Cette semaine, le comité responsable de la remise des prix Nobel en sciences a procédé à la nomination des lauréats dans les 3 catégories concernées soit la médecine et physiologie, la chimie et la physique.
Prix Nobel de Médecine et Physiologie
Le tout a débuté lundi avec la remise du prix en médecine et physiologie. Ce prix a été décerné à trois chercheurs pour la découverte de deux thérapies anti-parasitaires qui ont eu un impact direct sur la santé mondiale. Tout d’abord, deux des gagnants, William C. Campbell et Satoshi Omura, ont mis à jour un médicament pour lutter contre les infections des nématodes (vers ronds), comme la cécité des rivières et la filariose lymphatique qui affectent un tiers de la population mondiale. Omura a examiné plusieurs bactéries présentes dans le sol pour isoler 50 souches de Streptomyces sp. possédant une activité anti-parasitaire potentielle. Campbell a réussi à isoler d’une de ces souches bactériennes un composé très prometteur, l’avermectine. L’équipe de Campbell a par la suite modifié l’avermectine pour produire un médicament encore plus efficace appelé ivermectine. Le tout premier produit d’une toute nouvelle classe de substances anti-parasitaires.
La troisième lauréate, récipiendaire de la 2e moitié du lot de 1,8 millions de dollars américains, est Youyou Tu, une scientifique chinoise qui a réussi à extraire l’artémisine, une substance retrouvée dans l’armoise annuelle (Artemisia annua), plante dont les vertus médicinales incluent aussi la lutte au cancer, et capable de tuer le parasite du paludisme (malaria). Même si la maladie tue encore 500 000 personnes par année sur la planète, le nouveau médicament a réduit de plus de 100 000 le nombre de victimes de l’infection.
Ces deux grandes découvertes ont comme effet de rappeler que beaucoup de thérapies parmi les plus efficaces de la médecine ne sont pas conçues par l’humain mais bel et bien découvertes dans la nature.
Prix Nobel de Physique
Mardi, c’était au tour des lauréats en physique d’être dévoilés. Il est vraiment difficile de choisir le récipiendaire du prix Nobel pour un travail en physique. Les nouvelles découvertes dans le domaine sont souvent le fruit de collaborations internationales de physiciens travaillant sur des projets impliquant plusieurs millions de dollars et des accélérateurs de particules gigantesques avec d’énormes détecteurs ultra-sensibles. En 2015, le prix de la physique a été remis à deux de ces grands projets. Le comité Nobel honore donc la quête permanente pour mieux comprendre la particule subatomique appelée neutrino, la deuxième plus abondante particule dans l’univers … et la plus insaisissable. Les neutrinos se retrouvent sous trois différentes formes : tau, électron et muon. Aucune d’entre elles n’interagit beaucoup avec la matière normale, ce qui rend leur détection et leur étude un petit peu difficile. Voilà donc ce qui rend le travail des deux physiciens, Takaaki Kajita et Arthur B. McDonald, si précieux. En oeuvrant à deux observatoires de neutrinos différents, ils ont conçu des expériences pour identifier les signatures évanescentes de neutrinos et les surprendre lors de la transformation d’une forme à une autre.
Alors que Kajita travaillait à repérer ces oscillations de neutrinos sur le détecteur Super-Kamiokande au Japon, il avait mis au point une des expériences de physique les plus loufoques que vous pouvez imaginer. Grâce à un réservoir en acier, contenant plus de 50 millions de litres d’eau, enterré à plus de 1,5 km de profondeur, et bordé de tubes photomultiplicateurs, il pouvait détecter la lumière produite lorsque les neutrinos interagissent avec l’eau. De plus, Kajita et ses collègues ont démontré que les neutrinos pouvaient changer de forme au cours d’un trajet de près de 300 km dans l’accélérateur de protons à Tokai.
Vers la même époque, McDonald et ses collègues ont trouvé des preuves que les neutrinos en provenance du Soleil pouvaient aussi changer de forme alors qu’ils se dirigeaient vers les détecteurs de l’Observatoire de neutrinos de Sudbury, au Canada.
Ces deux résultats ont chamboulé les fondements de la physique fondamentale. En effet, avant ces travaux, la plupart des chercheurs supposaient que les neutrinos n’avaient pas de masse, principalement parce qu’ils peuvent traverser la matière sans problème et ils semblent se déplacer à une vitesse près celle de la lumière. Le modèle standard de la physique, qui explique la matière et son comportement, implique que les neutrinos ne possèdent pas de masse. Cependant, les données sur les changements de forme et les oscillations des neutrinos signifient hors de tous doutes qu’ils possèdent effectivement une masse. Le modèle standard de la physique serait-il mort?
Prix Nobel de Chimie
Au cours de la dernière décennie, le prix Nobel de chimie a souvent été attribué en biochimie, considérée par plusieurs chimistes comme une sous-catégorie de la vraie chimie. Et le prix de cette année, annoncé mercredi, ne fait pas exception. Les gagnants: trois scientifiques qui ont analysées les mécanismes moléculaires qui conduisent à la réparation de l’ADN endommagé. En effet, cette macromolécule constituée de longues chaînes de nucléotides qui sont les bases chimiques de la vie, ne demeure pas inactive, emprisonnée dans le noyau cellulaire. Lorsqu’elle n’est pas occupée synthétiser les protéines essentielles à la machinerie cellulaire, elle est en mode de réplication (formation d’une copie d’elle-même) dans l’éventualité imminente d’une division cellulaire. Compte tenu de la quantité d’ADN dans une cellule et de l’activité frénétique qu’il s’y développe, il est plus que probable que de petites erreurs de réplication se produisent à l’occasion. De plus, l’ADN subit constamment les assauts d’agents mutagènes environnementaux comme les radiations et les radicaux libres.
Ces erreurs, malheureusement, ne vous transforme pas en un X-Man. En fait, l’un des lauréats en chimie, Tomas Lindahl, a découvert à quel point les problèmes associés à ces erreurs de réplication sont importants. L’information génétique qui se désintègre avec l’âge et les erreurs de réplication laissent croire que sans des mécanismes intégrés de réparation d’ADN, les humains ne seraient pas ici. L’évolution en soi serait interrompue. Lindahl a donc figuré l’un des systèmes de réparation, la réparation par excision de base. Ainsi, un ensemble protéinique pourrait exciser une base azotée mal positionnée sur le brin d’ADN et la remplacée par une autre plus appropriée. Ces erreurs d’une seule base se produisent généralement spontanément.
Mais un autre mécanisme de réparation de l’ADN, par excision de nucléotides (découvert par Aziz Sancar), cible les modifications génétiques plus importantes causées par le rayonnement UV. Lorsque ce système tombe en panne, vous risquez de développer un cancer de la peau. Enfin, le troisième récipiendaire du prix, Paul Modrich, a découvert comment les cellules arrivent à corriger les erreurs perpétrées au cours de la réplication de l’ADN. Lorsque ce système de réparation se détraque, les personnes touchées peuvent développer différentes formes de cancer.