Har Gobind Khorana, synthèse d'acide nucléique et pionnier des gènes synthétiques

Har Gobind Khorana (9 janvier 1922 - 9 novembre 2011) a démontré le rôle des nucléotides dans la synthèse des protéines. Il partage le prix Nobel de physiologie ou médecine 1968 avec Marshall Nirenberg et Robert Holley. Il est également reconnu comme le premier chercheur à produire le premier gène synthétique complet.

Faits en bref: Har Gobind Khorana

• Nom complet: Har Gobind Khorana
• Connu pour: Recherche montrant le rôle des nucléotides dans la synthèse des protéines et la première synthèse artificielle d'un gène complet.
• Née: 9 janvier 1922 à Raipur, Punjab, Inde britannique (aujourd'hui Pakistan) 
• Parents: Krishna Devi et Ganpat Rai Khorana
• Décédés: 9 novembre 2011 à Concord, Massachusetts, États-Unis 
• Éducation: Ph.D., Université de Liverpool
• Accomplissements majeurs: Prix ​​Nobel de physiologie ou médecine en 1968 
• Époux: Esther Elizabeth Sibler
• Enfants: Julia Elizabeth, Emily Anne et Dave Roy

Les premières années

Har Gobind Khorana est probablement né de Krishna Devi et Ganpat Rai Khorana le 9 janvier 1922. Bien que ce soit sa date de naissance officiellement enregistrée, il y a une certaine incertitude quant à savoir si c'était sa date de naissance exacte. Il avait quatre frères et sœurs et était le plus jeune des cinq enfants.

Son père était commis aux impôts. Alors que la famille était pauvre, ses parents ont réalisé la valeur du niveau d'éducation et Ganpat Rai Khorana s'est assuré que sa famille était alphabétisée. Selon certains témoignages, ils étaient la seule famille alphabétisée de la région. Khorana a assisté au D.A.V. Lycée puis s'est inscrit à l'Université du Pendjab où il a obtenu à la fois un baccalauréat (1943) et une maîtrise (1945). Il s'est distingué dans les deux cas et a obtenu son diplôme avec distinction pour chaque diplôme.

Par la suite, il a reçu une bourse du gouvernement indien. Il a utilisé la bourse pour gagner son doctorat. en 1948 de l'Université de Liverpool en Angleterre. Après avoir obtenu son diplôme, il a occupé un poste postdoctoral en Suisse sous la tutelle de Vladimir Prelog. Prelog aurait une grande influence sur Khorana. Il a également effectué des travaux postdoctoraux supplémentaires à l'Université de Cambridge en Angleterre. Il a étudié les acides nucléiques et les protéines à Cambridge.

Pendant son séjour en Suisse, il a rencontré et épousé Esther Elizabeth Sibler en 1952. Leur union a produit trois enfants, Julia Elizabeth, Emily Anne et Dave Roy.

Carrière et recherche

En 1952, Khorana a déménagé à Vancouver, au Canada, où il a accepté un emploi au British Columbia Research Council. Les installations n'étaient pas vastes, mais les chercheurs étaient libres de poursuivre leurs intérêts. Pendant ce temps, il a travaillé sur des recherches impliquant à la fois des acides nucléiques et des esters de phosphate.

En 1960, Khorana a accepté un poste à l'Institut de recherche sur les enzymes de l'Université du Wisconsin, dont il était codirecteur. Il est devenu professeur Conrad A. Elvehjem des sciences de la vie à l'Université du Wisconsin en 1964.

Khorana est devenu citoyen américain en 1966. En 1970, il est devenu le professeur Alfred P. Sloan de biologie et de chimie au Massachusetts Institute of Technology (MIT), à Cambridge, Massachusetts. En 1974, il est devenu le professeur Andrew D. White (au sens large) à l'Université Cornell à Ithaca, New York.

Découverte de l'ordre des nucléotides

La liberté qui a commencé au Canada au British Columbia Research Council dans les années 1950 a été déterminante pour les découvertes ultérieures de Khorana liées aux acides nucléiques. Avec d'autres, il a aidé à expliquer le rôle des nucléotides dans la construction des protéines.

Le bloc de construction fondamental de l'ADN est le nucléotide. Les nucléotides de l'ADN contiennent quatre bases azotées différentes: la thymine, la cytosine, l'adénine et la guanine. La cytosine et la thymine sont des pyrimidines tandis que l'adénine et la guanine sont des purines. L'ARN est similaire mais l'uracile est utilisé à la place de la thymine. Les scientifiques ont réalisé que l'ADN et l'ARN étaient impliqués dans l'assemblage des acides aminés en protéines, mais les processus exacts par lesquels tout cela fonctionnait n'étaient pas encore connus.

Nirenberg et Matthaei avaient créé un ARN synthétique qui ajoutait toujours la phénylalanine d'acide aminé à un brin d'acide aminé lié. S'ils synthétisaient de l'ARN avec trois uraciles ensemble, les acides aminés produits n'étaient toujours que de la phénylalanine. Ils avaient découvert le premier codon triplet.

À cette époque, Khorana était un expert en synthèse de polynucléotides. Son groupe de recherche a mis à profit son expertise pour montrer quelles combinaisons de nucléotides forment quels acides aminés. Ils ont prouvé que le code génétique est toujours transmis dans un ensemble de trois codons. Ils ont également noté que certains codons disent à la cellule de commencer à fabriquer une protéine tandis que d'autres lui disent d'arrêter de fabriquer une protéine.

Leurs travaux ont expliqué un certain nombre de facettes du fonctionnement du code génétique. En plus de montrer que trois nucléotides spécifiaient un acide aminé, leurs travaux ont montré dans quelle direction l'ARNm était lu, que les codons spécifiques ne se chevauchaient pas et que l'ARN était l '«intermédiaire» entre les informations génétiques de l'ADN et la séquence d'acides aminés en particulier. protéines.

Ce fut la base du travail pour lequel Khorana, avec Marshall Nirenberg et Robert Holley, a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine 1968.

Découverte de gènes synthétiques

Dans les années 1970, le laboratoire de Khorana a achevé la synthèse artificielle d'un gène de levure. Il s'agissait de la première synthèse artificielle d'un gène complet. Beaucoup ont salué cette synthèse comme une caractéristique majeure dans le domaine de la biologie moléculaire. Cette synthèse artificielle a ouvert la voie à des méthodes plus avancées qui suivraient.

Mort et héritage

Khorana a reçu un grand nombre de prix au cours de sa vie. Le premier était le prix Nobel de physiologie ou médecine susmentionné en 1968. Il a également reçu la médaille nationale des sciences, la médaille d'honneur d'Ellis Island et le prix de la Fondation Lasker pour la recherche médicale de base. Il a reçu le Merck Award et le American Chemical Society Award for Work in Organic Chemistry.

Il a obtenu un certain nombre de diplômes honorifiques d'universités en Inde, en Angleterre, au Canada, ainsi qu'aux États-Unis. Au cours de sa carrière, il est l'auteur ou le co-auteur de plus de 500 publications / articles dans diverses revues scientifiques.

Har Gobind Khorana est décédé de causes naturelles à Concord, Massachusetts le 9 novembre 2011. Il avait 89 ans. Son épouse, Esther, et l'une de ses filles, Emily Anne l'ont précédé dans la mort.

Sources

• «Le prix Nobel de physiologie ou médecine 1968». NobelPrize.org, www.nobelprize.org/prizes/medicine/1968/khorana/biographical/.
• Britannica, Les éditeurs de l'Encyclopédie. «Har Gobind Khorana». Encyclopaedia Britannica, Encyclopaedia Britannica, Inc., 12 décembre 2017, www.britannica.com/biography/Har-Gobind-Khorana.