Une équipe américaine de l'université Harvard, dirigée par W. Gilbert, et l'équipe allemande de B. Müller ont publié, en décembre 1973, les résultats de recherches menées pour élucider la structure de l'opérateur et celle du répresseur dans l'opéron lactose du colibacille.

La méthode employée consiste à retenir sur une membrane cellulosique de l'ADN ayant fixé du répresseur et à l'attaquer par une enzyme qui le détruit, à l'exception du fragment opérateur-répresseur. Celui-ci est libéré par l'action d'un analogue du lactose, ce qui permet de déterminer la séquence des bases formant l'opérateur et la structure chimique du répresseur. La biologie moléculaire s'honore ainsi d'une de ses plus belles réussites.

Reconnaissance

Reste à savoir comment le répresseur reconnaît la cible, c'est-à-dire l'opérateur, où il doit se fixer. La cellule bactérienne compte en moyenne cinq molécules de répresseur, qui doivent être capables de reconnaître un arrangement très petit de bases nucléotidiques parmi les trois millions de paires qui forment le chromosome du colibacille. Si le répresseur se fixait ailleurs, la régulation de l'opéron ne se ferait pas.

Or on sait, grâce à Watson et à Crick (autres prix Nobel), que l'ADN a la structure d'une double hélice : les bases, dont l'arrangement variable constitue le programme génétique, sont à l'intérieur de l'hélice, l'extérieur étant constitué par de l'acide phosphorique et un sucre (le désoxyribose). Ces derniers ne portent aucune information. Crick avait supposé qu'une protéine ne peut reconnaître un fragment d'ADN qu'en écartant les deux brins de l'hélice pour toucher l'intérieur, un peu comme si le message était caché dans l'axe d'une corde à deux brins et qu'il faille les défaire pour le découvrir.

Les deux équipes qui ont élucidé les structures de l'opérateur et du répresseur arrivent à une conclusion différente : en dépit du manque apparent de spécificité de la partie externe de la double hélice, le répresseur pourrait reconnaître sa cible du dehors, un peu comme un aveugle exercé est capable de déchiffrer un texte en braille en passant son doigt sur l'envers de la page.

Complexité

La structure spatiale du répresseur, que seules les études de diffraction aux rayons X actuellement en cours peuvent fournir, devra sous peu trancher le débat et éclairer définitivement un point de la plus haute importance pour la compréhension de l'utilisation, par les cellules, de l'information génétique.

S'il est vrai cependant que l'unité biochimique et physiologique qui caractérise les systèmes vivants à l'échelle cellulaire autorise des généralisations – du colibacille aux organismes supérieurs – souvent fructueuses, il n'en demeure pas moins que les phénomènes à l'échelle des chromosomes des cellules supérieures risquent d'être infiniment plus compliqués.

Déjà, au niveau d'un petit virus qui infecte le colibacille (le bactériophage lambda), les choses se complexifient sérieusement. Chez ce virus, le répresseur a pu être également isolé, mais l'opérateur possède pour lui plusieurs points d'attache distincts. Les chromosomes des cellules supérieures sont bien moins simples que ceux du colibacille ou du lambda, composés uniquement d'une double hélice circulaire d'ADN. Chez les cellules supérieures, l'ADN se trouve en association avec différentes sortes de protéines. Le problème des interactions ADN-protéines commence tout juste à trouver un début de solution.

Découverte d'une troisième hormone du cerveau

Une nouvelle découverte est venue confirmer le rôle joué par une petite région de la base du cerveau, l'hypothalamus, comme producteur d'hormones.

Il y a peu d'années encore, on attribuait la fonction de chef d'orchestre de l'activité endocrine à une petite glande située elle-même à la base du cerveau, l'hypophyse. Elle sécrète en effet des hormones qui, véhiculées par le sang, vont stimuler électivement des glandes cibles, comme la thyroïde, les surrénales ou les gonades. Celles-ci produisent alors à leur tour les nombreuses hormones qui commandent les activités organiques.

Hypothalamus

En 1969, on découvrit qu'il n'y avait pas deux étages hormonaux, mais trois : l'étage supérieur est le cerveau, plus précisément l'hypothalamus. Pour sécréter l'hormone qui va stimuler la thyroïde (thyroid stimulating hormone ou TSH), l'hypophyse doit elle-même subir l'action d'une hormone cérébrale, la TRH (thyrotrophin releasing hormone). En 1971, on isole une deuxième hormone cérébrale, la LRH (luteotrophin releasing hormone) : elle contrôle la sécrétion de deux hormones hypophysaires qui commandent elles-mêmes le cycle menstruel et l'ovulation.