'New Challenges Induced by Microbiomes' Conference, March 23rd 2021, Paris

This virtual colloquium was held online on March 23rd 2021 and was funded by French National Center for Scientific Research (CNRS).

Please bear in mind that some of the talks are given in French and some in English (depending on the language of the abstracts below)

 

 

Opening : 9h30-9h34 (French time)

Dr. Eric Bapteste (DR CNRS, ISYEB UMR 7205, Paris) : ‘Introduction, mots de bienvenues’

 

1ère session : Les microbes et les microbiomes : nouveaux acteurs biologiques majeurs

 

Talk #1:9h35-10h: Dr. Sébastien Dutreuil, (CR CNRS, Centre Gilles Gaston Granger, Aix-Marseille Université), Spécialité : Philosophie de l’environnement

Title : Bacteria, Gaia and the global environment: a historical perspective on the 1960’s and 1970’s

Abstract: The Gaia hypothesis is often credited for having brought to the fore the importance of the influence of living beings, and bacteria in particular, on the global environment. In this communication I will analyze two important historical aspects of the development of the Gaia hypothesis during the 1960’s and 1970’s: (i) the importance of the collaboration between Lynn Margulis and James Lovelock for the recognition of bacteria’s influence on Earth’s biogeochemistry and climate; (ii) the relationship between Lovelock’s work on bacteria’s role within Gaia and his personal, scientific and political thoughts on global pollution. The first point will be nourished by a close study of Lovelock and Margulis correspondence (currently undertaken in collaboration with Bruce Clarke); the second by an analysis of Lovelock’s archives.

 

Talk #2:10h-10h25: Pr. Fabrice Not (DR CNRS, Adaptation and Diversity in Marine Environment (AD2M) Lab CNRS & Sorbonne University - UMR 7144), Spécialité : Microbiomes environnementaux marins

Titre : Le microbiome marin, un enjeu majeur pour la planète.

Résumé : Les grands cycles biogéochimiques tels que ceux du carbone, de l’oxygène, ou encore de l’azote régulent l’habitabilité de la planète. Ces phénomènes globaux sont essentiellement gouvernés par les microorganismes présents dans les océans, le plus vaste écosystème sur Terre. Cet exposé a pour objectif d’illustrer comment les récentes approches de génomique environnementale ont été déterminante dans la prise de conscience des rôles fondamentaux des microbiomes marins dans le fonctionnement des écosystèmes océaniques. Ces approches ont également mis en évidence l’étendu de notre ignorance concernant la diversité et les interactions en jeu entre ces acteurs, pour la grande majorité inconnue jusqu’alors, et leurs dynamiques.

 

Talk #3:10h26-10h51: Dr. Catherine Larose (CR CNRSEEA/Ampère, Lyon), Spécialité : Microbiomes environnementaux aériens

Title : Diversity and evolution of microbial communities from Polar Regions

Abstract: Polar Regions are transforming; they provide visible signals of change, and yet, are also actors intrinsically involved in global cooling through a number of feedback mechanisms. These changes alter the structure and functioning of many cryosphere ecosystems and by extension those of the planet. Due to the extreme temperatures and the limited presence of liquid water, snow and ice were regarded simply as freezers that entrap and store microorganisms in a vegetative state and, therefore, the microbial ecology of the cryosphere was largely overlooked. Here we summarize the impact of discoveries related to microbiomes on cryosphere science with a focus on adaptation, microbial interactions, activity and the limits of life from data collected in the atmosphere and snow from the Arctic. We will then address how these discoveries have challenged the view of snow and ice as simply cold storage and lead to new concepts and knowledge.

 

2eme session : Les microbes et les microbiomes : nouvelle frontière pour l’imaginaire ?

 

Talk #4:10h52-11h17 : Dr. Liliane Campos (laboratoire PRISMES, Sorbonne Nouvelle), Spécialité : Examen de la littérature de vulgarisation ; ses stratégies poétiques / narratives, leurs implications, leur influence.

Title : Microbiome Poetics: Metaphors and Narrative Strategies in Popular Biology"

Abstract: This paper explores the microbiome imaginary constructed by popular biology. Drawing on a selection of texts intended for a general readership, including books for children, I analyse several recurrent images, their epistemological role and the affects they suggest. I also examine how the authors present, and respond to, the syntactical challenges of narratives told from the perspective of the microbiome.

Liliane Campos is a lecturer in English and Theatre Studies at the Sorbonne Nouvelle University, and a Junior Research Fellow of the Institut Universitaire de France. Her research explores the role played by life sciences in contemporary fiction and performance. She convenes a Science and Literature research seminar at the Sorbonne Nouvelle with Pierre-Louis Patoine (https://litorg.hypotheses.org/)

 

Talk #5:11h18-11h43: Dr. Marie-Sarah Adénis (Creative Director at PILI, Member of the artistic and scientific advisory board ‘La Chaire arts & sciences’, France), Spécialité : ‘Arts et microbiome’

Titre : gloire aux microbes !

Résumé : Face au mépris et à la méconnaissance de la réalité microbienne, “Gloire aux microbes” s’est imposé comme un cri de ralliement à la fois dérangeant en cette période de pandémie mais nécessaire. Nécessaire car tous les habitants de l’invisible ne sont pas à craindre. Bien au contraire, l’immense majorité évolue sans nous porter atteinte et un grand nombre d’entre eux nous est absolument vital.

Les scientifiques ne cessent de faire des découvertes passionnantes au sujet du monde microbien mais l’imaginaire collectif stagne et leur réputation semble aussi peu fameuse que lorsque Pasteur les identifia comme la cause de maladies à la fin du XIXème siècle.

Il y a urgence à combler ce fossé et à enfin les appréhender dans leur complexité. Non seulement pour les multiples interactions fondamentales qu’ils entretiennent avec les autres vivants mais aussi pour le rôle majeur qu’ils tiennent dans les grands équilibres planétaires et qui font d’eux de véritables clés de voûte des écosystèmes.

Puisqu’il faut admettre que nous sommes analphabètes au royaume des microbes, il nous faut des guides pour nous introduire à ces mondes invisibles. Les scientifiques en font partie, bientôt rejoints par des artistes qui ont le talent d’ouvrir des mondes en déployant des imaginaires. Le premier volet de “Gloire aux microbes” propose 14 estampes mettant en scène autant de facettes méconnues des microbes, comme un support de narration, de rêveries et de toutes les discussions qu’il nous faut avoir au plus tôt.

 

Talk #6:11h44-12h09: Pr. Marc-André Sélosse (Professeur du Muséum national d'Histoire naturelle, ISYEB UMR 7205, Paris), Spécialité : Vulgarisation écrite.

Titre : Vulgarisation liée à la découverte des microbiotes

Résumé : Vulgariser sur les microbiotes, c’est raconter que les petites causes peuvent avoir de très grands effets. Il n’est pas très facile de convaincre un auditoire qui n’a bien sûr pas vu les microbes directement, et n’en a qu’une vague vision. La façon de contourner la chose est de s’intéresser aux conséquences et de découvrir les microbes présents par-derrière des observations banales. La chose est d’autant plus facile qu’il n’existe guère de structure macroscopique ou de trait de plantes ou d’animaux qui ne soit appuyé sur des microbes ! Toutefois, il y a deux obstacles importants à contourner que ma propre pratique ne m’a pas toujours permis d’éviter. Le premier est que ces microbes restent en eux-mêmes de grands inconnus : comprendre ce que font les microbiotes ne permet pas vraiment d’accéder à ce que sont les microbes en eux-mêmes, ni à leurs particularités. Le second est que le microbiote de l’homme et ses problèmes prennent souvent, par anthropocentrisme, le pas sur la compréhension des autres microbiotes, ceux des plantes, des sols ou des eaux.

 

Talk #7:12h10-12h35: Mme Marie-Neige Cordonnier et Mr. Loic Mangin, (Editeurs à Pour la Science), Spécialité: Vulgarisation scientifique professionnelle

Titre : Quand le microbiote fait florès dans la presse

Résumé : La première occurrence du mot « microbiote » dans les colonnes de Pour la Science date de 2008 et la fréquence n’a cessé d’augmenter pour atteindre près de 30 en 2020. A la fin des années 2000, l’expression « flore intestinale » est largement privilégiée, car supposée plus connue. Et il n’est pas encore question d’autres microbiotes. Cependant, au début des années 2010, et la rencontre avec des chercheurs comme Gérard Eberl, l’idée qu’un nouveau pan de la recherche s’ouvrait s’est imposée peu à peu, mais très progressivement. Peut-être avons-nous été frileux. Et puis le succès du « charme discret… » nous a stupéfiés, mais nous a montré que le sujet intéressait de plus en plus de monde. C’est bien le cas, et cela s’est ressenti dans les vues sur le site et les ventes, les articles, les actus et numéros mettant en avant le microbiote étant, généralement, des succès, même en cette période de Covid. Vulgariser le sujet n’est pas difficile, en tout cas l’est beaucoup moins que la physique quantique ou les maths ! Le public de PLS étant prêt à aller assez loin, pourvu que l’on prenne le temps, nous n’hésitons ni à aller dans le dur des mécanismes ni à aborder les répercussions épistémologiques voire philosophiques de ce thème qui prend de plus en plus de place. Nous nous demandons si, d’un point de vue des lecteurs, il peut s’agir d’une mode, mais probablement pas, car nous sommes tous concernés et la recherche n’en est qu’à ses débuts... Nous continuerons donc à parler microbiote encore longtemps !

 

3eme session : Les microbes et les microbiomes : nouveaux usages ?

 

Talk #8:14h00-14h25: Dr. Philippe Gérard (DR2 INRAE, Micalis Institute, INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay), Spécialité : Transplantation de microbiomes et santé

Titre: Microbiome et santé : comment démontrer la causalité ?

Résumé: Les liens fonctionnels qui unissent l’organisme humain et les microorganismes qu’il héberge sont le fruit d’une longue co-évolution. A plus d’un titre cette association peut être considérée comme mutualiste et les microorganismes qui nous colonisent sont responsables de nombreuses fonctions essentielles au maintien de notre santé, au point que l’on peut considérer ce microbiote comme un organe supplémentaire de notre organisme. Néanmoins, un nombre grandissant d’études indiquent que ce microbiote intestinal pourrait également jouer un rôle dans le développement de nombreuses pathologies. Toutefois, si des déséquilibres du microbiote (appelés dysbioses) ont été associés à de nombreuses maladies, ces études descriptives ne permettent pas de déterminer si la dysbiose est la cause ou la conséquence de la pathologie. C’est pourquoi d’autres approches, basées sur l’utilisation de rongeurs axéniques (dépourvus de microbiote et élevés en enceintes stériles) ont été développées depuis des décennies afin d’établir l’éventuelle causalité. A partir d’études réalisées dans mon laboratoire, j’illustrerai ainsi comment des transplantations de microbiome humains à ces rongeurs axéniques ont permis de démontrer le rôle causal joué par les bactéries intestinales dans le développement de nombreuses pathologies. Par ailleurs, ces transplantations de microbiome fécal sont utilisées depuis quelques années chez l’homme comme nouvelles voies thérapeutiques, aboutissant à de nouveaux questionnements éthiques et juridiques. 

 

Talk #9:14h26-14h51: Pr. François-Joseph Lapointe (Professeur titulaire, Faculté des arts et des sciences - Département de sciences biologiques, Canada), Spécialité : Thanatobiome.

Titre : Le thanatobiome: nouvelle frontière medico-legale ?

Résumé : Les humains naissent avec environ 20 500 gènes et meurent avec plus de 1 000 000 gènes. Ce changement dans le nombre de gènes est dû à l’accumulation de microorganismes au cours de l’existence des êtres humains. En effet, il y a 10 fois plus de cellules bactériennes  dans  et  sur  le  corps  que  de  cellules  humaines,  ce  qui  nous  fait  reconsidérer  ce  qui  nous  rend  humain.  La microflore substantielle que les humains portent est connue collectivement sous le nom de microbiome humain. Lorsque les gens touchent des objets, ils transfèrent souvent leur ADN sur des objets. Par conséquent, une signature personnelle est laissée derrière qui peut être exploitée pour déterminer l’identité d’un individu qui peut avoir manipulé un objet. Étant donné le nombre beaucoup plus élevé de cellules bactériennes par rapport aux cellules humaines, il est concevable que davantage de cellules bactériennes (et donc d’ADN bactérien) soient déposées sur des objets touchés que des cellules humaines. Ainsi, le microbiome humain représente un outil novateur pour identifier (ou exclure) les humains impliqués dans des causes criminelles ou civiles. Bien que de nombreuses études scientifiques aient révélé le potentiel du microbiome humain à des fins d’identification judiciaire, l’admissibilité de ce type de preuve reste encore à démontrer. L’utilisation « d’empreintes bactériennes » en médecine légale soulève de nombreuses questions à l’interface de la microbiologie, de la politique et du droit, mais également des enjeux éthiques et philosophiques.

 

Talk #10:14h52-15h17: Dr. Géraldine Aïdan, (CR CNRS, docteur en droit, Directrice adjointe du CERSA, UMR 7106 (CNRS - Université Paris II Panthéon-Assas), Spécialité : Le microbiome, sujet de droit ?

Titre : Le microbiome à l'épreuve du sujet de droit

Résumé: L’attribution de la qualité de sujet de droit, contrairement à celle de destinataire de normes juridiques, relève d’abord d’une décision politique. Si cette qualité était jusque-là réservée dans le droit moderne aux seuls êtres humains, et à tous les êtres humains, elle tend aujourd’hui à s’appliquer à certaines entités non –humaines (certains grands singes, fleuves, rivières, glaciers…). Quels sont les critères juridiques et politiques retenus à cette fin et dans quelle mesure les microbiomes pourraient-ils alors être considérés comme de nouveaux sujets du droit ? Dans quelle mesure participeraient il à repenser, sur le plan du droit, les frontières entre l’humain et le non-humain, le vivant et le non-vivant, le corps et « l’intériorité » ?

 

4eme session : Les microbes et les microbiomes : vers une nouvelle ontologie ?

 

Talk #11:15h18-15h43: Dr. Manuel Blouin (AgroSup Dijon, Département Agronomie Agroéquipements Elevage Environnement, UMR 1347 Agroécologie (INRA/ AgroSup/université de Bourgogne), Spécialité : Microbiomes et sélection artificielle

Titre : Peut-on sélectionner les microbiomes comme on sélectionne les plantes cultivées?

Résumé : L'évolution des écosystèmes est une question débattue sur un plan théorique. Mais l'absence de populations d'écosystèmes au sein desquelles il serait possible d'observer la sélection de certains variants conduit à une impasse : il n’existe pas de données empiriques pour valider ou invalider les hypothèses théoriques. Avec le développement des outils de séquençage massif, il devient possible de caractériser la structure des communautés microbiennes de nombreux microbiomes similaires (par exemple ceux des intestins humains ou des rhizosphères des plantes). On peut alors rechercher des indications d’une sélection naturelle ou mettre en place des expériences de sélection artificielle, dans lesquelles les microbiomes sont sélectionnés pour une propriété définie par l’expérimentateur. Je présenterai les résultats récents issus de la littérature sur la sélection artificielle de microbiomes, les champs d’application dans lesquels cette approche est la plus prometteuse et les obstacles à lever pour que ce champ de recherche encore embryonnaire se développe.

 

Talk #12:15h44-16h09: Pr. Ford Doolittle (Dalhousie University, Canada), Spécialité : It is the song, not the singers.

Title: Darwinizing Gaia

Abstract: The Gaia hypothesis of James Lovelock was co-developed with and vigorously promoted by Lynn Margulis, but most mainstream Darwinists scorned and still do not accept the notion. They cannot imagine selection for global stability being realized at the level of the individuals or species that make up the biosphere. Here I suggest that using the concept of clade selection, a Darwinized Gaia might be developed. Our understanding of evolution by natural selection would however need to be stretched to accommodate differential persistence as well as differential reproduction.

 

 

Talk #13:16h10-16h35: Pr. Frédéric Bouchard (Doyen, Faculté des arts et des sciences, Université de Montréal, Canada), Spécialité : Microbiomes et individualité

Title: Symbiosis, Transient Biological Individuality and Evolutionary Processes

 

Talk #14:16h36-17h01: Dr. Philippe Huneman (DR, Institut d'Histoire et de Philosophie des Sciences et des Techniques, CNRS/ Université Paris I Sorbonne), ‘Conséquences philosophiques de la découverte des microbiomes’. Spécialité : Microbiomes et ontologie

Title: Microbiome and the weak concept of individuality

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