Le prix Nobel de chimie est décerné à trois biochimistes qui ont découvert les mécanismes responsables des dommages à l'ADN. Ce type de dommages joue un rôle majeur dans le vieillissement et le cancer.
Trois biochimistes qui ont découvert les mécanismes par lesquels les cellules réparent les erreurs dans leur ADN ont reçu mercredi le prix Nobel de chimie. C'est une branche de recherche relativement jeune, mais importante. Ce type de dommage joue un rôle très important dans le vieillissement et le cancer.
Notre ADN, ce double brin composé de quatre combinaisons des différentes nucléobases A, C, T et G, la pierre angulaire de notre corps, est endommagé chaque jour. Lors de la fabrication de nouvelles cellules, l'ADN n'est pas correctement transcrit. Les attaques externes, telles que les toxines ou les radiations, cassent les bases. Le génome peut muter spontanément pour former un mésappariement. Ces erreurs nous deviennent finalement visibles sous la forme du vieillissement ou de la maladie. Et ils arrivent plus souvent qu'on ne le pense.
Tant de fois, cette vie telle que nous la connaissons ne pourrait pas vraiment être possible. La diversité biologique dont bénéficie pourtant notre planète est due aux nombreux mécanismes de récupération sur mesure. Ce sont des essaims de protéines qui lisent constamment le génome et réparent les éventuels dommages.
Trois chercheurs, Tomas Lindahl, Paul Modrich et Aziz Sancar, ont été honorés mercredi par le comité du prix Nobel pour les connaissances fondamentales et détaillées qu'ils ont fournies sur plusieurs de ces systèmes de récupération. Leurs travaux sont utilisés, entre autres, pour développer de nouveaux traitements contre le cancer, une maladie qui apparaît lorsque certains de ces processus de réparation échouent. Il est fascinant de constater à quel point les cellules endommagées dépendent encore plus des systèmes qui fonctionnent encore. Sans aucun contrôle, l'ADN mute tellement que les cellules meurent. Une faiblesse dont profitent les chercheurs dans le développement de médicaments anticancéreux.
Lindahl :une fondatrice
À la fin des années 1960, lorsque le Suédois Tomas Lindahl travaillait sur l'ARN en tant que chercheur postdoctoral à l'Université de Princeton, l'idée était encore assez acceptée que l'ADN était stable et n'avait muté que dans une mesure limitée. Sinon la vie ne pourrait pas exister. Mais cela a intrigué Lindahl que son ARN chauffé se décompose si rapidement. On savait que l'ARN était plus sensible que l'ADN, mais comment l'ARN pouvait-il se détériorer si rapidement alors que l'ADN était censé rester stable toute une vie ? Plusieurs années plus tard, à l'Institut Karolinska de Stockholm, Lindahl a confirmé par quelques expériences les soupçons selon lesquels l'ADN se détériore lentement. Il y a chaque jour des milliers d'attaques potentiellement dévastatrices sur notre génome. Parce que l'évolution connue ne pouvait pas avoir lieu à cette vitesse, il devait y avoir des systèmes moléculaires qui réparent les défauts de l'ADN.
Le chercheur s'est concentré sur la façon dont notre cellule s'attaque à cette usure de l'ADN. En 1974, Lindahl a publié un article dans lequel il a identifié une enzyme bactérienne qui élimine les résidus endommagés de la nucléobase C (cytosine) de l'ADN. Depuis lors, Lindahl a étudié de nombreuses autres protéines de réparation de ce type. Le processus par lequel une telle base est supprimée est appelé réparation par excision de base † Lindahl a pu recréer la variante humaine in vitro en 1996. Il travaille maintenant au Francis Crick Institute et au Clare Hall Laboratory au Royaume-Uni.
Leur travail est utilisé pour les traitements contre le cancer, une maladie qui apparaît lorsque les processus de réparation échouent
Modrich :aucune erreur de copie
Un autre moment où les choses peuvent mal tourner :lorsque l'ADN est dupliqué, des incompatibilités peuvent se produire. C'est le domaine de recherche de Paul Modrich (Howard Hughes Medical Institute et Duke University School of Medicine, USA). Normalement, la nucléobase A relie toujours T et C rejoint G, mais parfois ces paires de bases échouent. La réparation des incompatibilités le système, comme avec la réparation par excision de base , éliminez ces erreurs. Modrich a identifié onze protéines importantes pour la réparation des mésappariements dans le E. coli -bactéries. Il a précédemment collaboré avec Matthew Meselson, biologiste moléculaire à l'Université de Harvard. Ils ont également découvert que les groupes méthyle, certains composants des molécules, ne s'attachent qu'à un brin d'ADN copié au fil du temps. De cette manière, le système distingue le brin d'ADN original et sans erreur du nouveau brin à corriger et les utilise comme modèle.
En 1990, Modrich a démontré que les gens ont aussi une telle réparation des décalages avoir un système. Cependant, l'identification du brin d'origine dans le corps humain n'est pas encore comprise, car les groupes méthyle ont des fonctions différentes. Réparation des incompatibilités réduit de mille fois le nombre d'erreurs commises lors de la réplication de l'ADN.
Sancar :comment les cellules réparent les dommages causés par les UV
Aziz Sancar, né en Turquie (Université de Caroline du Nord, États-Unis), a concentré ses recherches sur les dommages chimiques causés par des influences extérieures, telles que la lumière UV ou la fumée de cigarette. Mais les bactéries survivent à une dose mortelle de rayonnement UV lorsqu'elles sont exposées à une lumière bleue. L'enzyme photolyase en était responsable et, en 1976, Sancar a pu cloner les gènes de cette enzyme et pousser les bactéries à la produire.
Mais ce sont ses découvertes publiées en 1983, notamment sur la récupération des bactéries endommagées par les UV, qui ont conduit Sancar au prix Nobel. Par le mécanisme appelé réparation par excision de nucléotides les enzymes peuvent identifier les dommages causés par les UV, puis les éliminer en faisant deux coupures dans le brin d'ADN, d'environ 12 à 13 nucléotides de longueur. Celui-ci sera rechargé par la suite. En collaboration avec d'autres scientifiques, dont Tomas Lindahl, Sancar a étudié la réparation par excision de nucléotides aussi chez l'homme. Bien que la version humaine soit plus complexe que celle des bactéries, en termes chimiques, elle fonctionne à peu près de la même manière que tous les autres organismes.
De gauche à droite :Tomas Lindahl, Paul Modrich et Aziz Sancar. (photo :IFOM.eu/Duke University/Max Englund, UNC School of Medicine)
