Professeur Paul NURSE
Lauréat du Prix Louis-Jeantet de médecine 1992

Les informations ci-après se réfèrent à la date de la remise du Prix.

Citoyen britannique, né en 1949, le professeur Paul NURSE est à la tête d’un des laboratoires de l’Imperial Cancer Research Fund à Oxford. Il est également « Napier Research Professor » of the Royal Society à l’Université de cette ville.

Paul NURSE a découvert les composants moléculaires qui règlent le cycle cellulaire de la levure. Il a en particulier découvert et identifié le rôle crucial de la protéine-kinase cdc2. Par des expériences ingénieuses de transfert de gènes il a ensuite montré qu’une protéine semblable existe chez l’homme. Ses travaux ont ainsi révélé le caractère probablement universel des mécanismes réglant la division des cellules et éclairé d’un jour nouveau les déviations pathologiques de ce processus comme, par exemple, la transformation tumorale.

Les travaux actuels de Paul NURSE utilisent le système de la levure pour étudier de nombreux gènes humains dont la fonction est encore inconnue.

Le Prix Louis-Jeantet de médecine permettra à Paul NURSE de renforcer son équipe et de moderniser l’appareillage de son laboratoire.

Travaux de recherche

La prolifération d’un organisme unicellulaire et la mise en place des 1013 cellules du corps humain reposent toutes deux sur un même processus : la division cellulaire. Ce processus doit être d’une extraordinaire précision car pour être viables, les cellules-filles doivent chacune recevoir une copie parfaitement conforme du patrimoine génétique de la cellule-mère. D’autre part, la régulation de la division cellulaire est complexe. En effet, un organisme unicellulaire (comme par exemple la levure) doit régler son taux de multiplication sur les fluctuations de son environnement. De son côté, un organisme multicellulaire comme l’être humain voit son développement et sa survie dépendre d’une prolifération contrôlée et non anarchique de ses cellules. Le cancer représente un dérèglement pathologique de ces mécanismes de régulation.

Chez tous les eucaryotes, de la levure jusqu’à l’homme, des cellules en phase de prolifération active parcourent un cycle cellulaire, marqué par l’alternance entre une phase de synthèse (S) où l’ADN est dupliqué (de manière à permettre le doublement des chromosomes) et la mitose (M), c’est-à-dire la division proprement dite de la cellule en deux cellules-filles contenant chacune un assortiment complet de chromosomes. Ces deux événements, S et M sont séparés par deux phases préparatoires appelées G1 etG2.

Quelles sont les étapes moléculaires qui assurent un déroulement ordonné et précis de ces étapes ? Paul Nurse est un des rares chercheurs à avoir réalisé dès le début des années septante que la génétique de la levure contenait une des clés essentielles de ce mystère. Pendant de nombreuses années, il collectionna les mutants d’une espèce de levure relativement peu étudiée, Saccharomyces pombe.

Ces travaux révélèrent le rôle central du gène cdc2, dont le produit est appelé p34cdc2kinase. Ce gène est l’élément central d’un réseau de gènes fort complexe qui règle la progression du cycle cellulaire à deux points de contrôle : les transitions de G1vers S, ainsi que de G2 vers M (voir schéma). La percée décisive vint en 1987, lorsque Paul Nurse et ses collaborateurs mirent en évidence le caractère universel de ces processus. Dans une série d’expériences ingénieuses sur des cellules de levures affectées par une mutation du gène cdc2, ils tentèrent de  » guérir  » ces cellules de leur défaut génétique par l’administration de gènes humains. Il s’avéra qu’un gène humain particulier était effectivement capable d’annuler les effets de la mutation. Il existe donc chez l’homme un gène qui représente l’équivalent fonctionnel du gène cdc2 deSaccharomyces pombe. Ce gène spécifie une kinase humaine qui présente des similitudes de structure importantes avec la p34cdc2kinase. Ceci suggère que les composants moléculaires du mécanisme biologique fondamental que représente le contrôle de la division cellulaire ont été conservés par l’évolution chez tous les eucaryotes.

D’autre part, Nurse constata que l’action régulatrice de la p34cdc2kinase est liée à des altérations chimiques (phosphorylation d’une tyrosine) de cette molécule au cours du cycle cellulaire. Là encore, cette découverte révélait qu’il y a un  » air de famille  » dans la régulation de la multiplication cellulaire chez les levures et les organismes supérieurs. En effet, de telles phosphorylations au niveau des tyrosines jouent un rôle crucial dans l’action de nombreux oncogènes (gènes intervenant dans le cycle cellulaire de nos cellules et dont le fonctionnement intempestif est à l’origine des cancers). Cette découverte inattendue a contribué à valider le modèle de la levure pour l’étude de la prolifération cellulaire chez l’homme et ce modèle fait désormais l’objet de travaux de plus en plus nombreux.

Prof. Sir Paul Nurse FRS
Director
Imperial Cancer Research Fund
Head of Cell cycle Laboratory
44, Lincoln’s Inn Fields
P.O. Box 123
GB – London WC2A 3PX

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