Prix Nobel de chimie pour les chercheurs de mécanismes de réparation d'ADN
Chaque jour l'ADN cellulaire subit des altérations constantes du milieu, tant par rayonnement ultraviolet que par radicaux libres, ou par d'autres substances capables de transformer l'ADN. Cependant, la Royale Académie suédoise des sciences a souligné que “étonnamment l'ADN reste intact”. Ainsi, le prix Nobel de chimie 2015 retombera sur ceux qui ont découvert comment fonctionnent les systèmes de réparation qui maintiennent l'ADN et protègent l'information génétique au niveau moléculaire.
Ce sujet de recherche a commencé à la fin des années 1960. À cette époque, les scientifiques considéraient que l'ADN était une molécule extrêmement stable ; ils reconnaissaient l'existence de mutations à chaque génération, indispensables à l'évolution. Mais l'information génétique ne pouvait pas être très instable, car sinon il serait impossible pour des êtres vivants pluricellulaires.
Thomas Lindahl pendant la recherche postdoctorale a découvert que les molécules d'ARN se dégradaient rapidement. Cela l'a amené à penser que l'ADN n'était peut-être pas aussi stable qu'on le pensait et, expérimentalement, il a confirmé cette conviction. De plus, compte tenu des facteurs qui nuisent à l'ADN, il a conclu qu'un système devait réparer tous ces dommages. Il a ouvert la porte à un vaste champ de recherche.
Trois chercheurs, trois mécanismes
Lindahl lui-même a découvert et décrit l'un de ces mécanismes: la réparation par excision des bases. Lorsqu'une altération se produit sur une base de la chaîne d'ADN, un mécanisme moléculaire est mis en place pour y remédier : une enzyme, la glycosilase, coupe la base ; d'autres enzymes extraient le reste des composants de ce nucléotide de la chaîne et, finalement, le creux arrêté est rempli de composants non défectueux. En 1996, il a régénéré in vitro.
Aziz Sancar a découvert le mécanisme utilisé par les cellules pour réparer les dommages causés par le rayonnement ultraviolet. Dans la réparation par excision des nucléotides, les enzymes extraient une douzaine de nucléotides de la chaîne d'ADN contenant des nucléotides détériorés, et puis, comme dans le cas précédent, l'adn-polymérase et la dna-ligase remplissent la cavité.
Paul Modrich a quant à lui décrit le mécanisme de résolution d'équiparations erronées à intervalles de temps lors de la réplication de l'ADN. Ainsi, la fréquence des défaillances dans la réplication est réduite de mille fois. Un groupe d'enzymes participe également à ce mécanisme. Dans ce cas, cependant, il se concentre sur les groupes de méthyle des chaînes ADN. Si, par erreur, la chaîne qui devait être méthylée n'est pas méthylée pendant la copie de l'ADN, certaines enzymes l'identifient, le coupent et complètent correctement la copie.
Plus de ces trois mécanismes interviennent dans la résolution de l'ADN et, quand on échoue, l'information génétique commence à changer et augmente le risque de développer un cancer. En fait, dans de nombreux types de cancer, certains de ces mécanismes sont affectés. Sur la base de cette connaissance, de nombreux chercheurs travaillent sur le développement de médicaments et de traitements contre le cancer.
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