Il a reçu le prix Nobel en 1978 et la «Médaille nationale des sciences» en 1993 ainsi que six doctorats honorifiques.«La meilleure préparation pour un futur généticien est d’étudier les sciences physiques (physique, chimie) et les mathématiques, ainsi que la biologie. Ne vous inquiétez pas du temps que cela prendra. Tout le voyage sera stimulant. S’il est … choisissez un autre intérêt.»Réponse de Dan Nathans à une demande d’un jeune généticien en herbe de 13 ans en Angleterre (1995)Nathans était un biologiste moléculaire américain qui partage le prix Nobel de médecine 1978 avec Hamilton Othanel Smith et Werner Arber pour la découverte des enzymes de restriction et leurs applications pour casser les molécules d’ADN. Les enzymes de restriction sont des enzymes qui coupent l’ADN au niveau de sites de restriction connus. Nathans a utilisé des enzymes de restriction de bactéries pour étudier l’ADN du virus simien 40. La carte génétique qu’il a produite a été une étape importante dans le développement de tests prénatals pour les maladies génétiques.
Les enzymes de restriction sont les outils essentiels, les bêtes de somme, de la biologie moléculaire du gène ; la cartographie, le séquençage, le clonage et d’autres procédures seraient inconcevables sans eux. Ce sont les brillants travaux de Daniel Nathans qui ont démontré pour la première fois l’immense utilité des enzymes de restriction pour l’analyse des génomes, accélérant considérablement l’expansion de la biologie moléculaire moderne. Daniel Nathans est né à Wilmington, Delaware le 30 octobre 1928. Il était le plus jeune de huit enfants d’immigrants juifs russes Samuel et Sarah Nathans. Comme de nombreuses familles, les Nathans ont connu des moments difficiles pendant la Grande Dépression, mais Nathans ne se souviendra plus tard que de la bonne humeur et de la chaleur de ses parents et de ses frères et sœurs. Il a fréquenté les écoles publiques de Wilmington et a occupé divers emplois à temps partiel dès l’âge de dix ans. Comme ses frères et sœurs, il est allé à l’Université du Delaware, étudiant la chimie, la philosophie et la littérature, ce qu’il a apprécié. Il a décidé de se lancer dans la médecine, nota-t-il plus tard, parce que son père « avait à cœur d’avoir un médecin dans la famille, et j’étais sa dernière chance ». Comme Nathans était attiré par les sciences naturelles, aimait ce qu’il voyait de la vie de son médecin de famille et n’avait pas de plans de carrière fermes. Après avoir obtenu son baccalauréat en chimie de l’Université du Delaware en 1950, Nathans est allé à la Washington University School of Medicine à St. Louis, prévoyant de retourner à Wilmington et d’entrer dans la pratique médicale générale. Bien qu’il ait apprécié tous les aspects de sa formation médicale, il a été particulièrement attiré par la recherche en laboratoire après son expérience de travail avec l’éminent pharmacologue Oliver Lowry au cours de l’été 1951. Au moment où il a reçu son doctorat en médecine en 1954, Nathans avait décidé de poursuivre une carrière dans médecine universitaire, où il pouvait enseigner et faire de la recherche en plus de soigner des patients. Il a effectué un stage au Columbia Presbyterian Hospital sous la supervision de Robert Loeb, qu’il a qualifié plus tard de «l’une des années les plus précieuses de ma vie». Voulant faire une pause avant sa résidence en médecine, Nathans est devenu clinicien associé au National Cancer Institute des National Institutes of Health de Bethesda, dans le Maryland. Là, il a partagé son temps entre les soins aux patients recevant une chimiothérapie anticancéreuse expérimentale et la recherche sur des tumeurs à plasmocytes récemment découvertes chez la souris, similaires au myélome multiple humain. Frappé par le peu de connaissances sur la biologie du cancer, il s’est intéressé à la synthèse des protéines dans les tumeurs myélomateuses et a publié ses premiers articles sur cette recherche. Pendant son séjour à Bethesda, il a rencontré et épousé Joanne Gomberg, une avocate. Leur famille comprenait bientôt trois fils.Nathans est retourné à Columbia Presbyterian pour une résidence de deux ans en 1957, toujours au service de Robert Loeb, pensant toujours qu’il poursuivrait une carrière médicale universitaire combinant enseignement, recherche et soins aux patients. Il a continué à travailler sur le problème de la synthèse des protéines comme le temps le permettait. En 1959, il décide de travailler à temps plein sur la recherche et devient chercheur associé au laboratoire de Fritz Lipmann au Rockefeller Institute de New York. C’était une période excitante d’être au Rockefeller. Les biochimistes, les microbiologistes et les généticiens ont rapidement forgé la nouvelle discipline de la biologie moléculaire au cours des années 1950, résolvant des questions centrales sur la façon dont le matériel génétique ADN dirige les cellules vivantes pour fabriquer les enzymes et les protéines structurelles dont elles ont besoin. Les chercheurs avaient identifié la structure de l’ADN, a découvert le rôle de l’ARN de transfert (ARNt) et des structures cellulaires connues sous le nom de ribosomes dans la synthèse des protéines, et a clarifié les étapes biochimiques du processus. Cependant, il restait encore beaucoup à découvrir sur la manière dont l’information génétique était traduite et sur la manière dont cette traduction pouvait être modifiée par des facteurs extérieurs. Dans l’environnement stimulant du laboratoire de Lipmann, Nathans a d’abord poursuivi ses efforts pour synthétiser des protéines à partir d’extraits de cellules de myélome. Un autre stagiaire postdoctoral l’a persuadé d’approfondir le problème des cultures de Nathans a d’abord poursuivi ses efforts pour synthétiser des protéines à partir d’extraits de cellules de myélome. Un autre stagiaire postdoctoral l’a persuadé d’approfondir le problème des cultures de Nathans a d’abord poursuivi ses efforts pour synthétiser des protéines à partir d’extraits de cellules de myélome. Un autre stagiaire postdoctoral l’a persuadé d’approfondir le problème des cultures des bactéries E. coli, car elles sont plus faciles à manipuler et ont été largement étudiées. En collaboration avec Norton Zinder, Nathans a montré que l’ARN du virus bactérien à ARN (phage) f2 pouvait soutenir la synthèse de la protéine d’enveloppe du virus dans un système acellulaire. C’était le premier exemple d’un ARN purifié dirigeant la synthèse d’une protéine spécifique et soutenait l’idée émergente selon laquelle l’ARN pourrait agir comme un « messager » entre l’ADN cellulaire et la « machinerie » synthétisant les protéines des cellules. Ses trois années à Rockefeller ont finalement convaincu Nathans qu’il était mieux adapté à la science de la médecine qu’à la pratique de la médecine, et il a cherché un poste de recherche et d’enseignement universitaire. L’un de ses mentors à la faculté de médecine, W. Barry Wood, était devenu directeur du département de microbiologie de l’Université Johns Hopkins (JHU) et lui avait proposé un poste de professeur, qu’il a accepté en 1962. Nathans a poursuivi ses recherches sur la synthèse des protéines, y compris une étude sur la façon dont les antibiotiques tels que la puromycine bloquent ce processus. Son orientation de recherche a commencé à changer au milieu des années 1960, lorsque son département a perdu ses deux virologues et qu’il a été invité à donner des conférences sur les virus animaux. Se préparant à ceux-ci, Nathans s’est intéressé aux virus tumoraux ; comme les virus bactériens, ils promettaient d’être d’excellents modèles de mécanismes génétiques dans les cellules qu’ils infectaient. Pendant qu’il était en Israël, Hamilton Smith, un collègue de JHU, lui a écrit au sujet d’une nouvelle enzyme qu’il avait trouvée dans la bactérie Haemophilus influenzae, qui semblait couper l’ADN d’autres espèces à des points particuliers. Nathans a reconnu qu’une telle enzyme serait utile pour fabriquer des fragments uniformes d’un petit ADN viral qui pourraient ensuite être cartographiés, c’est-à-dire déterminer la structure moléculaire précise. Il a ramené du SV40 d’Israël et s’est immédiatement mis au travail pour tester l’enzyme de Smith et plusieurs autres enzymes de restriction connues sur le virus. Comme il l’espérait, l’ Haemophilus L’enzyme de restriction a coupé l’ADN du SV40 en onze fragments spécifiques. Dans une élégante série d’expériences, lui et son étudiante diplômée Kathleen Danna ont ensuite déduit l’ordre physique des fragments et découvert le point où la réplication de l’ADN a commencé. Dans des travaux ultérieurs, Nathans et ses étudiants ont utilisé des cartes physiques du génome du SV40 pour cartographier les sites de transcription et de variation génétique. Les enzymes de restriction sont rapidement devenues des outils omniprésents de biologie moléculaire, essentiels pour la cartographie physique des gènes, pour le séquençage et pour la technologie de l’ADN recombinant. Nathans et Smith ont partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1978 avec le chercheur suisse Werner Arber, qui au début des années 1960 avait prédit l’existence d’enzymes bactériennes capables de cliver l’ADN étranger à des sites spécifiques.Nathans a continué à travailler sur le génome du SV40 dans les années 1980, en utilisant des enzymes de restriction pour créer des formes mutantes du virus dans lesquelles certains segments d’ADN ont été supprimés. Ces mutants ont été réintroduits dans les cellules hôtes et évalués pour leur activité biologique. Dans la dernière partie de sa carrière, dans l’espoir d’en savoir plus sur le début des processus cancéreux – qui se caractérisent par une croissance cellulaire rapide et incontrôlée -, il est passé des virus tumoraux à l’étude de cellules de souris en culture, étudiant les effets de substances appelées facteurs de croissance sur la reproduction cellulaire. Lui et ses collègues ont isolé et caractérisé certains des premiers gènes cellulaires qui ont été activés lorsque les cellules ont été stimulées pour se développer et se diviser.Bien que largement reconnu comme un chercheur, un enseignant et un mentor exceptionnel, Nathans était également un administrateur compétent – réfléchi, juste, délibéré et lucide. (Un collègue a noté que Nathans avait « le rapport signal sur bruit le plus élevé de tous » qu’il n’ait jamais connu.) Il a été directeur du département de microbiologie de JHU de 1972 à 1982, puis a été chercheur principal du Howard Hughes. L’unité des instituts médicaux de 1981 à 1999. Il a siégé à de nombreux comités scientifiques nationaux et a été président par intérim de JHU en 1995-1996, guidant l’institution à travers une période de transitions difficiles. Bien que dévoué à ses recherches scientifiques, Nathans aimait aussi lire l’histoire et la fiction, et passer du temps avec Joanne et leurs trois fils. (Eli est un avocat devenu historien, Ben est un historien russe Après son année en tant que président par intérim de JHU, Nathans est retourné à ses recherches, mais a reçu un diagnostic de leucémie l’année suivante. Il est décédé le 16 novembre 1999. Nathans a reçu de nombreux prix et distinctions, dont le prix Selman Waksman en microbiologie en 1967, le prix Nobel en 1978, l’élection à l’Académie nationale des sciences en 1979 et la médaille nationale des sciences en 1993, ainsi que six doctorats honorifiques. En janvier 1999, l’Université Johns Hopkins a créé le McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine, un centre clinique et de recherche multidisciplinaire nommé en l’honneur de Nathans et du généticien médical pionnier Victor McKusick. Nathans a publié 138 articles et chapitres de livres au cours de sa carrière.
Grands travaux et la contribution de Daniel Nathans
Daniel Nathans a publié 138 livres, articles et chapitres durant toute sa carrière.
Le génome d’un organisme est stocké sous la forme de longues rangées de blocs de construction, appelés nucléotides, qui forment des molécules d’ADN. Werner Arber a découvert des enzymes de restriction, qui coupent les molécules d’ADN aux sites où se produit une certaine séquence de nucléotides. Daniel Nathans a appliqué cette découverte à la génétique. Entre autres applications, Nathans a utilisé différentes enzymes de restriction sur l’ADN du virus SV40 et a étudié ses composants, ce qui lui a permis de cartographier le génome du virus.
Récompenses et réalisations
Daniel Nathans a reçu le ‘Selman Waksman Award’ en microbiologie’ en 1967.
Il a reçu le prix Nobel en 1978 et la «Médaille nationale des sciences» en 1993 ainsi que six doctorats honorifiques.
Le ‘McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine’ a été fondé par JHU en 1999.
Vie personnelle et héritage
Il était marié à Joanne Gomberg, une avocate, qu’il avait rencontrée à Bethesda. Ils ont eu trois fils du mariage nommés Eli, Ben et Jeremy. Daniel Nathans est décédé d’une leucémie le 16 novembre 1999 à Baltimore.
Anecdotes
Daniel Nathans aimait lire à la fois l’histoire et la fiction et aimait aussi passer du temps avec sa famille.
Daniel Nathans (1928-1999)
Microbiologiste américain, Co-récipiendaire du prix Nobel de physiologie ou médecine en 1978 (avec l’américain Hamilton Ethanal Smith et le scientifique suisse Werner Arber). Les gagnants ont été cités pour leur découverte et leur application d’enzymes de restriction, qui fournissent les « couteaux chimiques » pour couper les gènes (= ADN) en fragments définis. Ceux-ci peuvent ensuite être utilisés (1) pour déterminer l’ordre des gènes sur les chromosomes, (2) pour analyser la structure chimique des gènes et des régions de l’ADN qui régulent la fonction des gènes, et (3) pour créer de nouvelles combinaisons de gènes. Ainsi s’ouvrent de nouvelles voies pour étudier les problèmes fondamentaux de la biologie du développement ; et en médecine, pour aider à la prévention et au traitement des malformations, des maladies héréditaires et du cancer.
Nathans est retourné à Columbia Presbyterian pour une résidence de deux ans en 1957, toujours au service de Robert Loeb, pensant toujours qu’il poursuivrait une carrière médicale universitaire combinant enseignement, recherche et soins aux patients. Il a continué à travailler sur le problème de la synthèse des protéines comme le temps le permettait. En 1959, il décide de travailler à temps plein sur la recherche et devient chercheur associé au laboratoire de Fritz Lipmann au Rockefeller Institute de New York. C’était une période excitante d’être au Rockefeller. Les biochimistes, les microbiologistes et les généticiens ont rapidement forgé la nouvelle discipline de la biologie moléculaire au cours des années 1950, résolvant des questions centrales sur la façon dont le matériel génétique ADN dirige les cellules vivantes pour fabriquer les enzymes et les protéines structurelles dont elles ont besoin. 
