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Genetics and Genomics Timeline
George W. Beadle
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En plus de régir l’expression des caractéristiques héréditaires, les gènes dirigent la fabrication des protéines qui contrôlent les fonctions métaboliques de base, qui caractérisent la vie elle-même. Cette idée, aux conséquences profondes pour la biologie moléculaire, a été confirmée expérimentalement en 1941 par George W. Beadle et Edward L. Tatum.
Beadle, généticien, a d’abord travaillé avec la drosophile des fruits dans le laboratoire de Thomas Hunt Morgan à l’Université Columbia. En 1935, il avait développé des preuves suggestives que la couleur des yeux, connue pour être héritée, représente une série de réactions chimiques déterminées génétiquement. Ses travaux au cours des six années suivantes, en grande partie avec Edward L. Tatum, un biochimiste, ont approfondi cette hypothèse. Mais la complexité de la Drosophile s’est avérée un inconvénient pour développer des expériences qui démontreraient un lien entre des gènes spécifiques et leurs produits chimiques.
En 1941, Beadle et Tatum se sont tournés vers une créature plus simple, dans laquelle des produits spécifiques du métabolisme pouvaient être directement étudiés. Un moule à pain, Neurospora crassa, s’est avéré idéal. Neurospora peut être cultivé avec du sucre, des sels inorganiques et de la vitamine biotine. Ce champignon a un cycle de vie court et se reproduit sexuellement et se reproduit de manière asexuée c’est-à-dire que la reproduction sexuée donne lieu à des spores. De plus, Neurospora ne possède qu’un seul ensemble de chromosomes non appariés, de sorte que toute mutation est immédiatement exprimée. Cela était connu, principalement à travers les travaux de Bernard O. Dodge, quand Beadle et Tatum ont commencé leurs recherches.
Edward L. Tatum
Dans ce qui est devenu une expérience célèbre, Beadle et Tatum ont d’abord irradié un grand nombre de Neurospora, et ont ainsi produit des organismes avec des gènes mutants. Ils ont ensuite croisé ces mutants potentiels avec des Neurospora non irradiés.
Les produits normaux de cette recombinaison sexuelle pourraient se multiplier dans un milieu de croissance simple. Cependant, Beadle et Tatum ont montré que certaines spores mutantes ne se répliqueraient pas sans l’ajout d’un acide aminé spécifique l’arginine. Ils ont développé quatre souches de Neurospora dépendantes de l’arginine – dont chacune, ils ont montré, avait perdu l’usage d’un gène spécifique qui facilite habituellement une enzyme particulière nécessaire à la production d’arginine.
L’expérience assez simple de Beadle et Tatum a été une clé de voûte du développement de la biologie moléculaire. Dans sa forme de base, le concept selon lequel les gènes produisent des enzymes avait été présenté pour la première fois dès 1901 par Archibald Garrod comme Beadle l’a reconnu lorsque lui et Tatum ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1958. Alors que le travail de Garrod avait été largement ignoré, les recherches de Beadle et Tatum, plus de trois décennies plus tard, ont été immédiatement reconnues.
Du travail de Beadle et Tatum est née une hypothèse de base: Un gène spécifie la production d’une enzyme. Cette idée a été exceptionnellement fructueuse, mais aussi très débattue et finalement modifiée. Aujourd’hui, on dit généralement, plus précisément, que chaque gène spécifie la production d’un seul polypeptide c’est-à-dire une protéine ou un composant protéique. Ainsi, deux gènes ou plus peuvent contribuer à la synthèse d’une enzyme particulière. De plus, certains produits de gènes ne sont pas des enzymes en soi, mais des protéines structurelles.
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George W. Beadle lauréat du Prix Albert Lasker 1950 pour la recherche médicale fondamentale |
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