Le prix Nobel de chimie 2015 a été décerné à trois biochimistes pour leurs découvertes sur les mécanismes de réparation de l'ADN. Ces avancées sont cruciales pour comprendre le vieillissement et le cancer.
Trois biochimistes distingués pour leurs travaux sur la réparation cellulaire de l'ADN
Mercredi, Tomas Lindahl, Paul Modrich et Aziz Sancar ont reçu le prix Nobel de chimie pour avoir élucidé les mécanismes par lesquels les cellules corrigent les erreurs de leur ADN. Ce domaine de recherche, encore jeune mais essentiel, explique comment les dommages à l'ADN contribuent au vieillissement et au cancer.
Notre ADN, ce double brin formé des bases nucléiques A, C, T et G, subit quotidiennement des agressions : erreurs de transcription lors de la division cellulaire, attaques externes comme les toxines ou les radiations, ou mutations spontanées. Ces lésions se manifestent par le vieillissement ou des maladies, et elles sont plus fréquentes qu'on ne le pense.
Sans mécanismes de réparation, la vie telle que nous la connaissons serait impossible. La biodiversité de notre planète repose sur ces systèmes : des protéines scrutent en permanence le génome pour détecter et corriger les dommages.
Les travaux des trois lauréats ont apporté des connaissances fondamentales sur ces processus. Ils servent aujourd'hui au développement de thérapies anticancéreuses, le cancer survenant lorsque la réparation échoue. Les cellules cancéreuses dépendent alors des mécanismes résiduels, une vulnérabilité exploitée en recherche pharmaceutique.
Tomas Lindahl : pionnier de la réparation par excision de base
Dans les années 1960, à Princeton, le Suédois Tomas Lindahl remet en question la stabilité présumée de l'ADN en observant la dégradation rapide de l'ARN. À l'Institut Karolinska, il démontre que l'ADN se dégrade lentement, avec des milliers d'attaques quotidiennes sur le génome. Il identifie en 1974 une enzyme bactérienne éliminant les résidus de cytosine endommagée, inaugurant la réparation par excision de base. En 1996, il reconstitue la version humaine in vitro. Il travaille aujourd'hui au Francis Crick Institute et au Clare Hall Laboratory (Royaume-Uni).
Leurs découvertes inspirent les traitements contre le cancer, lié à l'échec des mécanismes de réparation.
Paul Modrich : correction des erreurs de duplication
Paul Modrich (Howard Hughes Medical Institute et Duke University, États-Unis) s'est penché sur les mésappariements lors de la duplication de l'ADN, où A ne s'apparie plus correctement avec T, ou C avec G. Il identifie onze protéines clés pour la réparation des mésappariements chez E. coli, en collaboration avec Matthew Meselson (Harvard). Les groupes méthyle marquent le brin parental pour guider la correction. Chez l'humain, ce système réduit les erreurs de réplication de 1 000 fois, bien que le marquage méthyle reste à élucider.
Aziz Sancar : réparation des lésions UV
Aziz Sancar (Université de Caroline du Nord, États-Unis), né en Turquie, étudie les dommages chimiques dus aux UV ou à la fumée de cigarette. Chez les bactéries, l'enzyme photolyase répare les UV via lumière bleue ; il clone ses gènes en 1976. Sa découverte majeure de 1983 porte sur la réparation par excision de nucléotides : les enzymes détectent les lésions UV, incisent le brin (12-13 nucléotides) et le restaurent. Avec Tomas Lindahl, il montre que le mécanisme humain est similaire, quoique plus complexe.
De gauche à droite : Tomas Lindahl, Paul Modrich et Aziz Sancar. (Photo : IFOM.eu / Duke University / Max Englund, UNC School of Medicine)
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