NATHANS DANIEL (1928-1999)

Après avoir obtenu son diplôme de médecin en 1954, Daniel Nathans a commencé à exercer au Columbia Presbyterian Medical Center de New York. Très tôt cependant, il s'oriente vers la recherche, et entame sa nouvelle carrière au National Institute of Health. Après un bref passage auprès de Fritz Lipmann, au Rockefeller Institute, il rejoint en 1962 la Johns Hopkins University, à Baltimore, dont il dirigera le département de microbiologie de 1972 à 1982.

Les travaux de Daniel Nathans portent sur les enzymes de restriction (endonucléases) et sur leur utilisation dans l'analyse de l'ADN. Découvertes par le biologiste suisse Werner Arber au début des années 1960, ces enzymes bactériennes ont la propriété de couper l'ADN en des sites de séquence très spécifique. Ces séquences, longues de trois ou quatre bases de part et d'autre du site de coupure, sont différentes pour chaque enzyme de restriction.

Par conséquent, les enzymes de restriction pouvaient être utilisées comme outil par la biologie moléculaire, naissante à l'époque, pour découper, ou « digérer » l'ADN en fragments de tailles différentes les uns par rapport aux autres, mais de longueur constante pour un génome donné et une enzyme de restriction donnée. Ces développements, d'abord théorisés par Hamilton Smith, collègue de Daniel Nathans à la Johns Hopkins University, seront repris par ce dernier, et appliqués à la réalisation de la première carte génétique de l'histoire : la carte, dite de restriction, de l'ADN du virus simien SV 40.

Grâce à une collection d'enzymes enrichie par Hamilton Smith, Daniel Nathans va pouvoir soumettre l'ADN du SV 40 à des digestions successives, reconstituer l'enchaînement des fragments d'ADN dans le génome viral, et positionner les uns par rapport aux autres les sites de coupure respectifs des enzymes utilisées. Le principe consiste à mesurer par électrophorèse la longueur des fragments d'ADN obtenus lors de digestions successives par différentes enzymes, puis à répéter l'opération en modifiant l'ordre des enzymes utilisées : il est ainsi possible de positionner un site de coupure d'une première enzyme entre deux sites de coupure d'une seconde enzyme, ou au contraire, à l'extérieur de l'intervalle formé par ces deux sites. De cette manière, une carte des sites de restriction sur l'ADN peut être établie de proche en proche.

« Pour leur découverte des enzymes de restriction, et leurs travaux sur l'utilisation de ces enzymes dans le domaine de la génétique moléculaire », Daniel Nathans, Hamilton Smith et Werner Arber ont été récompensés en 1978 par le prix Nobel de physiologie ou médecine. La technique de cartographie inaugurée par les trois chercheurs a été couramment utilisée jusqu'à la fin des années 1980 pour des génomes beaucoup plus complexes que celui du SV 40.

— Vincent BARGOIN