyager, rencontrer ces collaborateurs, et discuter d'idées et de méthodes pour améliorer les modèles d'évolution. C'est unmétier très satisfaisant, plein de surprise, dynamique et motivant, dans lequel si l'on est curieux, on ne s'ennuie jamais.