Le feu sacré

Manel Montoliu Bargalló, membre col·laborador de l’Associació de veïns i veïnes de Palau-sacosta.

Al llarg dels estudis universitaris els continguts de les diferents assignatures van apareixent any rere any segons la seqüència dels programes establerts a les facultats. Alguns continguts quedaran oblidats amb el pas del temps, però d’altres formaran part del pòsit permanent d’aquells coneixements que ens van impactar quan els vam conèixer i que els hem utilitzat al llarg de la nostra vida professional.

Foto 1. 1965. François Jacob, Jacques Monod i André Lwoff a l’Institut Pasteur.

Poques teories m’han impressionat més que l’anomenada Teoria de l’operó, de Jacob i Monod que estableix les bases del funcionament adaptatiu de l’ADN d’una forma elegant i resolutiva.

Enguany es compleixen 60 anys del Premi Nobel de Medicina atorgat a tres investigadors de l’Institut Pasteur de París: André Lwoff, François Jacob i Jacques Monod. Amb ells i els seus experiments va néixer la Genètica (o Biologia) molecular, una disciplina que en les darreres dècades ha assolit un desenvolupament espectacular. Lwoff era un expert en virus, seva és la definició “Un virus és un virus” ( no hi ha possibilitat comparativa amb altres organismes) va néixer el 8 de maig de 1902 a la ciutat de Ainay-le-Château, Va iniciar els estudis de ciències naturals i medicina que completà alhora que treballava a l’Institut Pasteur de París, on ingressà l’any 1921. Finalment, es graduà el 1927 i doctorà el 1931 a La Sorbona, d’on posteriorment fou professor de microbiologia.

Però són Jacob i Monod l’objectiu d’aquest escrit i tot buscant aquelles referències històriques que no ens havien dit a classe, de vegades, com és en aquesta ocasió, s’hi troben veritables joies que enriqueixen el relat.

Foto 2. François Jacob a la segona guerra mundial

François Jacob va néixer el 17 de juny de 1920 a la ciutat de Nancy.  Va iniciar els seus estudis de medicina, però la invasió nazi de França els va interrompre. Jacob es va enrolar amb les forces de la França lliure del General de Gaulle i  va ser enviat a combatre a l’Àfrica del Nord. Va participar en el desembarcament de Normandia i en va resultar greument ferit.

Després de la guerra prosseguí els seus estudis a la Universitat de París, on es doctorà l’any 1947. L’any 1951 inicià els seus estudis de biologia a La Sorbona. Posteriorment, fou nomenat assistent de l’Institut Pasteur de París, en aquells moments sota la direcció d’André Lwoff, i el 1960 fou escollit cap del Servei de Genètica Microbiana del mateix centre.

Jacques Lucien Monod va néixer a París  el 9 de febrer de 1910 . L’any 1928  inicia els seus estudis superiors de ciències naturals a La Sorbona i el 1945 va ingressar a l’Institut Pasteur, del qual en fou director entre 1971 i 1976. L’any 1954 fou nomenat professor de química a La Sorbona.

Foto 3. Jacques Monod membre de la Resistència al costat d’un oficial francès.

Va ser condecorat amb la Creu de Guerra pels seus serveis en la Resistència francesa durant la Segona Guerra Mundial. El 1970 publica l’assaig “L’atzar i la necessitat“, que ha estat un sotrac intel·lectual per a moltes generacions de biòlegs .

Sota la protecció d’André Lwoff durant i després de la Segona Guerra Mundial es va reunir a les golfes de l’Institut Pasteur (“ le granier”) un grup notable d’investigadors. Els esmentats François Jacob i Jacques Monod, i entre d’altres, David Perrin. Gérard Buttin i Carmen Sánchez de Rivas que als anys 60 era una jove investigadora nascuda a Barcelona al 1939 i que va desenvolupar una brillant carrera científica a l’Institut Pasteur, a la Universitat d’Orsay i a la Universitat de Buenos Aires on segueix creant escola  i amb qui he tingut el privilegi de parlar-hi fa pocs dies.

La supervivència en medis moltes vegades hostils obliga els organismes a regular amb la màxima eficàcia l’expressió dels seus gens. Per tal d’aprofitar adequadament els compostos emprats com a font d’energia,  les cèl·lules sintetitzen en cada moment només aquells enzims que necessiten.

A l’inici de la dècada dels 60 François Jacob i Jacques Monod van proposar un model anomenat operó per tal d’explicar la regulació de l’expressió gènica als bacteris. Un operó és un conjunt de gens que es troben consecutius a l’ADN i que codifiquen per a una sèrie d’enzims implicats en un determinat procés metabòlic.

Un operó consta d’almenys 4 gens: un regulador(R) que codifica la proteïna repressora que controla l’expressió dels altres gens; el gen promotor (P), lloc d’unió de l’ARN polimerasa, l’enzim responsable de la transcripció; el gen operador (O) lloc d’unió de la proteïna repressora i el o els gens estructurals que són els que codifiquen els enzims implicats en l’activitat metabòlica. Aquests gens estan al cromosoma un al costat de l’altre per tal que la seva regulació es faci de manera coordinada.

Foto 6.1971. François Jacob i Jacques Monod  a l’Institut Pasteur

Els primers operons descrits van ser el lac i l’his, que expliquen el metabolisme de la lactosa i de la histidina. Totes les cèl·lules d’un mateix organisme tenen el mateix ADN i en canvi cèl·lules de teixits diferents tenen diferents morfologies i fan funcions ben diferents. El model de l’operó de Jacob i Monod proporciona una base de partida per a explicar la diferenciació cel·lular i permet interpretar les bases moleculars de l’experiment de clonació de granotes d’en John B. Gurdon.

L’estudi al bacteri  Escherichia coli dels sistemes que permeten la utilització de lactosa com a font de carboni en lloc de glucosa va portar a la diferenciació entre enzims constitutius—els que sempre hi són presents—i enzims induïbles—els que només hi són quan hi està present el seu substrat i va permetre entendre el funcionament de l’ADN mitjançant dos models anomenats inducció i repressió enzimàtiques, desenvolupats per Jacob i Monod dins el marc de la teoria de l’operó.

Foto 7.2011. Carmen Sánchez de Rivas amb el seu equip d’investigadores del CONICET.

I tal com diu la Dra. Carmen Sánchez de Rivas, en aquell equip irrepetible d’investigadors de l’Institut Pasteur es va encendre el foc sagrat de la inspiració científica –le feu sacré—i aquella jove científica de Barcelona era al lloc adient en el moment precís de la història. Actualment, la Dra. Carmen Sánchez de Rivas segueix amb la seva tasca investigadora al CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas) institució científica argentina fundada per Bernardo Alberto Houssay.

Referències:

L’opéron : groupe de gènes à expression coordonnée par un opérateur [C. R. Acad. Sci. Paris 250 (1960) 1727–1729] François Jacob, David Perrin, Carmen Sánchez, Jacques Monod

«El operón lactosa desde La Mesada: mi experiencia con Jacob y Monod» por Carmen Sánchez de Rivas. CIC Network nº 1, 2013.