Charles Yanofsky
Généticien et microbiologiste américain
Les contributions les plus importantes de Charles Yanofsky à la génétique et à la biochimie se sont développées à partir de ses études sur la génétique et la biochimie de la tryptophane synthétase. L’étude pionnière de Yanofsky sur la tryptophane synthétase a été la première à démontrer qu’une enzyme pouvait contenir deux sous-unités différentes. La tryptophane synthétase d’Eschericia coli catalyse les deux dernières réactions séquentielles de la biosynthèse du tryptophane. Les travaux de Yanofsky sur la relation entre les gènes contrôlant l’enzyme et la synthèse et la régulation de l’enzyme ont contribué à une version plus sophistiquée du concept “un gène — une enzyme” avancé par George Beadle (1903-1989) et Edward Tatum (1909-1975).
Yanofsky est né à New York. Il a obtenu son baccalauréat, avec une majeure en biochimie, du City College de New York en 1948. Il a obtenu sa maîtrise et son doctorat en microbiologie de l’Université Yale en 1950 et 1951, respectivement. De 1944 à 1946, il sert dans les Forces armées des États-Unis. Après avoir passé deux ans comme assistant de recherche en microbiologie (1951-1953), il est devenu professeur adjoint de microbiologie à la Western Reserve University Medical School (1954-1958). En 1958, il accepte un poste de professeur au Département des sciences biologiques de l’Université de Stanford. En 1967, il est nommé professeur de biologie à Herzstein. Il a été élu à l’Académie américaine des Arts et des Sciences en 1964 et à l’Académie nationale des Sciences en 1966.
L’une des premières voies biosynthétiques à être complètement élucidée par des analyses biochimiques et génétiques chez Neurospora crassa a été celle menant à l’acide aminé tryptophane. D’autres recherches avec des mutants nécessitant du typtophane d’Eschericia coli et de Salmonella typhimurium ont confirmé les résultats dans Neurospora. Stimulé par les travaux de Beadle et Tatum, le conseiller de Yanofsky à Yale, David Bonner, a tenté d’étudier la relation entre les gènes et les enzymes en examinant les enzymes de Neurospora qui semblaient défectueuses ou manquantes chez des mutants spécifiques. Dans les années 1950, les membres du groupe de Bonner avaient choisi des enzymes dans Neurospora ou E. coli pour d’autres analyses enzymatiques et génétiques, dans l’espoir de révéler la relation structurelle entre le gène et la protéine. En raison de son expérience de recherche antérieure, Yanofsky a choisi la tryptophane synthétase. Le travail avec cette enzyme complexe fournirait des informations précieuses sur la relation structurelle entre les gènes et les enzymes, y compris des aspects spécifiques tels que la suppression, les mécanismes de réaction, les sites actifs, le repliement des protéines et la variabilité des enzymes de différentes espèces microbiennes.
En 1954, Yanofsky et ses collègues ont prouvé sans équivoque que la tryptophane synthétase dans Eschericia coli était constituée de deux sous-unités protéiques séparables. Le groupe de Yanofsky a également déterminé la relation entre les sous-unités protéiques et la série de réactions catalysées par la protéine intacte, la capacité des sous-unités à s’agréger et l’emplacement des substrats actifs.
Dans les années 1980, Yanofsky a réalisé une série d’expériences qui ont mis en lumière le phénomène d’atténuation dans le contrôle des opérons bactériens concernés par la biosynthèse des acides aminés. Selon ces expériences, les opérons du chromosome bactérien responsables de la biosynthèse des acides aminés contiennent un site appelé atténuateur. Le produit de traduction du segment initial de ces opérons est un peptide riche en acide aminé dont la synthèse est contrôlée par cet opéron. Lorsque l’apport de cet acide aminé était très faible, la traduction aux codons pertinents du transcrit était inhibée. Ce processus a permis à l’ARN polymérase de passer par un site qui terminerait la transcription lorsque l’apport en acide aminé en question est élevé. L’atténuation a fourni un nouveau mécanisme de régulation de l’expression génique basé sur la réduction sélective de la transcription des parties distales d’un opéron. Yanofsky a expliqué que l’existence de deux mécanismes — le système de répression et l’atténuation — pour réguler la transcription de l’opéron du tryptophane pourrait être expliquée en termes de diverses réactions métaboliques impliquées dans la biosynthèse et l’utilisation du tryptophane. Selon Yanofsky, la combinaison des deux mécanismes de régulation a permis à la bactérie de reconnaître et de réagir efficacement aux événements externes et internes. Les études sur la tryptophane synthétase ont été si fructueuses que Yanofsky l’a appelée une “enzyme charmée.”
LOIS N. MAGNER
