Identité : quelques réflexions du point de vue biologique.

      Lors de la séance portant sur l’identité du 6 mars 2012, beaucoup de notions ont été associées à l’identité. En biologie, le concept d’identité est utilisé mais l’identité n’a pas de définition unifiée pour toute la biologie et selon le domaine que l’on considère, l’identité n’a pas la même définition et donc les mêmes propriétés. Voici donc quelques considérations sur l’identité en biologie qui peuvent ouvrir quelques pistes de réflexion.

Biologie moléculaire : identité de séquence.

La biologie moléculaire, s’intéresse comme sont nom l’indique aux molécules et plus particulièrement à celles construites comme une répétition de briques élémentaires telles que l’ADN (répétions des lettres A, T, G et C) ou les protéines (répétition d’acides-aminés dont il n’est pas question ici de faire la liste) à la manière des lettres dans une phrase. Lorsque l’on compare deux séquences ; le même gène dans deux espèces différentes, ou deux protéines similaire dans une même espèce, l’identité est le nombre de caractère identiques partagés par deux séquences. Le nombre de lettre identiques à la même place dans une phrase. Cette identité est exprimée en pourcentage.

Immunité : la question du soi et du non-soi.

Si l’identité en biologie moléculaire a une définition quasi-mathématiques, la notion d’identité en immunité est un peu plus complexe. Le système immunitaire des mammifères (nous ne considérerons que celui-là dans cet article) fonctionne sur un équilibre entre action et inaction. Il doit réagir aux agents pathogènes, sans réagir contre cellules du corps. Un excès de réaction mène aux maladies dites auto-immunitaire (lupus, sclérose en plaque) alors qu’une absence de réaction mène aux immunodéficiences (SIDA). Le système immunitaire doit donc être éduqué à faire la distinction entre le soi (les cellules du corps) et le non-soi (les agents pathogènes, cellules extérieures). De manière schématique, le système immunitaire considère comme étranger tous ce qui n’est pas du soi. Il n’y a donc pas de « liste » de pathogènes et une « liste » de cellules du corps mais une unique définition du soi, acquis lors de la maturation des cellules immunitaire. Tout ce qui n’est pas du soi est considéré comme étranger, le non-soi, et entraînera une réaction immunitaire. Du point de vue immunitaire, l’identité du soi est définie par opposition à l’environnement extérieur, la cellule immunitaire « apprend » selon une logique exclusive. Néanmoins, cette définition n’est pas figée dans le temps, en effet certaines maladies auto-immunes apparaissent à l’âge adulte, suggérant une modification de reconnaissant du soi et non-soi.

Développement : le rôle de l’environnement.

Les organismes multicellulaires présentent souvent des tissus spécialisé remplissant des fonctions biologiques diverses, ainsi la peau diffère de l’os chez les animaux et la racine de la feuille chez les plantes. A titre d’exemple, il existe trois grands types de tissus appelés feuillets chez les animaux (bilatériens) se développant chacun en différents organes : l’endoderme (tube digestif), le mésoderme (muscle te os) et l’ectoderme (peau et neurones). La mise en place de ces trois feuillets et primordiale pour le développement normal de l’animal, leurs territoires doivent donc être définit. Lors du développement, chaque cellule reçoit des informations des ses voisines qui viennent réguler le programme génétique de la cellule. Selon sa position dans l’embryon, les cellules reçoivent donc des signaux différents. Ce sont ces différences de position, de voisinage, de signaux chimiques reçus qui vont permettre la mise en place et la définition des trois feuillets de manière souvent irréversible (à la notable exception des cellules souches). Dans le cas du développement, c’est l’environnement immédiat d’un tissu qui va définir son identité en modulant le programme génétique préétabli des cellules de ce tissu.

Evolution : la notion d’espèce.

En se plaçant maintenant à l’échelle des espèces, la notion d’identité vient mettre à mal la notion d’espèce. Comment définir une espèce ? Si l’interfécondité des individus est un critère satisfaisant pour la plupart des êtres vivants multicellulaires, il n’est pas du tout adapté pour définir les espèces des organismes unicellaires qui, bien que nous en ayons que trop peu conscience, représentent l’écrasante majorité de la biodiversité des cette planète. Avec l’explosion des capacités de séquençage aux cours de ces dernières années, de nombreux génomes (totalité des gènes d’un individu) ont été séquencé et une définition génomique de l’espèce peut-être donnée. Sont considérés d’espèces différentes les individus ayant moins de 97% d’identité (1) sur groupe de gènes définit (que nous ne détaillerons pas ici). Passons sur le côté arbitraire du chiffre de 97% et du groupe de gènes choisi, on retrouve ici la notion d’identité utilisée par à la biologie moléculaire. Les séquences sont alignées deux à deux et le nombre de lettres identiques est compté. Cette définition est satisfaisant pour la plupart des organismes unicellulaire testés (et donc connus) mais elle devient problématique… chez les multicellulaires. En effet, si nous voudrions nous appliquer cette définition, alors l’Homme (Homo sapiens) et le Macaque (Macaca mulatta) ne formerait qu’une seule et même espèce. Ici, la notion d’identité mathématique de la biologie moléculaire, appliquée à l’échelle des génomes vient donc contrarier la notion d’espèce (2), la plus petite unité de la taxonomie. Contrairement à la définition exclusive du système immunitaire, l’identité à ici des frontières floues, plus ou moins inclusive selon les critères que l’on prend pour la définir.

En Biologie, la notion d’identité n’a pas de définition stricte et dépend du domaine ou de l’échelle que l’on interroge. Si à l’échelle de l’infiniment petit, sa définition est simple, les implications de cette même définition à l’échelle de l’infiniment long (l’évolution) ouvrent de nouveaux questionnement en biologie. De même, une identité peut-être définitive (développement) où dynamique (immunité).

(1) Updating Prokaryotic Taxonomy. Rossello-Mora et Amann, Journal of bacteriology, 2001; vol. 187 no. 18 6255-6257
(2) Prokaryotic evolution and the tree of life are two different things. Bapteste E. et al. Biol Direct, 2009; 4: 34


2 réflexions au sujet de « Identité : quelques réflexions du point de vue biologique. »

  1. Guillaume, merci bien pour cette belle prospective de la complexité pluraliste de l’identité biologique. J’ai bien aimé ton billet et je me permets d’ajouter quelques points aux différents points que t’aies évoqués

    1- En ce qui concerne l’identité vue en biologie moléculaire : Le pourcentage mathématique de l’identité des séquences biologiques est biaisé à priori par notre concept de l’identité. En biologie moléculaire, on utilise les algorithmes heuristiques (approximatives non exactes) de la bioinformatique pour calculer la similitude et pas « l’identité ». L’identité est une erreur logique qu’on répète inconsciemment. Sans entrer dans les détails, quand les biologistes comparent plusieurs séquences, il suffirait d’avoir quelques acides aminés ou quelques acides nucléiques « similaires » entre bouts des séquences pour parler de « l’identité »/similitude. Souvent, on sous-estime « la longueur de l’alignement » qui est un détail de piège spécifiquement en phylogénie quand on construit des arbres phylogénétiques. De plus on permet les substitutions, les délétions et les insertions malgré les pénalités imposés par l’algorithme. Donc la similitude et pas l’identité, similaires et pas identiques, pourcentage de similitude quasi-mathématiques.

    2- En ce qui concerne l’identité en immunologie : tout ce qui ne vient de non-soi est considéré comme étranger/menaçant à l’immunité de la cellule, de la bonne fonctionnement de la cellule. Est-ce que les molécules contenus dans un médicament sont étranges aux cellules ? alors qu’ils viennent de non soi. Est ce que les virus qui entrent dans les cellules sont ils toujours rejetés par notre système immunitaire ? est-ce que les bactéries bénéfiques de nos dents et nos intestins sont considérés de non-soi ? je pense que la notion temporelle est cruciale pour nous aider à comprendre que le non-soi à après certains temps de robustesse du système immunitaire devient du soi. Pour résumer ce point, je pense que l’identité du vue immunité dépend est dynamique et change selon le micro et le macro environnement.

    3- En ce qui concerne l’identité du pont de vue développement, ton paragraphe est extrêmement important car ça évoque la métamorphose de l’identité et celle des tissus.

    4- L’identité du point de vue évolutive : la notion d’espèce est devenue problématique quand on a introduit à la biologie évolutive la notion de la biodiversité des unicellulaires.

    La pluralité et la temporalité sont deux éléments essentiels et communs à la définition de l’ identité sur toutes les échelles en biologie, ainsi qu’en sociologie.

    Merci encore guillaume pour cette riche participation.

  2. Merci pour cette mise au point salutaire, Guillaume, à une époque où les certitudes simplificatrices et les affirmations péremptoires vont bon train ! Toujours instructif et plaisant de te lire…
    A la lecture de ton billet, je me dis combien sont importantes les interprétations que l’on donne (que l’on se donne, ou que l’on nous donne…) des faits. D’un côté, je pourrais me dire rassurée de savoir que je ne peux devenir une girafe dans la minute qui suit, d’un autre, j’ai peur qu’on me fige dans une catégorie dont je ne parviendrais pas à sortir ; d’un côté, il est primordial de savoir déterminer ce qui nous est propre (ce n’est pas une spinoziste qui dirait le contraire !), d’un autre, le rejet de l’étranger est inquiétant, etc.
    Ou peut-être ne faut-il justement pas sur-interpréter des faits biologiques, en leur donnant une signification existentielle et sociale…? La spécificité humaine serait alors de pouvoir leur donner un autre sens en d’autres domaines…
    J’aime beaucoup, sinon, l’idée que la complexité de l’identité grandit à proportion de l’échelle à laquelle on la lit, et celle selon laquelle elle serait un mélange de déterminé (d’où je viens, l’histoire personnelle qui est la mienne) et de dynamique (où je vais, mon histoire étant toujours en cours)…

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