Sid Altman

Biologie moléculaire

A découvert l'ARN catalytique, réussite pour laquelle il a mérité le Prix Nobel en 1989

"Ne vous inquiétez pas si les choses changent. Faites simplement ce que vous faites de mieux."

Les biologistes moléculaires étudient les milliers de réactions chimiques qui se produisent dans les cellules afin de créer et de maintenir la vie. Quant à Altman, il est spécialisé dans les processus chimiques nécessaires à la duplication des informations à partir de l'ADN et à leur utilisation lors de la fabrication des protéines, les blocs de construction moléculaires des cellules. L’information est copiée à partir de l’ADN par la molécule d’ARN, et environ six types d'ARN différents sont impliqués dans le processus de transcription.

Dans le laboratoire de Crick et Brenner, vers 1970, Altman examinait une partie de ce processus complexe. Il découvrit alors un enzyme appelé “RNase P” (ribonucléase P) qui sert à couper une petite “queue” à l’extrémité d’une molécule intermédiaire d'ARN appelée “ARN-t précurseur.” Les enzymes sont des molécules de protéine spécifiques, qui accélèrent les réactions chimiques, un processus appelé catalyse. La manière dont les enzymes génèrent ce processus consiste en général à maintenir ou tordre une molécule d'une certaine façon, afin que l'un de ses composants chimiques se casse facilement. Il fallut une dizaine d’années à Altman pour découvrir que l’enzyme qu’il étudiait n’était pas un enzyme habituel : au lieu d’être une protéine comme tous les autres enzymes, celui-ci était composé de deux parties — une chaîne d’ARN et une protéine. De plus, c'était la partie d’ARN qui entraînait la catalyse.

Cette découverte était importante, dans la mesure où les molécules d’ARN sont beaucoup plus primitives que les molécules de protéines. Non seulement la découverte d’Altman permettrait éventuellement d’expliquer la manière dont la vie aurait pu commencer il y a des milliards d’années, mais de plus elle offrait un début de solution pour l'élimination d'une forme de vie primitive très agaçante: le virus qui cause le rhume. Les virus du rhume sont fait d'ARN. Il est peut-être possible de concevoir des vaccins catalytiques basés sur l'ARN, qui puissent supprimer les virus du rhume en coupant une partie de leur ARN.

Durant ces dernières années, le Dr. Altman et son équipe de chercheurs de l’Université de Yale ont appliqué leurs connaissances au développement d’une méthode permettant l’inhibition de tout gène dans tout organisme. Ils ont breveté une découverte qui empêche l’expression des gènes de virus dans les cultures cellulaires de tissus humains, et ils espèrent que cette technique sera un jour efficace in vivo – sur les êtres humains.

L’élucidation et la compréhension du rôle important joué par l’ARN dans l’expression des gènes se sont considérablement étendues depuis la découverte d’Altman au début des années 1980. L’ARN emploie une gamme surprenante de mécanismes biochimiques qui peuvent aboutir à différents produits de protéines provenant du même code génétique. “Un nombre incroyable d'ARN différents sont en cours d’identification,” déclare Altman. Par exemple, l’ARN-i (ou “ARN interférent”) régule les gènes dans les vers microscopiques appelés nématodes, ainsi que dans les plantes et les humains. Il est capable d’activer ou de désactiver les gènes. Ces pouvoirs nouvellement découverts de l’ARN changent notre conception des gènes. Nous savons maintenant que, avec l’aide de différents types d’ARN, un seul et unique gène peut être interprété de nombreuses façons différentes, entraînant l'expression de différents produits de protéines. “C’est important, car il y a 20 ans nous avons prédit ceci,” dit Altman. Ceci permet aussi d’expliquer comment un organisme aussi complexe que l'être humain peut émerger à partir de 30000 gènes uniquement.

3D model of M1 RNA. Click to enlarge.

Modèle en 3D de l'ARN M1, la molécule catalytique d'ARN qu'Altman a découverte.

1. La molécule ARN-t précurseur  dont la « queue » est coupée au loin par l'ARN catalytique.

2. La flèche indique le site de clivage où la molécule de ARN-t est divisée. (Le modèle a été produit avec le logiciel de DRAWNA par Eric Westhof, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Centre National de la Récherche Scientifique, Strasbourg, la France.)


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MYSTèRE

Altman pense que le plus grand mystère à résoudre par la nouvelle génération est celle de la compréhension du cerveau humain.

Pour continuer l’exploration

Bruce Alberts, et al., Molecular Biology of the Cell, 4e éd., Garland Science, 2001.

Autobiographie sur le site Web du Prix Nobel.

Une entrevue avec Altman sur le site Web du Prix Nobel.

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