Dans les années 1940, une généticienne américaine présente une découverte lors d’un symposium scientifique : des morceaux de chromosomes peuvent se déplacer, changer de position, modifier le comportement des gènes voisins. Ses collègues ne comprennent pas. Certains rejettent l’idée comme trop radicale. Elle arrête de publier ses résultats en 1953. Trente ans plus tard, le monde entier confirme qu’elle avait raison. Elle reçoit le prix Nobel en 1983, à 81 ans.
Hartford, 1902. Le père est médecin.
Barbara McClintock naît le 16 juin 1902 à Hartford, dans le Connecticut. Son père est médecin. Dès l’enfance, elle montre une indépendance d’esprit remarquable et une curiosité pour les sciences que rien ne semble pouvoir décourager.
En 1919, à 17 ans, elle entre à l’université Cornell pour étudier la biologie, malgré les réticences de sa mère qui craint que des études supérieures ne compromettent ses chances de mariage. C’est son père qui soutient sa candidature.
À Cornell, elle se spécialise en cytologie, génétique et zoologie. Elle obtient son baccalauréat en 1923, sa maîtrise en 1925, et soutient sa thèse de doctorat en 1927. Dès ses années de thèse, elle commence le travail qui occupera toute sa vie : l’analyse des chromosomes du maïs.
Pourquoi le maïs ?
Le maïs est un outil scientifique idéal : ses grains de couleurs variables sont chacun un individu issu d’une fécondation distincte. Sur un seul épi, on peut observer des centaines de descendants. Et ses chromosomes sont grands, visibles au microscope avec les bonnes techniques de coloration.
Barbara McClintock met au point ces techniques elle-même. Elle apprend à identifier, décrire et suivre chaque chromosome du maïs individellement au microscope. C’est une compétence rare à l’époque, que très peu de chercheurs possèdent.
1931 : la preuve que les chromosomes portent les gènes
En 1931, Barbara McClintock publie avec sa collègue Harriet Creighton un article décisif : Une corrélation entre le crossing-over cytologique et génétique dans le maïs.
Elles apportent la preuve expérimentale directe que les chromosomes sont bien le support matériel des gènes de l’hérédité. Ce que les généticiens supposaient théoriquement depuis les travaux de Thomas Morgan est maintenant démontré physiquement sous le microscope. L’article est publié dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.
Sur la base de ses travaux des années 1930, elle est élue vice-présidente de la Société américaine de génétique en 1939, puis présidente en 1944. Elle est élue la même année à la National Academy of Sciences. Cornell, son université d’origine, refusera pourtant de lui offrir un poste de professeur : elle est une femme.
Cold Spring Harbor. Les grains de maïs qui changent de couleur.
En 1941, McClintock rejoint le laboratoire de Cold Spring Harbor à Long Island, où elle passera le reste de sa carrière.
En 1944, elle commence une étude systématique d’un phénomène étrange : les motifs de coloration des grains de maïs changent d’une génération à l’autre de façon imprévisible. Des grains qui devraient être uniformes présentent des taches, des mosaïques, des variations qui ne s’expliquent pas par la génétique classique.
En observant ces chromosomes au microscope, elle découvre deux zones génétiques qu’elle appelle Dissociator (Ds) et Activator (Ac). Ds peut provoquer la cassure du chromosome. Ac contrôle le comportement de Ds. Et au début de 1948, elle fait la découverte centrale : Ds et Ac peuvent changer de position sur le chromosome.
Ils se déplacent. Ils sautent d’un endroit à un autre. Et quand ils bougent, ils modifient le comportement des gènes voisins, provoquant les variations de couleur observées. Elle appelle ces structures des éléments transposables, ou transposons. En anglais, on les appellera aussi jumping genes, les gènes sauteurs.
1951 : le symposium où personne ne la croit
En 1951, McClintock présente ses travaux lors du symposium annuel de Cold Spring Harbor. L’idée que le génome n’est pas stable, que des segments de chromosomes peuvent se déplacer et réorganiser l’information génétique, va à l’encontre de tout ce que la biologie admet alors. Ses collègues trouvent ses conclusions trop complexes. Beaucoup refusent de les prendre au sérieux.
Elle décrira elle-même cette période :
«Pendant des années, j’ai trouvé difficile, si ce n’était impossible, d’amener une autre personne à réaliser la nature de ses postulats. Il faut attendre le bon moment pour les changements de paradigme.»
En 1953, découragée, elle cesse de publier ses résultats sur les éléments transposables. Elle continue cependant ses recherches, en silence.
La réhabilitation : les années 1960-1970
Dans les années 1960, les biologistes français François Jacob et Jacques Monod décrivent la régulation génétique de l’opéron lactose chez la bactérie. Leurs conclusions ressemblent étrangement à ce que McClintock avait démontré dix ans plus tôt avec les éléments Ac/Ds. Jacob et Monod reçoivent le Nobel en 1965.
Vers la fin des années 1960 et au début des années 1970, les biologistes moléculaires démontrent que la transposition existe aussi dans les bactéries et les virus. Les travaux de McClintock, vieux de vingt ans, sont soudainement pleinement compris. Les éléments qu’elle avait découverts chez le maïs sont les mêmes phénomènes que ceux observés chez les micro-organismes.
1983 : le prix Nobel de physiologie ou médecine
En 1983, à l’âge de 81 ans, Barbara McClintock reçoit le prix Nobel de physiologie ou médecine, attribué par la Fondation Nobel pour la découverte des éléments génétiques mobiles. Le prix arrive plus de trente ans après ses découvertes initiales.
Elle est la première femme à remporter seule, sans partage, le prix Nobel de physiologie ou médecine. Elle est également la seule lauréate de ce prix dans cette catégorie à ce jour.
Elle recevra au cours de sa vie 14 doctorats honorifiques en sciences, la Médaille nationale de la science remise par le président Nixon en 1971, et le prix Louisa-Gross-Horwitz en 1982 pour ses recherches sur l’évolution de l’information génétique.
Ce que les éléments transposables ont changé
La découverte de McClintock a modifié une conviction fondamentale de la biologie : l’idée que le génome est une structure fixe et stable. On sait aujourd’hui que les éléments transposables représentent environ 45 % du génome humain. Ils jouent un rôle dans l’évolution, dans certaines maladies, et dans la régulation de l’expression des gènes.
Elle est aussi la première scientifique à avoir formulé des hypothèses proches du concept d’épigénétique, l’étude de la façon dont l’environnement et l’histoire d’un organisme influencent l’expression de ses gènes sans modifier la séquence d’ADN elle-même.
Barbara McClintock meurt le 2 septembre 1992 à Huntington, dans l’État de New York, à 90 ans. Un bâtiment de l’université Cornell porte son nom.
Elle n’a pas attendu que ses collègues la croient. Elle a continué ses recherches. Les faits ont fini par parler tout seuls.