La révolution génétique | therapie-genique

1. La révolution génétique

En 1953, Watson et Crick publient dans la revue scientifique Nature un article sur la structure de l’ADN, support de notre patrimoine génétique et en proposent un modèle de réplication dite semi-conservative. Leur découverte s’appuie sur les travaux d’Oscar Avery, Maurice Wilkins et Rosalind Franklin qui avaient identifié et photographié l’Acide Désoxyribonucléique (ADN). Ainsi, Watson et Crick comprennent que cette molécule a la forme d’une double hélice puis, en 1954, que chacun de ses deux brins est composé de phosphate, de désoxyribose et de quatre types de bases azotées : Guanine, Thymine, Adénine et Cytosine.

Watson et Crick avec leur modèle de la molécule d'ADN

Suite à cette découverte, de nombreux chercheurs étudient le génome, établissant progressivement un lien entre matériel génétique et protéines. Ainsi, on découvre que les séquences nucléotidiques de nos gènes codent pour plusieurs protéines. Les protéines sont des chaînes d’acides aminés liés entre eux par des liaisons polypeptidiques. Elles assurent le bon fonctionnement de notre organisme. Ainsi, certaines protéines sont des enzymes digestives, d’autres des anticorps… Les chercheurs parviennent à déterminer les grandes étapes de l’expression du patrimoine génétique : la transcription, la maturation et la traduction. La transcription de l'ADN permet la création d'une nouvelle molécule, l'ARN messager (Acide RiboNucléique) grâce à l'ARN polymérase, un complexe enzymatique. L’hypothèse selon laquelle l'ARN messager serait un intermédiaire entre le gène et la protéine est émise pour la première fois en 1960. Au début des années 1960, Marshall Nirenberg déchiffre le code génétique: ainsi un codon de l'ARN messager code pour un acide aminé d'une protéine. Cependant, en 1977, Richard Roberts et Phillip Sharp découvrent l'existence de l'ARN pré-messager, issu de la transcription de l'ADN. Une nouvelle étape de la synthèse des protéines est dévoilée: la maturation. L'ARN pré-messager est composé d'introns et d'exons. Durant la maturation, les introns sont supprimés et seuls certains exons sont conservés, c'est l'épissage. Les exons restants forment l'ARN messager qui, selon le code génétique, permettra la synthèse de la protéine grâce à l'action de ribosomes. Cette dernière étape correspond à la traduction.

Schéma de l'expression du patrimoine génétique dans une cellule eucaryote

Le séquençage du génome devient par la suite un centre d’intérêt majeur pour des équipes de chercheurs du monde entier. En effet, pouvoir séquencer le génome permettrait de trouver l’origine de nombreuses maladies génétiques, en remontant des protéines aux séquences nucléotidiques codantes correspondantes. De nombreux essais et découvertes s’ensuivent :

En 1977, deux équipes britanniques dirigées par Allan Maxam et Walter Gilbert à l'Université Harvard et par Frederick Sanger au Conseil de recherche médicale de Grande-Bretagne développent deux méthodes pour le séquençage de l’ADN. Elles ne restent cependant que théoriques en raison des manques de ressources informatiques à cette époque.
Puis, d’autres méthodes apparaissent, comme en mai 1980 avec une méthode mise au point aux Etats-Unis par des équipes des universités de l’Utah et Stanford. Une autre méthode présentée par Akiyoshi Wada implique l’utilisation de robots.
A partir de 1990 le "Projet génome humain" porté par des équipes de recherches publiques et Celera Genomics, une entreprise privée, aboutit au séquençage complet du génome en 2001, suite à une bataille acharnée entre acteurs publics et privés. Aujourd'hui, nous savons que l'ADN humain est composé d'environ 3,4 milliards de nucléotides et nous avons recensé près de 25 000 gènes chez l'Homme.

Couvertures de Science et Nature sur le génome humain