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Le prix Nobel de chimie 2015 pour des travaux sur la réparation de l'ADN

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Le prix Nobel de chimie 2015 récompense trois chercheurs qui, indépendamment, ont étudié la « boîte à outils des cellules » permettant de réparer un ADN endommagé. Il s'agit du Suédois Tomas Lindahl, de l'Américain Paul Modrich et du Turco-Américain Aziz Sancar.

Les trois lauréats du prix Nobel de chimie 2015 ont décrit les mécanismes moléculaires de réparation de l'ADN. © Comité Nobel

Chaque jour, notre ADN est endommagé par des rayonnements UV, des radicaux libres et d'autres molécules cancérogènes, provoquant des milliers de changements dans le génome. Des erreurs peuvent aussi avoir lieu lorsque l'ADN est recopié au cours de la division cellulaire, un phénomène qui a lieu des millions de fois par jour dans l'organisme. Mais, si notre matériel génétique reste relativement stable, c'est grâce aux mécanismes moléculaires qui suivent et réparent en continu la molécule d’ADN.

Les trois lauréats du Nobel de chimie 2015 ont décrit au niveau moléculaire comment les cellules peuvent réparer leur ADN. Ces travaux ont des applications pour le traitement du cancer car les dommages faits à l'ADN augmentent le risque de cancer.

Le premier lauréat du prix Nobel de chimie 2015, Tomas Lindahl, est un chercheur émérite de l'Institut Francis Crick. Dans les années 1970, il a montré qu'au rythme auquel l'ADN se dégradait, la vie sur Terre telle que nous la connaissons ne pourrait pas exister et donc qu'il devait exister des systèmes de réparation de l'ADN. Son équipe a caractérisé une voie de réparation de l'ADN, qui agit par excision de base (base excision repair) pour permettre à la cellule de se défendre contre les dommages faits au génome. Grâce à ce mécanisme, un nucléotide endommagé dans l'ADN peut être remplacé.

Les travaux d’Aziz Sancar décrivent comment l’ADN peut être réparé après des lésions typiquement dues aux rayonnements UV : des ponts entre thymines (en bleu). © Johan Jarnestad, The Royal Swedish Academy of Sciences

Une machinerie cellulaire qui garantit la stabilité du génome

Le deuxième lauréat, Paul Modrich, est professeur à la Duke University School of Medicine. Il a montré comment la cellule corrige des erreurs lors de la réplication de l'ADN, ce qui permet d'éviter que de trop nombreuses mutations s'accumulent au fil des divisions cellulaires. En effet, lors de la réplication, un nucléotide peut être inséré par erreur. Des protéines, MutS et MutL, peuvent repérer l'erreur commise. Le brin mal recopié est coupé et remplacé par un brin d'ADN correct. Ce mécanisme appelé mismatch repair est défectueux chez des personnes atteintes d'une forme congénitale de cancer du côlon.

Enfin, le dernier à être récompensé est Aziz Sancar, professeur à la University of North Carolina School of Medicine. Aziz Sancar a décrit le mécanisme par lequel les cellules réparent les dommages faits par les UV à l'ADN. En effet, les UV, mais aussi des substances cancérogènes, peuvent induire des « ponts » entre deux thymines adjacentes, qui forment alors un dimère de thymines. Grâce au mécanisme de réparation par excision de nucléotides, ou nucleotide excision repair (NER), le brin portant le dimère de thymines est coupé et remplacé par un brin correct. Des personnes nées avec des défauts dans ce système de réparation développent des cancers de la peau si elles sont exposées à la lumière du soleil.

Le prix Nobel de chimie 2015 honore donc une nouvelle fois des travaux qui sortent du champ de la chimie et touchent aux sciences biologiques.

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