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Modéliser la transition de l’inerte au vivant

Ethnographie d’un laboratoire de recherche microfluidique
Cyrille Jeancolas
p. 186-189

Notes de la rédaction

Retrouvez l’article complet sur journals.openedition.org/tc/13902 : Techniques&Culture 73 « Biomimétismes. Imitation des êtres vivants et modélisation de la vie  ».

Texte intégral

Ce projet a obtenu le soutien du CNRS à travers la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI).

Image d’ouverture.

Image d’ouverture.

Microscopie de gouttes d’eau dans une puce microfluidique. Après un temps d’incubation de quelques heures, les gouttes disposées dans la puce forment deux populations de tailles distinctes. © Cyrille Jeancolas.

© Cyrille Jeancolas

Cela fait maintenant trois heures que les gouttes d’eau incubent dans la puce microfluidique. Sur son écran de bureau connecté à distance au microscope, l’expérimentateur constate que leur volume ne varie plus. Deux populations se distinguent nettement : des grosses gouttes et des petites gouttes. Il regarde son collègue, l’air anxieux mais déterminé, qui comprend immédiatement en voyant l’écran. Il sait qu’ils doivent faire une manipulation particulièrement délicate, mais essentielle, pour leur modélisation expérimentale. Ces gouttes visent à imiter des cellules rudimentaires. Maintenant qu’ils ont provoqué une croissance différentielle de celles-ci, ils doivent les diviser de façon sélective. Une telle expérience constituerait la modélisation d’une étape de l’apparition de la vie. Les deux chercheurs se lèvent et se rendent dans la salle microfluidique. Comme d’habitude, elle est plongée dans l’obscurité et seul un halo de lumière permet de distinguer la paillasse devant laquelle ils se positionnent. L’un coupe des tronçons d’un tube plastique enroulé en bobine et l’autre les insère dans un générateur de pression. Ce dernier contient les liquides à injecter dans la puce microfluidique pour déplacer les gouttes d’une puce à l’autre.

1Connecter le générateur et la puce, puis les puces entre elles, constitue une opération particulièrement délicate. Chaque geste doit être d’une précision chirurgicale, sous peine de perdre les gouttes et d’anéantir une longue expérience, déjà plusieurs fois ratée. L’un des deux chercheurs se positionne devant le microscope, avec un tuyau en main, son collègue fait varier la pression du générateur sur l’écran. Le même schéma se répète alors autant de fois qu’il y a de tuyaux à brancher. « Vas-y. » La pression est enclenchée. Silence absolu. « Arrête. » La pression est coupée. Le silence accompagne une anxiété palpable lorsque le chercheur insère le tuyau dans la puce. Lorsque tous les tuyaux sont branchés, la tension ne redescend pas, au contraire. Les deux chercheurs vont maintenant procéder à l’étape de division sélective. Jouant sur les pressions des fluides à injecter, ils veulent faire passer les gouttes dans une puce à travers une jonction en forme de T. En la franchissant, les grosses gouttes devraient se diviser, pas les petites, ce qui évoquerait à leurs yeux l’émergence d’une sélection naturelle. Or, si la vitesse des gouttes est trop faible, aucune d’entre elles ne se divise ; et si elle est trop élevée, elles se divisent toutes. Par ailleurs, la vitesse doit être compatible avec la fréquence des images capturées par la caméra du microscope. Ces dernières semaines, les chercheurs ont, à plusieurs reprises, consommé la totalité des gouttes avant d’atteindre le régime attendu, faisant alors échouer cette minutieuse manipulation.

1. Manipulation du dispositif microfluidique

1. Manipulation du dispositif microfluidique

L’expérimentateur insère délicatement des tuyaux en plastiques dans la puce pour manipuler les gouttes par injection de fluides.

© Cyrille Jeancolas

2. Écran de contrôle de la station microfluidique

2. Écran de contrôle de la station microfluidique

Grâce à cet écran d’ordinateur relié au microscope, l’expérimentateur peut faire varier les pressions du système et avoir une vision directe des gouttes dans la puce.

© Cyrille Jeancolas

2L’expérience d’aujourd’hui fait figure d’opération de la dernière chance, tant ceux-ci sont las de l’absence de résultat. L’un des deux chercheurs se lance et actionne la pression. Sur l’écran, on distingue les gouttes qui sortent de la première puce et passent dans le tuyau de raccordement. Il faut faire vite. Le second déplace la deuxième puce sous le microscope et ajuste l’objectif. Ils ont sous leurs yeux, à l’écran, une représentation de la jonction T de la puce. Soudain, une déferlante de gouttes la traverse. « Baisse, baisse, baisse ! » Le premier chercheur coupe immédiatement la pression et préserve ainsi le précieux stock de gouttes ayant incubé. « Remonte, doucement. Encore, encore, encore. Attends. Encore, encore. Baisse, baisse… » Les gouttes défilent sur l’écran. Les deux collaborateurs sont de plus en plus tendus et craignent d’essuyer un nouvel échec. Toutefois, après quelques intenses minutes, ils assistent au spectacle tant attendu. Seules les gouttes les plus grosses se divisent et la sélection se distingue parfaitement à l’écran. L’un d’eux enregistre hâtivement une vidéo de quelques secondes et la repasse deux fois. Ils se regardent alors en souriant. « Ça y est ! C’est bon, on l’a fait ! » Ils frappent leurs mains en signe de victoire puis se détendent avec des soupirs de soulagement.

3Une telle intensité de l’expérience ne se conçoit qu’à la lumière de ce que ces gouttes représentent pour ces chercheurs. Il ne s’agit pas de simples gouttes d’eau mais de véritables prototypes de cellules vivantes, des « protovies ». Afin de répondre à la question de l’origine de la vie, les chercheurs du laboratoire de biochimie fabriquent des objets censés acquérir des propriétés envisagées comme propres au vivant. Selon leurs théories, ces artefacts ont un certain degré de vie ; ils ne sont ni tout à fait vivants ni tout à fait inertes. La division sélective qu’ils viennent d’achever, après de difficiles travaux, constitue une étape décisive qui permet d’élever le degré de vie de ces artefacts, en somme de les faire cheminer de l’inerte vers le vivant. Mais quelles sont les conceptions de la vie intégrées dans une telle modélisation ? Les techniques expérimentales et les résultats empiriques les influencent-elles ?

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Table des illustrations

Titre Image d’ouverture.
Légende Microscopie de gouttes d’eau dans une puce microfluidique. Après un temps d’incubation de quelques heures, les gouttes disposées dans la puce forment deux populations de tailles distinctes. © Cyrille Jeancolas.
Crédits © Cyrille Jeancolas
URL http://journals.openedition.org/tc/docannexe/image/13892/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 272k
Titre 1. Manipulation du dispositif microfluidique
Légende L’expérimentateur insère délicatement des tuyaux en plastiques dans la puce pour manipuler les gouttes par injection de fluides.
Crédits © Cyrille Jeancolas
URL http://journals.openedition.org/tc/docannexe/image/13892/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 107k
Titre 2. Écran de contrôle de la station microfluidique
URL http://journals.openedition.org/tc/docannexe/image/13892/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 107k
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Pour citer cet article

Référence papier

Cyrille Jeancolas, « Modéliser la transition de l’inerte au vivant »Techniques & Culture, 73 | 2020, 186-189.

Référence électronique

Cyrille Jeancolas, « Modéliser la transition de l’inerte au vivant »Techniques & Culture [En ligne], 73 | 2020, mis en ligne le 30 juin 2020, consulté le 23 avril 2024. URL : http://journals.openedition.org/tc/13892 ; DOI : https://doi.org/10.4000/tc.13892

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Auteur

Cyrille Jeancolas

Cyrille Jeancolas est doctorant au laboratoire de biochimie de l’ESPCI Paris - PSL, en contrat doctoral avec l’université de Paris. Il est aussi engagé dans un projet réflexif anthropologique au sein de l’équipe Anthropologie de la vie du Collège de France. Il mène un travail expérimental pour modéliser des étapes de l’apparition de la vie et il analyse en parallèle les influences réciproques entre conceptions de la vie et recherche sur ses origines.

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