PRIX NOBEL DE PHYSIOLOGIE OU MÉDECINE 2013

Le prix Nobel de physiologie ou médecine 2013 consacre les travaux en biologie cellulaire de trois chercheurs américains, James Rothman, Randy W. Schekman et Thomas C. Südhof (d'origine allemande). Cette distinction s'inscrit dans la lignée de prix Nobel antérieurs, en particulier de celui qui a été attribué en 1985 à Michael S. Brown et Joseph L. Goldstein pour avoir montré comment le cholestérol trouve son chemin de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule. Les recherches des trois lauréats de 2013 portent sur la généralisation de ces travaux, sur la manière dont le trafic intracellulaire de l'extérieur vers l'intérieur, et vice versa, est organisé et contrôlé, enfin sur la manière dont un signal moléculaire « perçu » à l'extérieur de la cellule est amené à son site d'action intracellulaire.

Lorsqu'une molécule, encore appelée ligand (hormones, nutriments, facteurs de croissance, etc.), est reconnue sur la face externe de la membrane cellulaire par son récepteur spécifique, le complexe récepteur-ligand migre d'abord dans le plan de la membrane, puis il s'agrège à d'autres complexes identiques et est internalisé sous forme de vésicules. Ces vésicules sont, selon la nature du ligand, acheminées de manière précise, grâce aux mouvements du squelette interne de la cellule, vers les organites intracellulaires où elles exercent leur éventuelle fonction, tandis que les composants « neutres » de la vésicule, ceux de la mécanique du transport, sont recyclés dans la membrane cellulaire. Des mécanismes de même nature assurent de façon réglée le transport de molécules de l'intérieur vers l'extérieur de la cellule.

Il est remarquable de constater que ce système qui assure le trafic intracellulaire a été sélectionné très tôt au cours de l'évolution des êtres vivants, puisqu'il est le même, ou presque, chez la levure et chez les mammifères. C'est d'ailleurs grâce à l'étude de la génétique de mutants de la levure dans lesquels la sécrétion ne se faisait pas ou se faisait mal (gène Sec, plus tard complexe de plusieurs gènes de la voie de sécrétion) que Schekman a pu caractériser les principaux gènes impliqués dans le trafic intracellulaire. Il a également mis au point des tests de fonction in vitro qui ont permis de confirmer les hypothèses génétiques. Du fait de leur conservation évolutive, on a pu caractériser leurs homologues chez d'autres espèces. De son côté, Rothman, adoptant une stratégie de biochimiste et de chimiste, a isolé les protéines qui assurent l'assemblage des vésicules et leur fusion avec d'autres organites intracellulaires. Ce faisant, il a défini le code qui informe les molécules captées de l'extérieur pour qu'elles atteignent précisément leur « bonne » destination dans la cellule. Rothman et Schekman ont été formés dans le laboratoire d'Arthur Kornberg, autre Prix Nobel spécialiste de la réplication de l'ADN. La trajectoire de Südhof est tout autre. Il a rejoint très tôt le laboratoire de Brown et Goldstein à Dallas. Après avoir précisé de nombreux points du modèle de ces derniers concernant la circulation du cholestérol, il a prouvé le rôle fondamental des flux d'ions calcium dans le contrôle du trafic intracellulaire. Après ses travaux sur le cholestérol, Südhof s'est intéressé au système nerveux et travaille depuis plusieurs années sur le trafic des vésicules à neurotransmetteurs dans la transmission synaptique.

— Gabriel GACHELIN