Entretien avec Bertrand Jordan réalisé le 18 avril 2002 à la Cadière suivi d'une causerie à l'ENS Ulm, le 22 mai 2012

(script Karine Gay)


 B. Jordan à l'ENS 2012 (Histrecmed)

Entretien du 18 avril 2002 à la Cadière (N. Givernaud, S. Mouchet, J.-F. Picard)

L'origine américaine du programme génome

Au tout début, je ne suivais pas les choses de très près. C'est au milieu des années 1980 aux Etats-Unis que l'on a commencé à parler de programmes génomes. Assez rapidement, on a évoqué la question en France et François Rougeon a dû être sollicité par le ministère de la Recherche en 1986-87, je me souviens qu'à l'époque il m'avait demande s'il fallait séquencer le génome humain. A l'époque, en Amérique, des crédits alloués au projet d'un grand télescope non construit avaient été réorientés vers la biologie, c'est-à-dire le séquençage du génome. Des machines à séquencer était en cours de développement et on pouvait imaginer que des progrès technologiques allaient suivre rapidement. La plupart des opérateurs estimaient qu'on allait mettre au point de nouvelles méthodes dix ou cent fois plus rapides et qui coûteraient cent fois moins cher. Tout au long des dix premières années du programme (les plus importantes), il y a eu une intrication forte entre le programme génome humain et la génétique médicale. Les promoteurs du programme évoquaient le séquençage du génome humain parce que c'était la manière la plus évidente de susciter un effort budgétaire conséquent du Congrès des Etats-Unis. Le 'Human Genome Project' (HGP) a donc été lancé, d'abord par le Department of Energy (DoE) puis repris par les National Institutes of Health (NIH) en 1989-90. Or, assez rapidement, les Américains n'ont plus parlé de séquençage systématique, mais de cartographie (génétique et physique) et plus tard du séquençage partiel de l'ADN complémentaire (cDNA). Finalement, le séquençage du génome humain n'est revenu sur le devant de la scène que dans la deuxième moitié des années 1990.

Séquençage et cartographie

Au début des années 1990, on n'avait guère séquencé que le 'PhiX 174' (qui comporte quelques milliers de bases), puis le phage Lambda (50 000 bases), en fait des bactériophages qui ne sont même pas des bactéries capables de vivre de manière indépendante. Et pourtant, cela nous avait enthousiasmés. La suite logique, c'était E. coli, bactérie utilisée dans tous les laboratoires de biologie moléculaire et dont on a commencé le séquençage au milieu des années 1980. En fait, les laboratoires japonais et américains qui se sont lancés dans le séquençage d'E.coli se sont plantés car les techniques n'étaient pas mûres et surtout on n'avait pas intégré à l'époque la nécessité d'organiser le séquençage de manière industrielle. Les Japonais avaient tenté la mise au point de robots automatisant les différentes opérations, mais cette tentative avait échoué car les laboratoires travaillaient encore de façon artisanale, moyennant quoi ils ont arrêté au bout d'un an ou deux en ayant consommé leurs crédits et après avoir fait cinq ou dix fois moins de séquences que prévu. Cet échec a permis de prendre conscience que ce dont on avait besoin pour le génome humain, c'était d'abord d'avoir de bonnes cartes immédiatement utiles à la génétique médicale qui permettraient, ensuite, de faire le séquençage du génome humain de façon ordonnée. C'est grâce à la constitution de ces cartes que l'on a pu aller plus vite dans la mise en évidence des gènes impliqués dans les différentes maladies. C'est ainsi qu'en 1990, les Anglais ont lancé leur programme Human Genome Mapping (HGMP) et que les Français ont ouvert le Généthon. Les Allemands sont longtemps restés en retard puisqu'ils n'ont commencé à lancer leur programme qu'en 1995-96.

Le scepticisme du milieu scientifique

Au lancement du projet génome, il y avait une forte opposition dans le milieu des biologistes. J'ai gardé des coupures de presse de l'époque. Il y a eu une campagne montée contre le programme génome humain où on disait que c'était de la 'mauvaise science', qu'on allait mobiliser des armées de techniciens pour faire un travail totalement inintéressant et qu'il valait beaucoup mieux mettre cet argent dans de la "vraie biologie". Les premières méthodes permettant de séquencer l'ADN, c'est à dire de lire quelques dizaines ou quelques centaines de bases dataient de la fin des années 1970. Elles avaient été mises au point par Maxam et Gilbert aux Etats-Unis (cette méthode n'est pratiquement plus utilisée), et par Sanger et Coulson en Angleterre. Avec ces techniques, on pouvait faire une dizaine ou une vingtaine d'expériences en parallèle et donc lire dix ou vingt fois 200 ou 300 lettres. Au milieu des années 1980, ces méthodes étaient utilisées de façon manuelle dans les laboratoires et on commençait à les automatiser. Mais de là imaginer le séquençage du génome humain, l'entreprise paraissait osée. La plupart des chercheurs n'avaient pas perçu que la recherche biologique devait connaître une mutation en profondeur, un véritable changement d'échelle, principalement dû au développement des technologies. Aux Etats-Unis, par exemple, les chercheurs réunis en 1985 à l'université de Santa Cruz pour parler de génome humain apparaissaient comme des marginaux : des physiciens, des administratifs de haut vol comme Robert Sinsheimer ou des types comme Leroy Hood qui avaient fait à la fois à la fois du développement technologique et de la très bonne recherche (ce type de personnage est beaucoup plus fréquent aux Etats-Unis qu'en France où la technologie est assez dévalorisée). Moi-même, je partageais le scepticisme des biologistes. Je suis physicien de formation, j'ai une thèse de physique des particules, mais j'avais choisi de faire de la biologie parce que cette discipline m'apparaissait comme un domaine où l'on pouvait faire de la recherche sans mobiliser des moyens énormes, c'est-à-dire une expérience toutes les semaines et non pas une fois par an comme en physique des particules. J'ai commencé à raisonner autrement beaucoup plus tard, c'est à dire lorsque après une année sabbatique en 1991 consacrée à faire le point des programmes Génome à travers le monde j'ai introduit des approches génomiques au Centre d'immunologie Inserm-CNRS de Marseille-Luminy. J'ai commencé la recherche à grande échelle quand on s'est lancé sur l'analyse "en grand" des cDNAs avec des équipements qui coûtaient 2 MF. Mais je me souviens des réactions horrifiées de mes collègues... L'idée que l'on puisse dépenser autant pour équiper un labo de biologie avec un robot leur paraissait incongrue.

Colloque Inserm 'génétique moléculaire et pathologie' (1985) de g. à dr. B. Malissen, B. Jordan, J. Tavlitzky, M. Cohen-Solal, P. Lazar et. J.- P. Changeux (Inserm-Actualité n° 34)

Le Généthon

Les projets de recherche soutenus par l'AFM portaient sur les maladies neuromusculaires, les thérapies géniques. Mais on avait identifié un point de blocage dans le travail sur les maladies génétiques et l'AFM trouvait que le travail sur le génome n'avançait pas assez vite. Donc l'association a investi dans du génome 'pur et dur' grâce au Généthon qui a représenté pendant trois ans la moitié de ses subsides à la recherche. Certes, le Généthon n'a pas été le succès sans mélange que l'on se plaît à évoquer, mais globalement ce fut une réussite qui a fait avancer la position de la France dans la recherche, comme celle de la recherche en génomique sur le plan mondial. Le principal artisan du Généthon est Daniel Cohen qui avait acquis la conviction qu'il fallait faire les choses en grand pour s'attaquer sérieusement au génome, qu'il fallait beaucoup d'argent, beaucoup de machines, toutes choses que l'on n'avait pas l'habitude de faire à l'époque en biologie, même aux Etats-Unis. Donc, Daniel Cohen a su convaincre Bernard Barataud de financer l'opération (les machines ayant été fabriquées par Bertin). Même si la carte physique qu'il a réalisée au Généthon était approximative et comportait beaucoup d'erreurs, son mérite est d'avoir montré qu'il était envisageable de s'attaquer à l'ensemble du génome humain, d'un seul coup, et cela grâce à des méthodes à grande échelle en mettant au point cette banque de YACs (Yeast artificial chromosomes ). En fait le problème avec les YACs est que plus ils sont grands, plus ils sont chimériques et on peut y retrouver des morceaux provenant de 2 ou 3 chromosomes différents (par la suite, la carte physique a été reprise par Eric Lander au Whitehead Institute). L'autre mérite de Daniel Cohen est d'avoir attiré Jean Weissenbach au Généthon. Ce dernier a mené sa carte génétique de façon extrêmement rigoureuse, il a réussi à produire une carte génétique de deuxième génération d'excellente qualité, toujours utilisée dans le monde entier pour accélérer la découverte des gènes impliqués dans les maladies génétiques.

ADN complémentaire

Le troisième programme du Généthon, confié à Charles Auffray, était le séquençage partiel du génome grâce à l'approche ADNc et à la méthode des 'EST' (Expressed Sequence Tags) mise au point par Craig Venter au début des années 1990. Celle-ci reste aujourd'hui une façon efficace pour avoir rapidement de l'information sur de nombreux gènes. Mais le programme d'Auffray à Généthon a été un semi-échec à cause de problèmes de contamination des banques employées par des ADN provenant de bactéries. L'avantage avec l'approche des 'EST' c'est que ce que l'on séquence est, par définition, du gène exprimé. Dans le génome humain, la partie utile, les gènes proprement dits, les séquences codantes représentent 1 ou 2 % du total. Donc, on séquence énormément d'ADN, qui n'a probablement pas de rôle bien précis. Avec les 'EST', on séquence des copies de l'ARN messager, autrement dit du gène pur. Le prix que l'on paie pour cela est une très grande redondance puisqu'on séquence beaucoup de fois le même gène. On va par exemple séquencer 1000 fois le gène de l'actine parce que l'actine est fortement exprimée. Donc, déjà à l'époque, on avait dans les bases de données publiques un ou deux millions de séquences partielles d'ADN complémentaire dont on pensait qu'elles représentaient 50 000 gènes différents. En fait, il s'agissait d'une d'entreprise très rentable au début, parce que chaque fois que l'on séquence quelque chose, on a une chance sur deux de tomber sur du nouveau. Mais lorsqu'on a accumulé 2 millions de séquences, on en séquence beaucoup que l'on connaît déjà pour en trouver une nouvelle de temps en temps, le rendement devient décroissant. C'est ce qui a amené à dire qu'il faudrait bien quand même un jour ou l'autre se décider à séquencer intégralement le génome humain pour avoir enfin un inventaire complet des gènes.

Le Groupement de recherche pour l'étude des génomes (GREG)

En 1990, il y a eu le rapport Kourilsky suscité par l'Inserm qui avançait de bonnes idées sur l'organisation d'un programme Génome français, que ce soit sur les thématiques de recherche ou sur ses modes d'organisation. Sur ce, le ministre de la Recherche, Hubert Curien, a demandé à Jacques Hanoune de mener un certain nombre de consultations pour définir un tel programme. Hanoune a alors essayé de constituer un GIP et de le doter d'un conseil scientifique qu'il voulait d'ailleurs me confier, mais il a fini par renoncer à sa mission devant les blocages rencontrés à différents niveaux. Enfin, ce fut  la création du GREG en 1993, avec Piotr Slonimski qui avait fortement participé au programme européen de séquençage de la levure et qui a essayé de structurer les programmes génomes en France. Le GREG a essayé de financer des études à grande échelle. Mais dans les faits, il a un peu trop saupoudré les crédits, ce dont je suis moi aussi responsable, puisque je faisais partie de son conseil scientifique. Il y a eu le problème de la génétique médicale qui ne rentrait pas vraiment dans les attributions du GREG axé sur les travaux à grande échelle. Or en 1995, quand l'AFM a décidé de retirer ses billes du Généthon pour se réorienter vers des recherches à visées directement thérapeutiques, les équipes de génétique médicale se sont tournées sans grand succès vers le GREG, ce qui a suscité pas mal de frustrations. Simultanément, il y a eu le changement de majorité et le nouveau ministre de la Recherche, François Fillon, a décidé d'arrêter le GREG pour le remplacer par des 'Actions concertées coordonnées' (ACC) qui n'avaient d'ailleurs plus de coloration spécifiquement génomique...

Séquençage de la levure, du nématode...

Le séquençage de la levure a été une étape très importante parce qu'il s'agit du premier programme de séquençage à grande échelle à avoir abouti. Il y a eu d'abord celui du chromosome 3 qui représente quand même 350 000 bases (1992). Puis cela a été le génome entier qui fait 12 ou 13 millions de bases (1996). Ce programme a été réalisé en majeure partie en Europe et en bonne partie sous l'impulsion de Piotr Slonimski et d'André Goffeau, mais sous les sarcasmes des Américains pour un programme mené par une multitude de petits labos fédérés dans un programme commun... Or, ça a marché, le génome de la levure a été fait par une cinquantaine de laboratoires qui faisaient des bouts relativement petits de séquence, leur activité étant coordonné de manière suffisamment intelligente pour que ça aboutisse au premier séquençage intégral d'un eucaryote. Mais ce séquençage est revenu extrêmement cher. A l'époque, le prix de revient était à peu près de 1$ américain par base. Dans le cas de la levure, si on additionne les financements européens qu'ont reçu les laboratoires et leurs financements propres, on atteint plutôt les 10 $ par base. Aujourd'hui, quand on a à séquencer une bactérie, on le fait dans un laboratoire spécialisé avec 3 ou 4 machines et 4 ou 5 techniciens et ça coûte dix ou vingt fois moins cher. Il reste que le programme européen de la levure a permis de faire évoluer la communauté scientifique. Enfin, si on continue la litanie des séquençages, il y eu le nématode démarré à l'époque par John Sulston et Robert Waterston. Un programme organisé d'une façon extrêmement rationnelle et économique, réalisé dans un laboratoire de taille moyenne mais extrêmement efficace, qui a réussi à monter progressivement en régime. Ils avaient dit qu'ils feraient 100 kilobases la première année, 300 la deuxième, 900 la troisième, ils ont respecté leurs engagements et ont finalement réussi à séquençer les 100 Mb du nématode, ce qui représente tout de même la taille d'un chromosome humain moyen.

La difficulté de séquençer le génome humain

L'impact du séquençage de la levure a été important pour redonner confiance à la communauté scientifique. Bien sur, le génome humain est à une autre échelle que la levure, 3 milliards de bases contre 12 ou 13 millions, mais l'effet psychologique a été très important. On supputait par des moyens génétiques que la levure contenait quelque chose comme 3000 gènes. Or, grâce à son séquençage, on en a trouvé 3000 autres dont on ne soupçonnait pas l'existence. Cela a donc amené à se dire que chez l'homme aussi, on allait trouver pleins de choses intéressantes que l'on ne détecterait jamais autrement... La différence étant que chez la levure les gènes sont en général en un seul morceau (le génome de la levure est pratiquement du gène pur) donc que l'interprétation est assez facile. Un gène commence par un 'AUG', ou 'ATG' ensuite vous avez le message proprement dit et un signal de fin par exemple 'TGA' . Donc si on trouve un 'ATG' et un 'TGA' et puis entre les deux un certain nombre de codons et pas de codon stop, on dit : c'est un gène. Le problème chez l'homme, c'est que pour un gène vous pouvez avoir 50 petits morceaux qui sont dispersés sur 100 000 bases d'ADN. Le message proprement dit peut faire 1000 ou 2000 lettres et il est fractionné en plein de petits morceaux répartis sur une distance 10 ou 100 fois plus grande que dans le génome de la levure (structure mosaïque). Donc il y a quelque part un 'ATG' et quelque part un 'TGA', mais il faut arriver à reconnaître tous les exons, qui sont parfois très courts puisqu'ils peuvent faire seulement 8 ou 10 bases de longueur. Le critère du cadre de lecture ouvert (ORF, Open Reading Frame) soit une suite de codons significatifs n'est pas facilement applicable. Les signaux qui signalent la fin d'un exon, le début d'un suivant, sont très flous, c'est quelque chose comme un 'CG', mais cela peut être aussi un 'AG' ou encore autre chose... Comme c'est compliqué, il se produit une erreur de temps en temps qui peut tout foutre en l'air. Dans le décompte des gènes vous trouvez quelques exons par-ci par-là... Est-ce que cela fait partie du même gène ? Est-ce qu'il s'agit de plusieurs gènes ? Est-ce que c'est une partie d'un gène avec d'autres exons qui sont encore 50 000 bases plus loin ? Moyennant quoi, alors qu'aujourd'hui on dispose d'une une séquence complète du génome humain d'à peu près bonne qualité, on se dispute au sujet du nombre de ses gènes. Sont-ils 30 000 ou 100 000 ? On parlait de 100 000, puis il y a deux ans Jean Weissenbach et une équipe américaine ont avancé indépendamment le chiffre de 30 000. Récemment deux papiers viennent de sortir qui évoquent plutôt 50 ou 60 000 gènes humains. On reste dans le flou... En définitive, on parle toujours du programme Génome, mais il s'agit en fait de programmes nationaux plus ou moins coordonnés entre eux. Les gens doivent se battre pour que ces programmes restent financés. C'est difficile parce qu'il est beaucoup moins excitant de faire les derniers 1 ou 2 %, que d'avoir fait les 90 premiers % et, en, plus, cela coûte assez cher... Je dirais que, d'une certaine manière, le programme génome humain touche à sa fin. Mais on doit reconnaître qu'il a atteint ses objectifs beaucoup plus rapidement que prévu aussi bien en matière de cartes que de séquençage.

La Génopole d'Evry

L'idée de Génopole vient de l'AFM. Après la fin du GREG, Bernard Barataud et les gens de l'AFM se sont battus pour que le Centre National de Séquençage (CNS, initialement appelé de 'très grand séquençage', TGS) s'installe à côté du Généthon à Evry, et non rue des Saints-Pères à Paris ou à Gif sur Yvette comme il en avait été question. A partir de là, la mayonnaise a commencé à prendre. J'ai quelque part une courbe d'évolution du personnel d'Evry depuis 1992 qui monte tout doucement et qui décolle vraiment en 1998. C'est à cette date que la Génopole est officiellement créée avec à sa tête Pierre Tambourin. Presque simultanément, on prend la décision d'y implanter le Centre National de Génotypage (CNG, Mark Lathrop). L'Université d'Evry qui était une petite université et où il n'y avait pas de biologie est réorientée, au moins en partie, vers les sciences de la vie. Les collectivités territoriales, le département et d'autres ont participé financièrement à l'opération... Des unités de recherche ont commencé à s'installer. Désormais, il y a à Evry la panoplie complète pour permettre à une start-up d'éclore. Il y a maintenant un certain nombre de laboratoires de recherche, une pépinière d'entreprises et on peut y accueillir des jeunes équipes en leur fournissant un certain nombre de service, genre animalerie etc. qu'elles n'ont pas besoin de monter (la pépinière, si mes souvenirs sont bons, est essentiellement financée par la Chambre de commerce de l'Essonne). Il y a toute l'intendance, les hôtels d'entreprises, les bâtiments qui permettent aux entreprises quand elles commencent à grossir un peu de trouver des locaux sur place à un tarif raisonnable, ce qui leur permet de continuer à se développer sans rompre le cordon ombilical avec les laboratoires.

Des génopoles régionales

Des génopoles se sont installées en région : Lille (autour de l'Institut Pasteur), Strasbourg (P. Chambon et sa 'clinique de la souris'), Lyon et Grenoble, qui avaient fait des demandes séparées et qui ont été regroupé en une seule, Marseille, Montpellier-Perpignan, et Toulouse, enfin une Génopole semi-labellisée, considérée comme un test, Rennes-Nantes. Au retour de ma mission d'études en 1992, j'avais retrouvé mon espace de travail au centre de Luminy et j'y avais amené des idées que j'avais glanées. L'idée était de travailler sur les cDNAs et de trouver une façon de mesurer le niveau d'expression d'un grand nombre de gènes. A l'époque, je ne pensais pas vraiment profil d'expression comme on le pense maintenant, mais plutôt ce que j'appelais 'criblage différentiel quantitatif' et donc, j'ai remonté une équipe progressivement avec 2 puis 3 puis 4 personnes et j'ai obtenu des crédits pour acheter un robot (cf. supra). Ce qui veut dire trois ou quatre ans d'investissement technologique pour commencer à publier en 1995. Cette implication dans ce que l'on n'appelait pas encore Génomique a fait que, quelques années plus tard, la tâche de mettre en place du Génopole de Marseille m'est revenue. En fait, les génopoles en région, ce sont des instituts de génomique sans murs, des laboratoires que l'on pousse à se regrouper, à construire des plateaux techniques en commun avec, comme carotte, un financement du ministère de la Recherche et des collectivités territoriales. A Marseille notre Génopole consiste en une structure commune, mais distincte des laboratoires, avec son propre personnel, son propre financement, et qui est censée aider les laboratoires à utiliser les techniques génomiques, par exemple les puces à ADN, en installant un ensemble de machines, un plateau technique qui peut fabriquer des puces, accueillir les équipes et ainsi de suite. La technique des puces à ADN est une affaire d'une dizaine de MF et de quelques personnes, ce qui n'est donc pas à la portée d'une équipe de recherche isolée, d'où l'intérêt d'une génopole en région.


 

   Causerie au séminaire CNRS-ENS 'Histoires de séquençage' du 24 mai 2012

Visionner le diaporama 'mon histoire du génome en France' 


Je voudrais vous livrer ma vision personnelle de l’histoire du programme génome avec ce que cela implique de subjectivité et éventuellement d’injustice, mais sans langue de bois. Mon histoire commence assez tôt, à l’époque où, jeune physicien, je passais ma thèse au CERN. En 1965, j’ai commencé à m’intéresser à la biologie. J’étais assistant à la Fac d’Orsay où je venais faire un cours deux fois par mois. Un jour, j’ai regardé dans l’annuaire et j’ai trouvé l’adresse d’un organisme qui s’appelait Institut de Biologie Physico-Chimique. Cela m’a paru intéressant, j’ai appelé un numéro de téléphone trouvé dans l’annuaire et je suis tombé sur un monsieur très aimable qui a accepté de me recevoir. Ce monsieur, c’était François Gros qui m’a raconté pendant deux heures ce qu’était la biologie moléculaire. C’est lui qui m’a aidé à démarrer dans ce domaine. 

Nous étions dans la période que l’on peut appeler ‘BC’ pour ‘before cloning’

Après ma thèse, je me suis retrouvé à Marseille dans le laboratoire de Roger Monier avec une bourse de reconversion de la DGRST, cet organisme qui a joué un rôle très important pour développer la biologie moléculaire en France. A l’époque, dans cette période ‘before cloning’, on avait débrouillé les grands mécanismes de la génétique, transcription, traduction,… Le code génétique venait d’être déchiffré, mais on ne disposait pas des moyens techniques qui auraient permis de continuer à avancer. On ne savait pas faire de clonage. Le laboratoire de Roger Monier, comme beaucoup d’autres, travaillait sur les ribosomes, les seules organelles que l’on pouvait préparer en quantité pour faire de la recherche. On pouvait extraire trois acides nucléiques, ce qui était suffisant pour pouvoir travailler, mais c’était fort laborieux. On avait donc des méthodes chimiques qui nous permettaient de localiser deux ou trois bases à l’extrémité d’un segment d’ADN, mais c’était extrêmement limité. 

L’invention des techniques de séquençage

C’est Fred Sanger, un représentant magnifique de l’école anglaise ‘cire et ficelle’ - ou comment des gens font des choses étonnantes avec des moyens techniques extrêmement simples - qui a réellement démarré le séquençage de protéines et plus tard de l’ARN, notamment l’ARN 5s qui est un petit ARN contenu dans les ribosomes que l’on pouvait obtenir en quantité relativement importante et assez pur, contrairement aux ARN messagers qu’on ne savait absolument pas purifier à l’époque. 
Dans le laboratoire de Roger Monier, nous avons eu la chance d’avoir un post-doc canadien qui s’appelait Bernard Forget avec lequel je travaillais. C’est lui qui y a importé la technique de séquençage de Sanger. Nous étions dans les années 1968-69. La technique était encore très laborieuse. On préparait un ARN en cultivant des litres de bactéries, en purifiant les ribosomes, en extrayant les ARN. De plus, il fallait les marquer en leur faisant manger du phosphore radioactif. Cet ARN préparé, on le coupait en morceaux plus ou moins spécifiques avec des enzymes et on séparait les morceaux par électrophorèse sur papier. En gros, on travaillait un an pour lire la séquence d’un ARN 5s, mais ça pouvait vous valoir un article dans ‘Science’ !
J’ai donc commencé dans la séquence à cette époque là. Mais on avait le sentiment que les choses n’allaient pas très vite, qu’après une première phase où l’on avait trouvé les grands mécanismes, la biologie moléculaire avançait péniblement. On n’avait aucun moyen de purifier un gène à partir de quelque chose de très complexe comme l’ADN humain. Les techniques de séquençage étaient très lentes et les pontes de l’époque, comme Günther Stent - un grand scientifique et vulgarisateur - disaient que c’était la fin de la biologie moléculaire et ou comme Sir MacFarlane Burnet (prix Nobel) qu’il n’y aurait plus de prix Nobel dans ce domaine… Un autre dit carrément qu’on n’aura jamais la séquence complète du génome humain. Il se reprend ensuite en disant que ‘jamais’ c’est peut-être un peu dangereux, mais qu’il y en aura au moins pour 300 ans ! On était en 1968. 40 ans plus tard on lit un ADN humain en une journée pour quelques milliers d’euros et bientôt quelques centaines ! 

Le clonage ouvre l’ère du génie génétique

Tout a donc changé avec le clonage et la possibilité de couper l’ADN en petits morceaux et de le placer sur une bactérie pour pouvoir travailler. Sanger avait encore inventé la technique de séquençage d’ADN (cf. son article de 1977) qui est restée jusqu’à récemment la principale méthode. Désormais, on était capable de découper l’ADN humain en morceaux, d’avoir quelques centaines de milliers de clones de bactéries, mais encore fallait-il savoir lequel contenait le gène qu’on cherchait. Pour beaucoup de laboratoires, l’enjeu était d’arriver à cloner le gène de l’enzyme truc ou de l’immunoglobuline machin chose. Nous avons donc participé à ce jeu. Je venais d’arriver au Centre d’immunologie de Marseille Luminy (CIML) et avec mon équipe (Marie Malissen et Bernard Malissen) nous avons eu la chance de pouvoir cloner et séquencer le premier gène HLA. Voici le gel de séquence grâce auquel j’ai su que j’avais en mains un clone HLA. J’avais utilisé non pas la méthode de Fred Sanger mais celle de Maxam et Gilbert qui utilisent un procédé un peu différent mais aboutit aussi à une séparation sur un gel de polyacrylamide et à un film radioactif sur lequel on lit directement la séquence. Elle montre que parmi les six lectures possibles, il y en avait une qui donnait une protéine qui ressemblait comme deux gouttes d’eau à la séquence protéique que nous avions d’un antigène d’histocompatibilité humain. A partir de là on était quasiment sûrs que ce clone contenait au moins un fragment de gène d’histocompatibilité humain. De plus, nous avons eu de la chance, le clone contenait le gène entier. Voilà ce que fut le sommet de ma carrière en tant que chercheur.

Le programme génome

A partir de 1985 on a commencé à parler de séquencer le génome humain. Cela a été évoqué lors d’une conférence organisée à l’université de Santa Cruz par Fred Sanger en 1985. Mais l’affaire a commencé sérieusement vers 1988-1989 aux États-Unis, en Grande-Bretagne et au Japon. Ici, je mets un point d’interrogation sur le Japon. Il faut se souvenir qu’à l’époque on pensait que ce pays était en voie de devenir la première puissance économique mondiale, ce qui donnait certains complexes aux États-Unis, mais en fait, dans le domaine du programme génome le Japon n’a pas fait grand-chose. Il y a l’URSS qui s’était lancée également en fanfare durant les dernières années de Gorbatchev, mais qui s’est ensuite enlisée dans les bouleversements de l’après URSS. Aux Etats-Unis, les NIH annonçaient "des cartes à la médecine", ‘carte’ étant souvent employé  pour désigner la séquence. On avait l’espoir que cela fasse avancer la compréhension et la médecine. A l’époque, i.e. au début des années 1990, tout le monde était sceptique. En 1989, la plus longue séquence qu’on ait jamais lue représentait quelques centaines de milliers de bases. De là à pouvoir lire les trois milliards que représentaient le génome humain...! Personnellement, comme la majorité des scientifiques, je l’étais. Le Department of Energy responsable du ‘Human Genome Program’ a imaginé une métaphore par laquelle il représentait le génome humain comme 200 annuaires de 1000 pages chacun sur lesquels étaient écrite la séquence (ce qui correspond aux trois milliards de bases que représentent le génome humain). Il mettait en regard le génome de la drosophile, celui de la levure et celui d’Escherichia coli. La plus longue séquence déterminée à l’époque, le chromosome 3 de la levure qui avait mobilisé pas mal de laboratoires européens et un gros budget, représentait 14 pages d’annuaire. Cela donne une idée en comparaison avec le génome humain. On était persuadé que son séquençage ne serait pas possible avec la méthode de Fred Sanger, mais grâce à l’invention d’une nouvelle technique. En fait, la séquence a été faite avec la technique de Sanger, améliorée et automatisée, mais sans changement fondamental.

Le tour du monde du programme génome

C’est à cette époque que j’ai commencé à écrire mes chroniques génomiques sur l’invitation d’Axel Kahn qui était alors le grand manitou de la revue ‘Médecine/Science’. Nous nous demandions ce qui se faisait en France. J’avais fait un projet d’enquête internationale avec l’idée était d’y consacrer une année sabbatique. J’étais directeur du CIML, j’arrivais à la fin de mon mandat et j’avais besoin de me ressourcer. J’étais suffisamment introduit dans le monde du génome pour connaître la plupart des gens qui étaient impliqués. Cela m’intéressait de réaliser une enquête sur le terrain, d’aller visiter les laboratoires, d’échanger avec les personnels, de voir si les machines dont ils parlaient dans les congrès existaient réellement, si elles fonctionnaient et voir leurs résultats, etc. Avant de lancer ce projet j’avais vérifié que les gens étaient prêts à m’accueillir. Pratiquement dans tous les cas (sauf un ou deux) l’avis a été positif. Évidemment, un voyage comme celui-là exigeait un certain financement. Le directeur du département des sciences de la vie du CNRS, Claude Paoletti, a accepté de soutenir ce projet à hauteur de la moitié et l’AFM a financé l’autre moitié. Cette enquête s’est déroulée en 1991, une année passionnante. J’ai passé quatre mois aux États-Unis, un mois au Japon, deux ou trois mois en Grande-Bretagne et le reste à faire le tour de l’Europe. 
J’ai eu une impression très très positive aux États-Unis où j’ai trouvé des approches très différentes, des gens très inventifs. Ca avançait vraiment. Mais ce fut une grosse déception avec le Japon. Il y avait là quatre programmes génomes dirigés par quatre ministères différents qui passaient leur temps à se tirer dans les pattes. Tout cela avec des structures hiérarchiques à la japonaise extrêmement étouffantes dans lesquelles la créativité n’arrivait pas à s’exprimer, même si elles étaient dirigées par des gens très compétents. La contribution du Japon à la séquence du génome humain n’a pas été à la mesure de la puissance économique de ce pays. C’est le contraireau Royaume-Uni, qui, avec des moyens somme toute relativement limités a fait des travaux de très bonne qualité. 
Je rapportais ce que je voyais dans des chroniques régulières de la revue ‘Médecine/Science’, mais je faisais des rapports beaucoup plus fréquents et détaillés chaque semaine au CNRS et à l’AFM. Je ne sais pas trop ce qu’en a fait le CNRS. Quant à Bernard Barataud, il m’a dit quelques années plus tard qu’il attendait chaque semaine mon rapport avec inquiétude car il voulait vérifier que les américains n’étaient pas en train de monter un projet semblable. A l’époque le Généthon était en train de se monter quasi secrètement. Puis, Il y a eu un livre publié par l’Inserm en français et en anglais et dont j’ai tiré plus tard une version plus accessible au grand public, malheureusement sans grand grand succès, dommage, il n’était pas si mal ! 
Quand je suis rentré en France, j’ai démarré un nouveau projet au CIML. J’étais persuadé que l’expression des ADN complémentaires (cDNA) était la voie d’avenir. Nous avons donc commencé à faire ce qui ressemblait à des puces ADN (article publié en 1995 qui montre la mesure d’expression sur 4000 gènes à la fois). Par ailleurs j’étais au comité génétique de l’AFM, au conseil scientifique du GREG et je continuais à suivre l’actualité internationale. Je n’ai donc pas été un grand acteur du programme génome français, mais j’ai été un observateur attentif. Les chroniques que j’ai écrites durant cette époque ont été rassemblées et publiées par l’éditeur de Médecine/Science (encore un livre qui s’est très mal vendu !).

Le programme génome français

Abordons ce que j’ai vu du programme génome français. Il s’agit encore une fois d’une vision personnelle et sans langue de bois. A partir du début des années 1990 le programme génome présente deux volets qui ont du mal à communiquer entre eux.
Il y a le volet AFM/Généthon avec deux personnages clés au départ, Bernard Barataud et Daniel Cohen. Pour la petite histoire, le succès du premier Téléthon (1987) qui a récolté 180 millions de francs, était tellement inattendu qu’il a fallu ajouter un chiffre au compteur sur le plateau de télévision (le compteur ne pouvait aller que jusqu’à 99 millions). Personne n’imaginait qu’on aurait pu monter jusque-là. Si j’ai bien compris ce qui s’est passé, l’AFM ne sachant pas quoi faire de tout cet argent dans l’immédiat a acheté un immeuble à Evry, histoire de placer l’argent avant de l’utiliser. C’est cet immeuble qui est devenu le Généthon.
Ma vision de Généthon est donc la rencontre de deux personnes de motivations de départ différentes, mais qui convergent : Barataud l’impatient, pour qui la recherche est trop lente, une recherche qui ne tient pas compte des besoins des malades, où les laboratoires universitaires sont concurrents au lieu de mettre leurs résultats ensemble. Je me souviens  d’une réunion au ministère avec Jean Frézal, qui était le pape de la génétique à l’époque, un grand mandarin que l’on traitait avec beaucoup de déférence et Barataud s'adressant à lui : "Monsieur Frézal, vous ne manquez pas d’air" (une réflexion qui correspond bien au personnage). 
Et puis il y avait Daniel Cohen, qui malgré les gros moyens dont disposait le CEPH les trouvait insuffisants. En fait, je pense qu’il était désireux de s’émanciper de Jean Dausset, la figure tutélaire du CEPH, alors qu’il n’était pas lui même sans avoir une certaine dose de mégalomanie. Mais son diagnostic était juste. Il était crucial de disposer de cartes du génome humain de bonne qualité pour pouvoir le séquencer. Or, on n’y arriverait pas si trop de laboratoires travaillaient de manière dispersée, avec du matériel et des techniques différentes. Il était donc justifié de monter un laboratoire de type usine et cela, l’AFM avait les moyens de le faire. En fait, Généthon a eu une gestation quelque peu occulte. La définition du projet s’est faite en très petit comité. Mais si cela avait été fait au grand jour, tout le monde aurait voulu avoir sa part de la manne de l’AFM, les académiques comme le CNRS ou l’Inserm estimant qu’ils savaient bien mieux que Bernard Barataud comment utiliser cet argent. En plus, il y avait également la crainte de la concurrence américaine. Généthon a donc été installé de façon confidentielle.

Les cartes du Généthon

Le Généthon peut revendiquer ce que je considère comme ‘sa’ réussite et puis, il y a les deux ratés sur les trois projets menés. Le premier, la carte génétique fut une vraie réussite, une carte complète et fiable, celle dont tout le monde avait besoin et qui a fait faire un bond en avant, partout dans le monde, dans la découverte des gènes impliqués dans les maladies génétiques. La vitesse de ces découvertes a été multipliée par 5 ou 10 dès que la carte est sortie. En revanche, la carte physique dont on a beaucoup parlé à l’époque en France et à l’étranger s’est rapidement révélée inutilisable. Elle a rencontré un certain nombre de problèmes techniques liés aux vecteurs utilisés ainsi que, c’est un avis personnel, un manque de rigueur dans sa construction par rapport à celle dont avait bénéficié la carte génétique. Mais elle a eu le mérite de montrer qu’il était possible de faire une carte physique du génome humain. Le troisième projet de Généthon portait sur ce que l’on appelait les étiquettes (tags), les séquences partielles de cDNAs, destinée à donner une idée de l’expression des gènes dans les différents organes. Ca a aussi été un échec dû à un problème de contamination et aussi d’organisation. 

Le GIP Génome et le GREG

Simultanément, nous sommes au début des années 1990, le ministère de la Recherche a lancé le programme génome français. Je n’y ai pas non été directement impliqué en tant qu’acteur. Une étude a été demandée par Hubert Curien à Philippe Kourilsky qui avait examiné tout ce qui se faisait dans le monde et qui a donc écrit un excellent rapport d’une cinquantaine de pages qui aborde où sont abordés les différents aspects scientifiques du problème et qui définit l’organisation nécessaire pour qu’un programme génome soit un succès. Mais les recommandations du rapport Kourilsky n’ont pas réellement été suivies. 
En 1990, le ministre de la Recherche Hubert Curien a annoncé le lancement du programme génome humain français avec un financement de 100 MF par an, ce qui représentait le budget global du Généthon. Ce n’était pas démesuré, mais pas non plus dérisoire. Le ministère a également chargé Jacques Hanoune d’une mission exploratoire afin de mettre en place de programme génome. En fait la décision du ministère se résumait à une lettre de mission, mais qui ne donnait en fait aucun moyen ni aucun pouvoir à son destinataire qui s’est épuisé à essayer de mettre d’accord B. Barataud, J. Dausset, les gens du CNRS, de l’Inserm, etc. Hanoune a finalement abandonné la mission et le ministère a désigné Piotr Slonimski comme directeur. C’est ainsi que le GREG (Groupement de recherche et d’étude sur les génomes) n’a été créé qu’en 1993, soit trois ans après la lancement du GIP génome, mais il a été doté d’un budget raisonnable. Cette même année 1993, le Généthon avait obtenu pas mal de résultats en matière de cartes. Le GREG lui n’a pas trop bien marché. Je faisais partie du conseil scientifique. En fait, nous n’avons pas réussi à gérer ce programme autrement que comme une action concertée du ministère, i.e. avec des appels d’offres, donc finalement de manière assez classique et nous avons subi de multiples pressions tant internes qu’externes. 
Un autre point a rendu la situation particulièrement difficile. Depuis le début des années 1990, l’AFM finançait en dehors du Généthon un nombre important de contrats tous azimuts sur la génétique humaine. En 1992-93, elle a décidé de se concentrer sur les maladies neuro-musculaires et surtout sur la thérapie génique. Tous les laboratoires qui ne rentraient plus dans les priorités de l’AFM se sont donc tournés vers le GREG en quête de financement pour leurs recherches. Le GREG a eu beaucoup de mal à satisfaire leurs demandes, d’autant qu’il essayait de garder une optique "génome génomique" et pas "le gène ‘x’ de a à 'z'". Il s’est donc trouvé en opposition avec le clan hospitalo-universitaire. Lorsqu’un PU-PH (Claude Griscelli) a été nommé à la direction de l’Inserm, cela n’a évidemment rien amélioré. Puis il y a eu un changement de majorité politique. La droite est revenue au pouvoir avec François Fillon comme ministre de la Recherche. C’est ainsi qu’après deux ans d’existence, le GREG a été mis en veilleuse, ses crédits ont été diminués de moitié, puis il a été dissous. Son dernier appel d’offres a été lancé fin 1994. Il nous restait encore entre 50 et 60 MF, mais le 9 janvier nous avons reçu une lettre de monsieur Fillon qui nous annonçait une diminution de moitié des crédits. On nous demandait de cesser de nous occuper de bioinformatique et quasiment plus du génome humain. Nous avons donc modifié l’appel d’offres en retardant la date limite d’expédition des projets. Puis, le 17 janvier 1995, nous avons reçu une nouvelle lettre changeant encore les termes de la lettre précédente et modifiant notre cadre de travail. A l’époque j’ai été interviewé par Corinne Bensimon dans ‘Libération’ où j’ai exprimé mon pessimisme sur la pérennité de l’entreprise et ce fut la fin de mon implication directe dans le programme génome au niveau national.

Du TGS aux GENOPOLES

Il y a eu ensuite le programme TGS ‘Très grand séquençage’, puis la création du Génoscope, du Centre national de génotypage. Il y a eu le succès de la Génopole d’Evry qui a su rassembler un ensemble d’entreprises et des laboratoires au-delà du domaine de Généthon. Puis il y a eu le lancement du réseau des Génopoles avec l’idée de mettre à niveau les moyens de travail des laboratoires français en créant des plates-formes technologiques. C’est à dire en constituant des parcs de machines que les laboratoires individuels qui n’avaient pas les moyens de se payer, pourraient utiliser. Il y a eu une sorte d’appel d’offres national à la suite duquel sept Génopoles ont été créées, j’ai coordonné le dossier de Marseille et ai dirigé cette Génopole durant quelques années. Ce programme a été doté de moyens non négligeables de la part du ministère de la Recherche (entre 10 et 20 M€ chacun), ce qui a permis des économies d’échelle grâce auxquelles des laboratoires ont pu avoir accès aux techniques de séquençages à relativement haut débit, aux puces à ADN, à la protéomique moderne, à des modèles animaux sophistiqués, etc. 
En revanche, sur un plan industriel, le modèle d’Evry n’a pas été réellement dupliqué. Les différentes Génopoles ont certes cherché à développer des relations avec l’industrie, mais ça n'a pas pris la dimension que ça a connu à Evry. Il est vrai qu’Evry a bénéficié de certains circonstances favorables et, notamment, de l’action de Pierre Tambourin qui a joué un très grand rôle dans sa réussite. Le réseau des Génopoles avait été lancé par Claude Allègre, ministre de la Recherche en 1999, sous forme d’un programme censé durer trois ou quatre ans, après quoi les EPST (CNRS, Inserm, Inria, etc.) prendraient le relais. En réalité, il faut dire que les Établissements publics n’aiment pas trop prendre le relais de ce genre d’initiative. Ils ont l’impression (justifiée…) qu’on lance quelque chose sans leur demander leur avis et qu’ensuite on les prie de bien vouloir mettre la main à la poche. Le réseau des Génopoles a duré jusqu’en 2007 et il s’est plus ou moins poursuivi sous forme de Groupements d’intérêts scientifiques (GIS IBiSA) afin d’assurer la coordination des plates-formes de recherche en sciences du vivant. Plus récemment, ces plates-formes ont pu obtenir des financements dans le cadre du Grand emprunt.
Néanmoins, depuis la dissolution du réseau des Génopoles, on peut dire qu’il n’y a plus vraiment de programme national cohérent dans ce domaine en France. Cela se révèle par exemple avec le retard que nous avons pris pour la mise en place des nouvelles techniques de séquençage. Paradoxalement, bien que le programme génome humain ait été réalisé avec la méthode de Sanger, simplement améliorée et automatisée, les nouvelles techniques de séquençage sur lesquelles on comptait beaucoup à l’époque n’ont pas fonctionné. Mais ça a changé depuis cinq ou six ans. Aujourd’hui, il existe de nouvelles techniques de lecture de l’ADN qui révolutionnent complètement le domaine, moyennant quoi, le coût de la lecture de l’ADN a fortement baissé.

Le séquençage du génome humain 

La première séquence de l’ADN humain a mobilisé des centaines de laboratoires et a coûté plusieurs milliards d’euros. Actuellement on peut séquencer un ADN humain en quelques jours et pour 5 à 10 000 euros. Et le prix continue de baisser, en fait il dégringole plus vite que celui de l’informatique qui est pourtant l’un des coûts qui décroît le plus rapidement grâce aux progrès technique. En informatique on considère que l’on peut diviser la facture par deux tous les 18 mois, pour l’ADN c’est plutôt par 10 tous les ans avec la perspective d’avoir sa séquence d’ADN sur sa carte vitale ou d’avoir sa séquence ADN pour 1000 $… Cela change pas mal de choses, mais dans ce domaine la France n’est pas bien placée. Les séquenceurs de nouvelle génération sont des machines à 500 000 euros pièce capables de lire un génome humain en quelques jours. Beaucoup sont installées aux États-Unis, en Chine. En Europe on compte pas mal de machines en Angleterre, en Allemagne, en Belgique mais en France c’est moins le cas.
En conclusion, nous avons eu, et heureusement, une belle réussite de Généthon, même si elle est de 50%, mais nous gardons une place dans la génomique mondiale. Mais, pour comparer deux pays comparables, notre place est largement inférieure à celle de l’Angleterre. Cela se voit d’ailleurs entre autres dans le séquençage de nouvelle génération et notamment dans son utilisation clinique. En effet, nous sommes au stade aujourd’hui où il est réaliste de séquencer la tumeur des malades en cours de traitement pour ajuster la cancérothérapie. Quand on utilise des traitements ou chaque chimiothérapie coûte 100 000 euros, cela vaut tout de même la peine d’en dépenser 5 000 pour séquencer la tumeur et voir l’endroit où les mutations sont apparues. On peut dire que ces dernières années les grandes contributions scientifiques ou technologiques en génomique ne sont pas venues de notre pays. On voit que des efforts sont fait par certains, mais en ordre dispersé ce qui est relativement peu cohérent.

Discussion

Jean Weissenbach : Je remarque que l’Inserm est un grand absent du programme génome.

Bertrand Jordan : L’ambiance y était hostile à l’idée d’un programme génome. Je pense que Philippe Lazar n’envisageait pas cette perspective pour son organisme, quant aux membres des commissions et ceux du conseil scientifique, ils étaient très hostiles à cette façon de faire de la recherche.

Jean Weissenbach : Le rapport demandé par Philippe Lazar à Philippe Kourilsky est resté très obscur pour moi. Est-ce que tu en sais quelque chose ?

Bertrand Jordan : Dans son rapport Kourilsky disait qu’il fallait s’engager sur le long terme, qu’il y ait un financement garanti sur 5 ou 6 ans, mais qu’on ne pouvait pas tout mettre sur le génome humain, qu’il fallait forcer pas mal sur les approches cDNAs, sur la bioinformatique. J’ai le souvenir d’un rapport bien pensé.

Une chercheuse : N’y avait-il pas des clivages entre les biomédecins et les biologistes quant à l’intérêt du séquençage ?

Bertrand Jordan : Au GREG les demandes qui relevaient de la génomique - au sens de regarder beaucoup d’entités à la fois, d’avoir des approches massivement parallèles - venaient plutôt du CNRS que du secteur médical.

Jean Weissenbach : Ne peut on dire que le GREG a fait du saupoudrage en matière de financements ?

Bertrand Jordan : Effectivement, il aurait fallu concentrer ces moyens sur quelques secteurs. Il y a d’ailleurs une chose qui n’a pas bien marché, c’est la bioinformatique.

Jean Weissenbach : En matière de bioinformatique, il y a eu plusieurs crises successives. Une première au début des années 2000. A l’époque, on n’avait pratiquement pas de bioinformaticiens pour faire l’analyse des données dans les laboratoires. Il y a une deuxième crise aujourd’hui avec les nouvelles techniques de séquençage. L’accumulation phénoménale des données en génétique humaine dépasse les capacités d’analyse. C’est un gros problème.

Jean-François Picard : A l’origine du Human Genome Program à la fin des années 1980, que penser des déclarations de Jim Watson concernant son apport au progrès médical? 

Bertrand Jordan : A la conférence de Santa Cruz en 1985, c’était de la publicité. Comme le programme Apollo, on allait marcher sur la lune! Les applications médicales, c’était un but ultime qu’on imaginait à l’époque, mais plutôt trente années plus tard, pas dans les dix ans à venir. Il s’agissait de frapper l’imagination. Bien sûr, certains ont eu le sentiment que la connaissance du génome permettrait de faire faire immédiatement d’immenses progrès à la médecine.

Jean-Claude Kaplan : Moi j’ai cru  ce que disait Watson et je n’ai pas le sentiment d’avoir été berné. Je me souviens, je ne comprenais pas pourquoi Jean Frézal à Necker freinait des quatre fers.