Une technique révolutionnaire baptisée cryomicroscopie électronique, qui a regardé de plus près le virus Zika et une enzyme d'Alzheimer, gagné les scientifiques Jacques Dubochet, Joachim Frank et Richard Henderson ont reçu mercredi le prix Nobel de chimie.
Grâce à la « méthode cool » de l'équipe internationale, qui utilise des faisceaux d'électrons pour examiner les plus petites structures des cellules, « les chercheurs peuvent désormais congeler des biomolécules à mi-chemin et visualiser des processus qu'ils n'ont jamais vus auparavant, ", a déclaré le comité du Nobel de chimie.
Cela a été « décisif à la fois pour la compréhension de base de la chimie de la vie et pour le développement de produits pharmaceutiques, " a-t-il ajouté.
La méthode d'imagerie ultra-sensible permet de surgeler et d'étudier les molécules sous leur forme naturelle, sans avoir besoin de colorants.
Il a mis à nu des détails inédits sur les minuscules machines à protéines qui font fonctionner toutes les cellules.
"Lorsque les chercheurs ont commencé à soupçonner que le virus Zika était à l'origine de l'épidémie de nouveau-nés cérébraux au Brésil, ils se sont tournés vers la cryo-EM (microscopie électronique) pour visualiser le virus, ", a déclaré le comité.
Franc, un Américain d'origine allemande de 77 ans, a été réveillé de son sommeil lorsque le comité a annoncé le prix à Stockholm.
"Il y a tellement d'autres découvertes chaque jour, J'étais en quelque sorte sans voix, " dit Franck, professeur de biochimie à l'Université Columbia à New York. "C'est une merveilleuse nouvelle."
Dans la première moitié du 20e siècle, biomolécules—protéines, L'ADN et l'ARN étaient des terra incognita sur la carte de la biochimie.
Parce que le puissant faisceau d'électrons détruit le matériel biologique, On a longtemps pensé que les microscopes électroniques n'étaient utiles que pour étudier la matière morte.
Un écran dévoile les images de Jacques Dubochet - de l'Université de Lausanne, La Suisse, Joachim Frank de l'Université de Columbia, États-Unis et Richard Henderson, du Laboratoire de biologie moléculaire du MRC, Cambridge, En Angleterre, qui ont reçu le prix Nobel de chimie 2017, lors d'une conférence de presse, à l'Académie royale des sciences de Stockholm, Mercredi, 4 octobre 2017. Le prix Nobel de chimie récompense les chercheurs pour des avancées majeures dans l'étude des morceaux infinitésimaux de matière qui sont les éléments constitutifs de la vie. (Claudio Bresciani/Agence de presse TT via AP)
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Mais Henderson, un Britannique de 72 ans, utilisé un microscope électronique en 1990 pour générer une image tridimensionnelle d'une protéine à une résolution atomique, une découverte révolutionnaire qui a prouvé le potentiel de la technologie.
Frank l'a ensuite rendu largement utilisable en développant une méthode entre 1975 et 1986 pour transformer les images floues bidimensionnelles du microscope électronique en images nettes, Composites 3D.
De nationalité suisse Dubochet, eau ajoutée.
Maintenant 75, il a découvert dans les années 1980 comment refroidir l'eau si rapidement qu'elle se solidifie sous forme liquide autour d'un échantillon biologique, permettant aux molécules de conserver leur forme naturelle.
Chaque écrou et boulon du microscope électronique a été optimisé depuis ces découvertes.
La résolution atomique requise a été atteinte en 2013, et les chercheurs « peuvent désormais produire en routine des structures tridimensionnelles de biomolécules, " selon le comité Nobel.
"Un prix scientifique est une chose ambiguë, il met en valeur un individu alors qu'il faut mettre en valeur un effort collectif, mais je ne suis pas seul, " Dubochet a déclaré lors d'une conférence de presse à Lausanne après l'annonce du prix.
Le professeur honoraire de biophysique s'est fait remarquer non seulement pour son humilité, mais aussi son humour.
Sur son curriculum vitae, Dubochet note qu'il a été « conçu par des parents optimistes » en 1941, et plaisante que souffrir de dyslexie lui a permis d'être « mauvais en tout ».
Le trio se partagera le prix en argent de neuf millions de couronnes suédoises (environ 1,1 million de dollars ou 943, 100 euros).
"Normalement ce que je ferais si j'étais à Cambridge, nous aurons une fête autour de l'heure du thé dans le labo mais je pense que nous l'aurons demain à la place, " dit Henderson, qui travaille au Laboratoire de biologie moléculaire du MRC.
Joachim Franck, de l'Université de Columbia, est étreint par sa femme Carol Saginaw, dans leur appartement de New York, Mercredi, 4 octobre 2017. Frank partage le prix Nobel de chimie de cette année avec deux autres chercheurs pour avoir développé une méthode permettant de générer des images tridimensionnelles des molécules de la vie. (Photo AP/Richard Drew)
« Révolution de la résolution »
L'annonce a été saluée par la communauté scientifique et les observateurs du monde entier.
John Savill, professeur et PDG du Medical Research Council, financé par le gouvernement britannique, la microscopie électronique a permis aux scientifiques d'examiner de près les molécules de la maladie.
Ça a été utilisé, par exemple, pour compiler un identikit détaillé d'une enzyme impliquée dans la maladie d'Alzheimer.
« Déterminer la structure des protéines chez l'homme est essentiel pour comprendre comment elles interagissent dans le corps et développer de meilleurs médicaments pour les maladies, ", a déclaré Savill dans un communiqué.
Dave Stuart, professeur de biologie structurale à l'Université d'Oxford, a décrit la technique comme une "révolution de résolution" qui a permis aux chercheurs "de voir dans les moindres détails les structures de la vie".
Il peut également être utilisé pour examiner les protéines qui déclenchent l'attaque du système immunitaire contre les virus intrus.
Pour John Hardy, professeur de neurosciences à l'University College London, La cryomicroscopie électronique « ouvre la possibilité d'une conception rationnelle de médicaments ».
"Et en tant que biologiste, Je peux dire que les photos sont belles, " il ajouta.
Le prix Nobel de littérature doit être annoncé jeudi à 11h00 GMT.
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L'Académie royale des sciences de Suède a décidé d'attribuer le prix Nobel de chimie 2017 à
Jacques Dubochet, Université de Lausanne, la Suisse
Joachim Franck, Université de Columbia, New York, Etats-Unis
et
Richard Henderson, Laboratoire de biologie moléculaire du MRC, Cambridge, Royaume-Uni
« pour le développement de la cryomicroscopie électronique pour la détermination de la structure à haute résolution de biomolécules en solution »
De gauche, Sara Snogerup Linse, président du comité Nobel de chimie, Goran K. Hansson, secrétaire de l'Académie royale des sciences, et Peter Brzezinski, membre du comité Nobel, s'asseoir lors d'une conférence de presse comme ils l'annoncent - Jacques Dubochet - de l'Université de Lausanne, La Suisse, Joachim Frank de l'Université de Columbia, États-Unis et Richard Henderson, du Laboratoire de biologie moléculaire du MRC, Cambridge, en Angleterre en tant que lauréats du prix Nobel de chimie 2017, à l'Académie royale des sciences de Stockholm, Mercredi, 4 octobre 2017. Le prix Nobel de chimie récompense les chercheurs pour des avancées majeures dans l'étude des morceaux infinitésimaux de matière qui sont les éléments constitutifs de la vie. (Claudio Bresciani/Agence de presse TT via AP)
La technologie des microscopes cool révolutionne la biochimie
Nous pourrions bientôt avoir des images détaillées des machines complexes de la vie en résolution atomique. Le prix Nobel de chimie 2017 est décerné à Jacques Dubochet, Joachim Frank et Richard Henderson pour le développement de la cryomicroscopie électronique, ce qui à la fois simplifie et améliore l'imagerie des biomolécules. Cette méthode a fait entrer la biochimie dans une nouvelle ère.
Sur cette photo publiée par l'Université de Lausanne, La Suisse, Jacques Dubochet, professeur de chimie à l'Université de Lausanne (UNIL), pose dans son bureau, à Lausanne, La Suisse, en 2006. Trois chercheurs basés aux États-Unis, Le Royaume-Uni et la Suisse ont remporté le prix Nobel de chimie le mercredi 4 octobre, 2017 pour les développements en microscopie électronique. Le prix de 9 millions de couronnes (1,1 million de dollars) est partagé par Jacques Dubochet de l'Université de Lausanne, Joachim Frank de la Columbia University de New York et Richard Henderson du MRC Laboratory of Molecular Biology à Cambridge, Bretagne. (Université de Lausanne/Keystone via AP)
Une image est une clé pour comprendre. Les percées scientifiques reposent souvent sur la visualisation réussie d'objets invisibles à l'œil humain. Cependant, les cartes biochimiques ont longtemps été remplies d'espaces vides parce que la technologie disponible a eu des difficultés à générer des images d'une grande partie de la machinerie moléculaire de la vie. La microscopie cryoélectronique change tout cela. Les chercheurs peuvent désormais congeler des biomolécules à mi-mouvement et visualiser des processus qu'ils n'ont jamais vus auparavant, ce qui est décisif à la fois pour la compréhension de base de la chimie du vivant et pour le développement des produits pharmaceutiques.
On a longtemps pensé que les microscopes électroniques ne convenaient qu'à l'imagerie de la matière morte, car le puissant faisceau d'électrons détruit le matériel biologique. Mais en 1990, Richard Henderson a réussi à utiliser un microscope électronique pour générer une image tridimensionnelle d'une protéine à une résolution atomique. Cette percée a prouvé le potentiel de la technologie.
Jacques Dubochet, Université de Lausanne, l'un des lauréats du prix Nobel de chimie 2017 prend la parole lors d'une conférence de presse à l'Université de Lausanne, Unil, à Lausanne en Suisse, Mercredi, 4 octobre 2017. Trois chercheurs basés aux États-Unis, Le Royaume-Uni et la Suisse ont remporté mercredi le prix Nobel de chimie pour leurs développements en microscopie électronique. Le prix de 9 millions de couronnes (1,1 million de dollars) est partagé par Jacques Dubochet de l'Université de Lausanne, Joachim Frank de la Columbia University de New York et Richard Henderson du MRC Laboratory of Molecular Biology à Cambridge, Bretagne. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Joachim Frank a rendu la technologie généralement applicable. Entre 1975 et 1986, il a développé une méthode de traitement d'image dans laquelle les images floues bidimensionnelles du microscope électronique sont analysées et fusionnées pour révéler une structure tridimensionnelle nette.
Jacques Dubochet a ajouté de l'eau à la microscopie électronique. L'eau liquide s'évapore dans le vide du microscope électronique, ce qui fait s'effondrer les biomolécules. Au début des années 1980, Dubochet a réussi à vitrifier l'eau - il a refroidi l'eau si rapidement qu'elle s'est solidifiée sous sa forme liquide autour d'un échantillon biologique, permettant aux biomolécules de conserver leur forme naturelle même dans le vide.
Suite à ces découvertes, tous les écrous et boulons du microscope électronique ont été optimisés. La résolution atomique souhaitée a été atteinte en 2013, et les chercheurs peuvent désormais produire régulièrement des structures tridimensionnelles de biomolécules. Au cours des dernières années, la littérature scientifique a été remplie d'images de tout, des protéines qui causent la résistance aux antibiotiques, à la surface du virus Zika. La biochimie est maintenant confrontée à un développement explosif et est prête pour un avenir passionnant.
Jacques Dubochet, droit, Université de Lausanne, l'un des lauréats du prix Nobel de chimie 2017 s'exprime aux côtés de Nouria Hernandez, la gauche, Recteur de l'UNIL après conférence de presse à l'Université de Lausanne, UNIL, La Suisse, Mercredi, 4 octobre 2017. Trois chercheurs basés aux États-Unis, Le Royaume-Uni et la Suisse ont remporté mercredi le prix Nobel de chimie pour leurs développements en microscopie électronique. Le prix de 9 millions de couronnes (1,1 million de dollars) est partagé par Jacques Dubochet de l'Université de Lausanne, Joachim Frank de la Columbia University de New York et Richard Henderson du MRC Laboratory of Molecular Biology à Cambridge, Bretagne. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Récents lauréats du prix Nobel de chimie
Voici une liste des lauréats du prix Nobel de chimie au cours des 10 dernières années, dont le prix de cette année mercredi à trois scientifiques pour le développement de la cryomicroscopie électronique :
2017 :Jacques Dubochet (Suisse), Joachim Frank (États-Unis) et Richard Henderson (Grande-Bretagne), pour la cryomicroscopie électronique, une méthode d'imagerie minuscule, molécules congelées.
2016 :Jean-Pierre Sauvage (France), Fraser Stoddart (Grande-Bretagne) et Bernard Feringa (Pays-Bas) pour le développement de machines moléculaires, les plus petites machines du monde.
2015 :Tomas Lindahl (Suède), Paul Modrich (États-Unis) et Aziz Sancar (Turquie-États-Unis) pour leurs travaux sur la façon dont les cellules réparent l'ADN endommagé.
2014 :Eric Betzig (États-Unis), William Moerner (États-Unis) et Stefan Hell (Allemagne) pour le développement de la microscopie à fluorescence à très haute résolution.
2013 :Martin Karplus (US-Autriche), Michael Levitt (États-Unis-Grande-Bretagne) et Arieh Warshel (États-Unis-Israël) pour avoir conçu des modèles informatiques pour simuler des processus chimiques.
2012 :Robert Lefkowitz (États-Unis) et Brian Kobilka (États-Unis) pour des études sur les récepteurs cellulaires couplés aux protéines G.
2011 :Daniel Shechtman (Israël) pour la découverte de quasi-cristaux.
2010 :Richard Heck (États-Unis) et Ei-ichi Negishi et Akira Suzuki (Japon) pour leurs travaux sur les couplages croisés catalysés par le palladium en synthèse organique.
2009 :Venkatraman Ramakrishnan et Thomas Steitz (États-Unis), Ada Yonath (Israël) pour les études de la structure et de la fonction de la machine moléculaire du ribosome dans les cellules.
2008 :Osamu Shimomura (Japon), Martin Chalfie et Roger Tsien (US) pour la découverte et le développement de la protéine fluorescente verte, GFP, utilisé comme traceur dans les tests de laboratoire.
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