Ce scientifique oublié est à l’origine de la découverte de l’ADN

Quand James Watson et Francis Crick mirent au jour la structure en double hélice de l’ADN, en 1953, ils ne firent pas que résoudre une énigme biologique, ils révélèrent le code caché qui gouverne la vie elle-même. Mais cette découverte majeure n’aurait pas été possible sans de remarquables avancées antérieures.

Quatre-vingts ans auparavant, les recherches d’un biochimiste suisse avaient permis l’identification d’un fondement essentiel de l’ADN : l’acide nucléique. En effectuant des tests sur du pus obtenu à partir de pansements usagés, le scientifique Friedrich Miescher mit en évidence ce composant clé de l’acide désoxyribonucléique, c’est-à-dire de l’ADN. Désormais, on considère l’acide nucléique comme la quatrième biomolécule principale, avec les lipides, les glucides et les protéines. Contrairement à l’influence exercée par Darwin ou de Mendel, celle de Miescher demeure moins connue, car il était en avance sur son temps de plusieurs décennies lorsqu’il réalisa sa découverte et parce que le cadre théorique qui permit de prendre la mesure du rôle de l’acide nucléique dans l’hérédité n’existait pas encore.

Et pourtant, ses travaux sont cruciaux pour comprendre le monde qui nous entoure. « Quand on parle de l’ADN, cela commence avec Miescher », rappelle Neeraja Sankaran.

Mais qui, au juste, était ce scientifique oublié ? Voici comment un chercheur du 19^e siècle que peu connaissent découvrit une composante de base de l’ADN dans des cellules humaines.

AVANT L’HÉLICE

Friedrich Miescher vit le jour en 1844, à Bâle, en Suisse, dans une famille de médecins estimés, chose qui éveilla chez lui un intérêt pour la science dès son jeune âge. Selon la biologiste Kersten Hall, il étudia la médecine, mais une perte d’audition consécutive à une typhoïde contractée enfant lui fit craindre qu’il ne puisse devenir lui-même un bon médecin.

En 1868, Friedrich Miescher s’installa à Tübingen, en Allemagne, pour travailler dans un laboratoire de Felix Hoppe-Seyler, scientifique ayant fondé le champ de la biochimie et de la biologie moléculaire.

En 1869, alors qu’il travaillait à l’Université de Tübingen, Friedrich Miescher se mit à étudier les globules blancs en recueillant du pus sur des pansements hospitaliers usagés. Comme l’explique le biologiste moléculaire Ralf Dahm, les antiseptiques n’étaient pas encore disponibles au plus grand nombre et les blessures s’infectaient donc régulièrement.

Friedrich Miescher souhaitait « comprendre la vie au niveau chimique, c’est-à-dire comprendre comment, dans les faits, les molécules fabriquent le vivant ; un objectif extraordinairement ambitieux », explique-t-il. Les globules blancs constituaient un point de départ idéal, car « ils ne sont pas intégrés à un tissu et parce qu’ils peuvent se déplacer, contrairement aux autres cellules ».

Alors qu’il commençait à étudier les globules blancs, Friedrich Miescher identifia trois biomolécules connues à l’époque : les lipides, les glucides et les protéines. « Friedrich Miescher a découvert une substance qui lui semblait énigmatique, car elle n’avait pas les propriétés des autres substances », raconte Ralf Dahm.

Il tenta de « digérer » cette substance mystérieuse avec de la pepsine afin de dégrader les protéines, de la tacher avec de l’iode afin d’identifier les glucides et de la nettoyer à l’alcool et à l’éther afin de dissoudre les lipides. Mais toutes ces tentatives furent vaines. Il appela cette nouvelle substance « nucléine », car il l’avait séparée du noyau des globules blancs, qui abrite notre ADN.

Selon Ralf Dahm, Friedrich Miescher savait qu’il avait réalisé une découverte monumentale, et il voulait s’assurer que le monde entier le sache.

PERSONNE NE VEUT ENTENDRE PARLER DE PUS

Avant que Friedrich Miescher ne puisse publier ses travaux, il subit une série de contretemps. Tout d’abord, il dut attendre deux ans pour publier son article, le temps que Felix Hoppe-Seyler vérifie son travail. Cela était dû à une certaine prudence, car l’un des anciens étudiants du scientifique avait affirmé à tort avoir découvert une nouvelle substance qui n’était en fait qu’un « mirage chimique », explique Kersten Hall.

En 1871, Friedrich Miescher publia ses résultats dans un article intitulé Sur la composition chimique des cellules de pus. « Ce n’est pas un titre qui tient en haleine », relève Kersten Hall.

Comme si le titre seul ne suffisait pas à décourager de lire l’article, Friedrich Miescher enfouit le cœur de sa découverte à la dix-neuvième page, sur vingt. « Il faut se frayer un chemin à travers des analyses chimiques de cellules d’un ennui terrible et dont on peut n’avoir rien à faire du tout pour découvrir qu’il a en fait révolutionné la biologie », commente Ralf Dahm.

Il n’avait rien non plus de tangible à montrer pour prouver ses conclusions. « L’ADN, à l’époque de Miescher, était un concept abstrait, poursuit Ralf Dahm. C’était une molécule avec des propriétés quelque part dans la cellule. »

« Il y a cette lettre qu’il a écrite dans laquelle il dit : “Cela fait maintenant plusieurs années que j’ai dû m’habituer à l’idée que mes travaux ont un caractère d’urgence qui dépasse ma capacité de travail, et je me couche avec la conscience d’un écolier qui n’a pas révisé ses leçons.” Il y a ce sentiment d’inachevé. »

En 1872, un an après la publication de son article, Friedrich Miescher commença à enseigner à l’Université de Bâle. Ses étudiants le considéraient comme un scientifique dévoué à la tâche, presque à l’excès. À en croire Fritz Suter, l’un de ses étudiants, Friedrich Miescher aurait presque manqué sa propre cérémonie de mariage parce qu’il était affairé dans son laboratoire.

LE LONG CHEMINEMENT SCIENTIFIQUE QUI MENA À L’ADN

En 1889, vingt ans après la découverte initiale de Friedrich Miescher, son étudiant, Richard Altmann, inventa le terme « acide nucléique » pour décrire la nucléine. « Je pense que c’était une sorte de spoliation intellectuelle de la part de l’élève pour usurper le maître », explique Kersten Hall.

En inventant un autre nom pour ce qui était la même molécule d’ADN, Richard Altmann parvint à soutenir que la nucléine de Miescher n’était pas la même chose que l’acide nucléique dont lui parlait. Cela minimisa considérablement la découverte de Friedrich Miescher. « Et le nom d’Altmann resta », ainsi que le terme d’acide nucléique, ajoute Kersten Hall.

Un ouvrage à paraître sur Miescher, écrit par Kersten Hall et Ralf Dahm, prétend révéler que c’est le maître spolié, et non le célèbre physicien autrichien Erwin Schrödinger, qui fut le premier à suggérer comment les variations des traits biologiques pouvaient se manifester dans une molécule. « À ma connaissance, c’est la première fois que quiconque proposait cela. »

Quelques décennies plus tard, en 1953, James Watson et Francis Crick donnèrent une structure à la molécule d’ADN découverte par Friedrich Miescher, celle d’une double hélice, désormais emblématique, raconte Kersten Hall.

James Watson et Francis Crick produisirent des preuves plus tangibles de leur découverte que ne l’avait fait Friedrich Miescher. « La double hélice est, du moins il me semble, une structure d’une grande beauté esthétique, totalement indépendante de sa fonction, ajoute Ralf Dahm. Elle la rend tangible. »

L’HÉRITAGE DE FRIEDRICH MIESCHER

Friedrich Miescher mourut de tuberculose en 1895 à l’âge de cinquante et un ans. Et de nos jours encore, ses travaux demeurent rarement reconnus par la communauté scientifique.

Kersten Hall ajoute que Miescher se décrivait comme le Sisyphe du mythe grec, condamné à pousser éternellement un rocher jusqu’au sommet d’une colline.

Mais selon lui, il s’agit d’un aspect important de l’héritage du scientifique. « [La science], c’est comme faire rouler un rocher vers le sommet de la colline, à ceci près que c’est un sport d’équipe, explique-t-il. J’ai vraiment très envie qu’on s’éloigne de ces histoires de génies solitaires et d’éclairs de lucidité. »

Comme le rappelle Neeraja Sankaran, il fallut une série d’événements subtilement entrelacés pour que des scientifiques prennent toute la mesure des découvertes de Friedrich Miescher. Et ce dernier était « un maillon important de la chaîne ».