BIOCHIMIE, BIOLOGIE CELLULAIRE ET MOLÉCULAIRE

Peu d'élèves sortent de leur cursus scolaire en étant capables de citer plus d'une scientifique. Ce constat n'est pas étonnant étant donné que très peu de figures féminines ayant contribué à l'histoire des sciences sont présentées dans les manuels scolaires ou dans nos activités.

Pour se donner les moyens de rétablir la véritable histoire des sciences de la vie et de la Terre, pour que toutes et tous puissent se reconnaître et s’identifier dans ces héros et héroïnes culturel⋅le⋅s qui se sont succédé au cours du temps, voici quelques notices biographiques qui devraient pouvoir trouver place dans nos enseignements.

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Gerty Cori (1896-1957)

Médecin et biochimiste américaine d'origine austro-hongroise, Gerty Theresa Cori (née Radnitz) découvre en 1930 en collaboration avec Carl Ferdinand Cori le processus de conversion du glycogène en glucose dans la régulation de la glycémie, un cycle mettant en évidence le lien entre le métabolisme des muscles et celui du foie dans la production d'énergie cellulaire. Ce cycle est nommé dès lors « Cycle de Cori ». Gerty et Carl obtiennent conjointement le prix Nobel de médecine en 1947 pour leur contribution à la compréhension des mécanismes moléculaires qui permettent à l'organisme de produire de l'énergie à partir d'un apport irrégulier de sucre.
Bien que largement reconnue pour ses travaux, Gerty Cori n'occupe qu'un poste d'assistante tandis que Carl Cori se voit proposer des postes prestigieux. Elle n'obtient un poste de professeure que quand lui devient le directeur du département de Biochimie de l'université de Saint-Louis.

Pour en savoir plus
– [fr] Article « Cori, Gerty Theresa », dans Béatrice Didier, Antoinette Fouque et Mireille Calle-Gruber (dir.), Le Dictionnaire universel des créatrices, Paris : Éditions des Femmes, 2013, p. 1064. 
– [en] Article de l'American Chemistry Society : Carl and Gerty Cori and Carbohydrate Metabolism (consulté le 23 février 2016).
– [en] Sa biographie sur la US National Library of Medicine (consulté le 23 février 2016).

Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910-1994)

Chimiste britannique, Dorothy Crowfoot Hodgkin est la pionnière de la diffraction aux rayons X, méthode de cristallographie permettant de déterminer la géométrie en trois dimensions de molécules complexes, en particulier de molécules d'origine biologique.
Elle se passionne pour l'insuline, du fait de son importance en physiologie humaine. Elle reçoit un échantillon de cristaux d'insuline mais ne peut en déterminer la structure faute de technique adéquate. Pendant 25 ans, elle travaille donc à développer ces techniques, et 35 ans après avoir commencé à étudier l'insuline, elle parvient à en déterminer la structure. La structure de l'insuline est la base des connaissances et des traitements sur le diabète.
Elle a reçu le prix Nobel de chimie « pour sa détermination par des techniques aux rayons X des structures de substances biochimiques importantes ». Par ailleurs, elle milite contre les inégalités sociales et pour la paix. De 1976 à 1988, elle est présidente du Mouvement Pugwash (Pugwash Conferences on Science and World Affairs) qui recevra le prix Nobel de la paix en 1995.

Pour en savoir plus
– [en] Sa biographie sur le site de la fondation Nobel.
– [fr] Sa page wikipedia.

Rosalind Franklin (1920-1958)

Biologiste moléculaire britannique, Rosalind Franklin réussit à cristalliser une molécule d'ADN et à prendre une photographie de cette molécule vue de dessus. C'est ce travail qui permet de connaître la structure en double hélice de l'ADN. Elle commence d'ailleurs à interpréter cela, mais ses travaux sont montrés (sans son accord) à deux scientifiques, Watson et Crick, qui terminent l'interprétation et reçoivent le prix Nobel. Rosalind Franklin meurt avant de pouvoir être associée à ce prix Nobel (qui n'est pas décerné à titre posthume). Son nom n'est même pas cité par les deux récipiendaires du prix.

Pour en savoir plus
– [en] Secret of photo 51.
– [fr] Marcelle Rey-Campagnolle, « Rosalind Franklin et la découverte de la structure de l'ADN », Société française de physique.
– [fr] « Rosalind Franklin, dépossédée de l'ADN », émission radio France Culture, 59 mn.
– [fr] Page Wikipedia.

Elizabeth Gould (1970 ?-)

Psychologue états-unienne, Elizabeth Gould est la première à démontrer que de nouveaux neurones peuvent se créer dans un cerveau adulte. Lorsqu'elle s'investit pleinement en neurologie au début des années 1990, elle étudie en collaboration avec Bruce McEwen à l'université de Princeton l'effet de certaines hormones sur les neurones de l'hippocampe, structure cérébrale impliquée dans les processus cognitifs et dans la régulation du stress, de l'anxiété, de la dépression et de la démence. Au microscope électronique, elle observe des milliers de neurones de l'hippocampe mourir sous l'effet de l'adrénaline, et pourtant, le nombre total de neurones de l'hippocampe ne décroît pas. Grâce à des méthodes de phosphorescence immunologique, Gould montre que des nouveaux neurones sont créés dans l'hippocampe du cerveau adulte des souris, des rats, et de certains primates, hypothèse jusqu'alors réfutée par la communauté des neuroscientifiques. Depuis, cette neurogénèse est documentée chez l'humain adulte, bien qu'il faille encore en préciser les conditions. 

À l'heure actuelle, Gould et son équipe continuent de travailler sur la plasticité cérébrale chez les mammifères, sur les changements structuraux (quantité, forme et taille des neurones et autres cellules du cerveau) dus à l'environnement, aux hormones et aux stimuli extérieurs afin de mieux comprendre les liens entre structure et fonction cérébrale et d'identifier ce qui permet d'optimiser la survie des neurones et la plasticité cérébrale.

Pour en savoir plus
– [en] Biographie d'Elizabeth Gould sur le site The Brain de l'université McGill, Canada (consulté le 23 février 2016).
– [en] The Gould lab, site du laboratoire de Gould à l´universite de Princeton, US (consulté le 23 février 2016).
– [en] Jonah Lehrer, "The reinvention of the self", SEEDmagazine.com, 22 février 2006 (consulté le 23 février 2016).
– [en] Elizabeth Gould, conférence "How does experience influences the brain?", RSA.org, 17 mars 2009 (consulté le 23 février 2016).

Jean Hanson (1919-1973)

Biophysicienne et zoologiste britannique, Jean Hanson – avec son collaborateur Hugh Huxley – explique le fonctionnement de la contraction de la cellule musculaire, notamment le glissement entre les deux myofilaments d'actine et de myosine. À la suite de la publication de la théorie du « sliding filament » en 1953, Hanson étudie la structure détaillée de l'actine, ce qui de surcroît permet de mieux comprendre à l'époque le rôle des protéines dans le corps et de lancer la recherche de traitements pour les maladies dégénératives du muscle. Son explication selon laquelle les myofilaments se meuvent les uns par rapport aux autres est toujours utilisée aujourd'hui. Jusqu'à la fin de sa vie, Hanson a mené une brillante carrière scientifique tout en menant un enseignement enthousiaste. En Angleterre et aux États-Unis, certaines écoles portent son nom.

Pour en savoir plus
– [en] 'Mrs. Muscle' moves science world, BBC News, 22 mai 2004 (consulté le 22 novembre 2015)
– [en] Sa page Wikipedia

Rita Levi-Montalcini (1909-2012)

Neurobiologiste italienne, Rita Levi-Montalcini n'a pas le temps de choisir entre la pratique médicale et la recherche : le fascisme de Mussolini la force à quitter l'université de Turin et à se cacher. Elle réalise cependant ses premières expériences dans un laboratoire de fortune monté dans sa chambre et envoie plusieurs publications en Belgique depuis sa cachette. Après avoir exercé comme médecin à la fin de la guerre, elle reprend ses recherches aux États-Unis avec Stanley Cohen. Avec ce dernier, elle découvre les facteurs de croissance des cellules nerveuses, molécules responsables de la croissance et de la direction que prennent les neurones. Cette découverte fait faire un bond immense à la neurologie et lui vaut le prix Nobel de médecine en 1986. Elle vit jusqu'à 103 ans.

Pour en savoir plus
– [en] Biographie de Rita Leva-Montalcini sur le site des prix Nobel.
– [en] Marguerite Holloway, « Finding the Good in the Bad : A profile of Rita Levi-Montalcini », Scientific American, 30 décembre 2012 (consulté le 7 octobre 2015).
– [fr] Paolo Giordano, « Rencontre avec Rita Levi-Montalcini. Un siècle d'avenir », Courrier International, 14 avril 2009 (consulté le 7 octobre 2015).

Hilde Mangold (1898-1924)

Embryologiste allemande, Hilde Mangold met en évidence le phénomène d'induction embryonnaire chez les vertébrés.

En 1924, alors âgée de 26 ans, elle réalise dans le cadre d'une thèse dirigée par Hans Spemann des expériences de transplantations de certaines parties d'embryons de tritons au sein d'autres embryons. Pour suivre le devenir des cellules, elle choisit ses embryons donneur et receveur parmi des espèces de tritons proches mais présentant une pigmentation différente. Plus précisément, Hilde Mangold et Hans Spemann prennent une zone de la partie dorsale du triton au stade gastrula, qu'ils greffent sur la partie ventrale d'une autre gastrula. L'ajout de ce tissu entraîne le développement de structures dorsales sur ce qui aurait dû devenir le ventre. Par ailleurs, les pigmentations distinctes des embryons permettent de mettre en évidence que ce nouvel axe dorsal n'est pas uniquement issu des cellules greffées. Le groupe de cellules greffées a donc induit le développement des cellules alentour.

Ces expériences montrent qu'une région de cette jeune gastrula contrôlent le développement d'autres parties de l'embryon (phénomène d'induction embryonnaire). Cette région est aujourd'hui connue sous le nom d'« organisateur de Spemann-Mangold ».

« [L]a thèse [de Hilda Mangold] a été l'un des rares ouvrages de ce genre à conduire directement au prix Nobel » écrit Scott F. Gilbert dans son ouvrage de référence Biologie du développement. Cependant le prix Nobel de médecine et de physiologie attribué en 1935 pour ces travaux ne sera décerné qu'à Hans Spemann – le comité « oubliant » les travaux fondateurs sur le sujet réalisés par Ethel Brown Harvey 15 ans plus tôt. En effet, sa thèse tout juste publiée, Hilde Mangold décède suite à l'explosion accidentelle de sa cuisinière.

Pour en savoir plus
– [fr] L'expérience de Spemann et Mangold, Cours de biologie du développement de licence, Unisciel (consulté le 5 novembre 2015)
– [fr] Scott F. Gilbert, Biologie du développement, chapitre 10, De Boeck, 2004
– [fr] Claudio Stern, Spemann and Mangold's discovery of the organizer, bioinfo.org (consulté le 5 novembre 2015).

Maud Leonora Menten (1879-1960)

Biochimiste canadienne, Maud Menten est non seulement la pionnière de la séparation des protéines par électrophorèse mais elle est également associée à la découverte de la cinétique enzymatique avec l'étude quantitative de la vitesse des réactions enzymatiques menée en collaboration avec le biochimiste allemand Leonor Michaelis.
L'équation de Michaelis-Menten, toujours utilisée aujourd'hui, lie la vitesse d'une réaction enzymatique à la concentration du substrat et aux caractéristiques de l'enzyme.

Pour en savoir plus
– [fr] Sa page Wikipedia.
– [en] Some called her Miss Menten.

PROGRAMME EN RELATION
Niveau		Thème		Extrait du B.O.
Tle S Spécialité		Thème 3 – Glycémie et diabètes		« Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques. »

 

Ada E. Yonath (1939-)

Biologiste moléculaire israélienne, Ada E. Yonath est pionnière dans l’étude des ribosomes. Elle est récompensée en 2009 par le prix Nobel de chimie, de même que Thomas A. Steitz et Venkatraman Ramakrishnan, pour avoir déterminé la structure moléculaire précise des ribosomes. Il s'agit alors d'une étape scientifique indispensable pour comprendre avec précision leur mode de fonctionnement.
Ada Yonath est la première à se lancer dans cette aventure. À la fin des années 1970, elle décide d'utiliser les techniques de cristallographie par rayon X pour obtenir une représentation tridimensionnelle de l'organite. Le défi est ambitieux puisqu'il faut auparavant isoler des ribosomes, et en réaliser des cristaux. Après 10 années de recherche, elle parvient à obtenir la toute première image grossière d'un ribosome. En 1990, elle obtient des cristaux d'une qualité suffisante pour en permettre une représentation 3D à l'échelle atomique. On peut alors déterminer le fonctionnement des ribosomes dans ses moindres détails, ce qui ouvre un grand champ d'exploitation : cela permet notamment à Ada E. Yonath de développer une vingtaine d'antibiotiques (la plupart d'entre eux agissant en bloquant les ribosomes bactériens) et de participer à la compréhension des mécanismes de résistance bactérienne aux antibiotiques, enjeu médical majeur du XXIe siècle.

Pour en savoir plus
– [fr] Émilie Auvrouin, « Le prix Nobel de chimie 2009 », Pour la Science, 7 octobre 2009.
– [fr] Marie Nicot, « Ada Yonath, prix Nobel de la curiosité », Le Journal du Dimanche, 30 janvier 2011.
– [fr] « Nobel de chimie 2009 : plongée dans la vie atomique », La Recherche, 7 octobre 2009.
– [en] Sa page Wikipedia.

Programme en relation : Troisième, seconde, terminale

 

Lynn Margulis (1938-2011)

Microbiologiste états-unienne, Lynn Margulis (née Alexander) propose, à la fin des années 1960, la théorie endosymbiotique cellulaire qui suggère que les organites des cellules eucaryotes sont dus au fait des cellules procaryotes auraient été incorporées au sein d'autres cellules avec qui elles entretenaient des relations endosymbiotiques. Reprenant l'hypothèse de l'origine bactérienne de la mitochondrie du biologiste Ivan Wallin, la théorie de Margulis non seulement rompt avec les idées néo-darwiniennes selon lesquelles les mutations spontanées et aléatoires étaient le principal moteur de l'évolution, mais également en remettant en question l'idée que l'évolution des microorganismes s'est faite très longtemps avant celles des organismes plus complexes.

Pour en savoir plus
– [fr] Sa page Wikipedia
– [en] Lynn Margulis (1938-2011), Nature 480, 458, 22 décembre 2011. (consulté le 21 septembre 2016).

PROGRAMME EN RELATION
Niveau		Thème		Extrait du B.O.
Tle S		Thème 1A : la Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant		1A-3 : Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : associations (dont symbioses) par exemple.