Groupe phage

Dans un article rétrospectif[2], Ellis mentionne que «Peu après l'arrivée de Max Delbrück au département de biologie de Caltech, soucieux de découvrir comment son bagage en physique pouvait être efficacement appliqué à des problèmes biologiques, je lui montrai courbe de croissance en palier. Son premier commentaire fut "Je n'y crois pas."» Toutefois, tel qu'Ellis le décrit, Delbrück fut prompt à dissiper sa réaction initiale par sa propre analyse du phénomène et joignit le travail avec enthousiasme, apportant son expertise en mathématiques et en physique, de plus qu'intérêt prononcé de la génétique. Les résultats de leurs premiers travaux collaboratifs furent publiés en 1939[3].

Le groupe phage débuta aux alentours de 1940, à la suite d'une rencontre entre Delbrück et Luria à une conférence de physique. Ceux-ci commencèrent une série de collaborations expérimentales sur les schémas d'infection pour différentes sources de bactéries et de bactériophages. Ils établirent rapidement le «principe d'exclusion mutuel», citant qu'une bactérie individuelle ne peut être infecté que par une source de phages. En 1943, leur test de fluctuation, plus tard appelé l'expérience de Luria-Delbrück, montre que les mutations génétiques pour la résistance aux phages apparaissent en l'absence de sélection, plutôt qu'en réponse à celle-ci[4]^,[5]. Avant 1943, les bactériologistes spéculaient que les bactéries n'avaient ni chromosome ni gène. L'expérience de Luria-Delbrück montre que les bactéries, tout comme les autres modèles établis d'organismes génétiques, ont des gènes et que ceux-ci peuvent spontanément muter pour générer des mutants et peuvent alors se reproduire pour former des lignées clonales. Cette année, ils débutèrent également une collaboration avec Alfred Hershey, un autre expérimentateur des phages[6]. En 1969, les trois partageront un prix Nobel en physiologie et médecine, «pour leur travaux concernant les mécanismes de réplication et la génétique des virus.»

Hershey[2] décrit rétrospectivement les circonstances menant à l'expérience usant des phages qu'il performa en 1952 avec son assistante de recherche, Martha Chase, plus tard connue sous l'appellation d'expérience de Hershey et Chase. Celle-ci procura la preuve clé que l'ADN, distinct des protéines, est le matériel génétique des phages, laissant supposer que cela s'applique à l'entièreté du domaine vivant.

En 1946, Luria fit une découverte qui était destinée à ouvrir une nouvelle perspective sur la façon dont la stabilité de l'ADN est atteinte. En effet, il découvrit que quand, après irradiation UV, deux phages «morts» ou plus entrent la même cellule bactérielle, ceux-ci reprennent souvent vie et produisent une progéniture normale vivante. Il s'agit du premier exemple de réactivation de cellules ou d'organismes qui furent endommagées par radiation. Luria interprète alors correctement que la réactivation est due à une recombination génétique.

Tel que remémoré par Luria, la découverte de la réactivation de phages irradiés a immédiatement commencé une volée d'activités dans la recherche sur la réparation des dommages radiatifs au sein du groupe phage. Il s'avéra plus tard que la réparation par support mutuel des phages irradiés observé par Luria n'était qu'un cas spécial de la réparation d'ADN. Les cellules de tous types, pas uniquement les bactéries et leurs virus, mais bien tous les organismes étudiés, incluant les humains, possèdent des processus biochimiques complexes de réparation d'ADN endommagé. Les processus de réparation d'ADN sont aussi reconnus pour leur rôle critique dans la protection contre le vieillissement, le cancer et l'infertilité.