Le ma?tre des mouches, des données et des sept vélos
Ernst Hafen, professeur à l'ETH et biologiste moléculaire, prendra sa retraite fin juillet. Retour sur la carrière tumultueuse d'un homme aux intérêts multiples qui n'a pas toujours voulu rester dans la bulle de la génétique moléculaire.
C'est bient?t la fin. Fini le chaire à l'ETH, les projets de recherche et l'enseignement. Ernst Hafen s'est bien fait à l'idée que sa période active de professeur était terminée. "Il n'y a rien d'inachevé", dit-il, assis à la table de son bureau.
Il a dissous son groupe de recherche. Il ne lui reste qu'un collaborateur, et c'est lui qui poursuivra ce qui sera sans doute son dernier projet de recherche, consacré à la santé des abeilles mellifères. Depuis cinq ans, Hafen et sa femme élèvent des abeilles sur le toit de leur garage à Zurich - c'est à cette occasion qu'il a été confronté aux problèmes des abeilles, en particulier aux acariens Varroa, qui mettent à mal les colonies. C'est ce qui l'a inspiré et motivé à lancer ce projet apicole.
Hafen ne quitte pas pour autant son champ de recherche habituel. L'objectif du projet est de tester de nouvelles approches pour améliorer la santé des abeilles à l'aide de la mouche Drosophila, le système biologique modèle auquel Hafen a consacré 45 ans de ses recherches.
La carrière scientifique de Hafen a commencé avec son doctorat en 1983 en biologie du développement au Biozentrum de B?le. Au cours de sa thèse, il a pu démontrer comment et où les gènes qui déterminent le nombre de segments corporels de la mouche du vinaigre sont activés dans l'embryon. Plus tard, il s'est penché sur les gènes qui déterminent le destin des cellules. Le port a ainsi découvert des mécanismes qui jouent un r?le important dans la formation du cancer. "La modification du destin des cellules fait partie de la genèse du cancer. Ce qui est intéressant, c'est que les mêmes gènes sont impliqués chez la mouche et chez l'homme. Cela s'explique par le fait que l'homme et la mouche avaient un ancêtre commun il y a 600 millions d'années", explique-t-il.
C'est pour cette raison que la recherche sur les mouches a explosé à l'époque, parce qu'à Drosophile a pu identifier les gènes impliqués dans les processus de développement beaucoup plus rapidement que chez l'homme et que ceux-ci sont également pertinents pour ses maladies. Ernst Hafen a d'ailleurs été récompensé à plusieurs reprises pour ses recherches par des prix prestigieux, dont le prix Ernst Jung, le prix Friedrich Miescher et le prix Otto Naegeli.
Surmonter le père
Hafen est venu à la biologie gr?ce à son professeur de biologie à l'école de maturité gymnasiale. "Je n'avais jamais participé à La Science appelle les jeunes", dit-il en souriant. "Mais j'avais un très bon professeur à l'école de maturité gymnasiale, qui m'a enthousiasmé pour cette matière." Une motivation supplémentaire a également été le fait que son père, germaniste, professeur d'allemand et recteur de l'école de Münchenstein, était plut?t mauvais en biologie et que le fils y a vu une possibilité de surpasser son "sur-père". Il s'est donc inscrit aux études de biologie cellulaire et moléculaire au Biozentrum de l'université de B?le.
C'est dans les cours de Walter Gehring, un célèbre biologiste suisse spécialisé dans la biologie moléculaire et le développement, qu'Ernst Hafen a découvert pour la première fois la mouche. Gehring aurait décrit comment, dans les ?ufs d'insectes riches en vitellus, les noyaux se divisent jusqu'à ce qu'il y en ait plusieurs milliers. Certains d'entre eux migrent ensuite vers l'arrière de l'?uf, où ils se transforment en futurs spermatozo?des et ovules. Déjà à l'époque, Gehring supposait qu'il devait y avoir des molécules d'ARN inconnues qui entraient dans ces cellules et dirigeaient leur développement. Hafen voulait résoudre ce problème. Il a donc posé sa candidature auprès de Gehring, qui l'a toutefois éconduit : pas de place dans le groupe. Hafen a insisté à trois reprises. Puis cela a fonctionné et il a pu faire sa thèse de doctorat dans le laboratoire de Gehring.
"En fin de compte, je n'ai jamais trouvé quelles étaient les molécules qui déterminaient le destin de ces cellules. Mais j'ai développé une méthode pour localiser ces déterminants et les visualiser sur l'?uf de mouche. Après trois ans d'échec, ce fut ma percée scientifique", raconte-t-il. En témoigne la couverture de la célèbre revue spécialisée "Cell" de 1990, qu'il a fait encadrer et qu'il conserve dans son bureau.
Cette découverte a également donné une nouvelle orientation à sa thèse de doctorat : la génétique comme méthode de compréhension de la biologie du développement. "J'ai eu la chance de travailler avec le post-doctorant américain Mike Levine", une période marquante pour Hafen : il s'est imprégné du mode de vie que Levine et un autre post-doctorant américain vivaient dans le laboratoire. "Ils m'ont fait découvrir un nouveau monde. Ils avaient une autre culture. La vie au laboratoire était plus passionnante que celle de la maison. Parfois, nous nous asseyions dans le laboratoire à trois heures du matin, en fumant et en buvant de la bière".
Après la fin de sa thèse de doctorat, Hafen s'est donc installé aux ?tats-Unis, où il a trouvé un poste postdoctoral à Berkeley en 1984. Pendant cette période, il a découvert chez la mouche un gène qui était connu chez l'homme comme étant l'un des gènes du cancer.
Après trois ans aux ?tats-Unis, Hafen est revenu en Suisse avec sa femme et les deux premiers de leurs trois fils. Il avait notamment posé sa candidature à l'Université de Zurich pour un poste de professeur assistant à l'Institut de zoologie, auquel il a été nommé en 1987. En 1994, il a été promu professeur extraordinaire et en 1997 professeur titulaire.
Président pour un an
Mais Ernst Hafen n'était pas seulement de Explorateur de mouches ou docteur en mouches, comme l'a qualifié son fils Timothy lorsque l'enseignante lui a demandé quelle était la profession de son père. "J'ai toujours eu de multiples intérêts, notamment pour la politique universitaire", dit-il. Lorsque l'ETH Zurich a cherché un successeur au président Olaf Kübler, qui a quitté ses fonctions fin 2004, il a posé sa candidature et a été élu à ce poste, qu'il a pris le 1er janvier 2005. Il a alors renoncé à son poste de chaire à l'université de Zurich.
Hafen a été chargé par le Conseil des EPF de réformer la haute école sur le modèle anglo-saxon. Mais cet ambitieux projet de réforme s'est heurté à une forte résistance, surtout au sein du corps professoral de l'ETH - et a finalement échoué. Hafen a donc mis fin prématurément à sa présidence après un an.
Encore une fois, un chercheur de mouches
Il est resté à l'ETH et a obtenu une chaire à l'Institut de biologie systémique moléculaire, dirigé par son ancien camarade d'études Ruedi Aebersold. Leurs chemins s'étaient séparés alors qu'ils étaient encore aux études : Aebersold avait commencé à travailler sur les protéines, Hafen sur les gènes. Hafen a toutefois contribué dans une certaine mesure à ce que le protéomique revienne en Suisse et puisse reprendre cet institut à l'ETH Zurich en 2005.
Hafen en a également profité, retrouvant ainsi ses recherches sur les mouches. Dans le cadre de l'initiative de biologie systémique "SystemsX" lancée par Aebersold, il a mené le projet partiel "WingX". Son objectif était de découvrir comment tout un génome interagit pour déterminer la taille des ailes dans une population naturelle de mouches. Drosophile de définir. "Avec ce projet, nous avons pu pour la première fois étudier plus que l'effet de gènes individuels, mais l'interaction de l'ensemble du génome, de tous les transcrits de gènes et des protéines basées sur ces transcrits", explique Hafen. Quelque chose qui n'était pas possible auparavant avec un tel niveau de détail. "Cela n'a été possible que parce que j'ai pu venir à cet institut et collaborer avec Ruedi Aebersold. C'était une belle conclusion pour la recherche fondamentale sur les mouches".
Les données comme nouveau cheval de bataille
Après son départ de la présidence de l'ETH, Hafen s'est de plus en plus occupé de questions et de problèmes qui n'avaient plus rien à voir avec ses recherches sur les mouches : le traitement des données personnelles (sur la santé).
La recherche et la médecine ne sont pas les seules à accumuler de plus en plus de données sur les génomes, la santé et les maladies, mais aussi chaque individu : avec l'avènement des smartphones et des montres intelligentes, qui mesurent à tout moment les fonctions corporelles et les mouvements.
"Chacun d'entre nous a le droit et la possibilité d'agréger plus de données de santé et de les mettre à la disposition de son médecin et de la recherche que Google ne pourra jamais le faire."Port Ernst
Il a toutefois constaté que les gens laissaient l'agrégation (c'est-à-dire le regroupement) de leurs propres données aux géants de la technologie. C'est contre cela qu'il se bat : "Nous avons le droit d'agréger nous-mêmes nos données de manière appropriée et de ne pas les laisser à Google ou Facebook, qui transforment nos données en monnaie sonnante et trébuchante", fait-il remarquer.
Hafen s'est donc engagé à créer un écosystème de données parallèles sous le contr?le de chacun. Comme solution, il a proposé des coopératives de données qui jouent le r?le de fiduciaires. Ces fiduciaires collectent les données des individus, les traitent, les rendent interopérables et les présentent de manière anonyme dans une banque de données. La coopérative de données règle également si et comment les entreprises peuvent y avoir accès et en profiter - contre paiement. Les données restent toutefois dans l'Allmend. "Les citoyens pourraient alors décider eux-mêmes activement s'ils veulent mettre leurs données à la disposition de la société ou de l'économie", explique Hafen.
Sur la base de ses découvertes, il a fondé une association qui s'engage pour les coopératives de données. Cette association a donné naissance à une coopérative de données, la "Midata". L'association a été dissoute entre-temps, car elle avait atteint son but. Midata existe toujours, mais "avec autant de succès qu'il est possible avec des moyens limités", explique le professeur de l'ETH. Il conclut que l'objectif a été bien accueilli par de nombreux CEO et hommes politiques avec lesquels il s'est entretenu. Mais personne ne pouvait vraiment s'imaginer comment le mettre en ?uvre. C'est pourquoi personne ne voulait non plus y consacrer de l'argent. Hafen reste cependant convaincu que "la coopérative de données est la bonne forme".
Développer un enseignement réussi
Outre la recherche sur les mouches et les données, Hafen s'est toujours investi dans l'enseignement. "Contrairement à la recherche, l'enseignement est un domaine où l'on travaille généralement seul", explique Hafen. De plus, il n'y a guère de modèles, tout au plus les professeurs préférés de ses études, dont on copie le style d'enseignement. Il voulait changer cela - ce qui a notamment abouti à l'introduction du "clicker". Gr?ce à cette bo?te, les étudiants peuvent réagir directement aux questions de l'enseignant pendant le cours ; l'enseignant peut vérifier immédiatement combien de réponses correctes ont été données. Le clicker rend les grands cours anonymes plus interactifs.
L'introduction de cet appareil a été un premier pas vers une plus grande interactivité dans l'enseignement et a finalement conduit à la création du "Center for Active Learning". De nombreuses initiatives visant à améliorer l'enseignement au Département de biologie en ont découlé. Entre-temps, les grands cours de base des études de biologie sont enrichis de travaux de groupe, d'auto-apprentissage et de journaux d'apprentissage. "Cela n'a été possible que parce que nous avons mis en place une équipe de professionnels, c'est-à-dire de biologistes titulaires d'un doctorat dans le cadre de ce centre, qui ont pu discuter d'égal à égal avec les enseignants de biologie. Ce qui me fait le plus plaisir aujourd'hui, c'est d'avoir réussi à mettre en place ce centre au sein du D-BIOL au cours des 15 dernières années et d'en voir les effets durables", résume-t-il. Et pour ce projet, il se verrait bien continuer à collaborer au-delà de sa mise à la retraite.
L?cher prise et pédaler
Mais pour l'instant, un projet qui n'a rien à voir avec la science attend cet homme de 65 ans. Outre les vols et les données, il est fasciné par le vélo depuis son enfance. Il est l'heureux propriétaire de six vélos et d'un tandem. Il pense déjà à la grande aventure qu'il prévoit de vivre après sa mise à retraite le 31 juillet : une randonnée en VTT sur le Great Divide Trail, une piste de vélo de plus de 4400 kilomètres dans les Rocheuses canadiennes et américaines ; il y passera probablement trois mois avec un ami et collègue. Les deux hommes ont déjà testé le matériel lors de randonnées préparatoires en Suisse.
S'il est assez en forme pour le long tour ? Pour l'instant, il est un peu hors de forme. En raison de l'obligation de travailler à domicile, il lui manque les kilomètres qu'il a parcourus à vélo entre son lieu de domicile et le H?nggerberg - environ 30 kilomètres par jour. Il doit maintenant encore investir dans l'entra?nement. Ce qui n'est pas difficile pour ce sportif émérite. Et : "La forme s'améliore de jour en jour pendant un tour aussi long. Il a déjà l'expérience des longues randonnées puisqu'il y a trois ans, il a traversé les ?tats-Unis en tandem avec sa femme.
