La transcriptase inverse est une enzyme qui synthétise l’ADN en utilisant l’ARN comme modèle. Sa découverte en 1970, séparément par Howard Temin et David Baltimore, a d’abord été accueillie avec beaucoup de scepticisme. Après tout, le dogme central de la biologie moléculaire, déjà inscrit dans les manuels de l’époque, soutenait que l’information circulait de l’ADN à l’ARN et aux protéines. L’idée que l’ADN pourrait être codé par l’ARN nécessitait de repenser une longue liste de notions fermement ancrées. Cependant, l’opposition à l’idée s’est rapidement effondrée, les résultats étant rapidement reproduits par d’autres. L’enzyme est passée d’un phénomène de rupture de paradigme à un élément standard de la boîte à outils de biologie moléculaire en un temps record. Il est devenu inestimable pour la création de sondes ADN complémentaires de l’ARN messager, par exemple.

Le jour où ils ont annoncé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1975 a été une grande joie au laboratoire de virologie tumorale de l’Institut Salk. Baltimore et Temin ont reçu le prix pour leur découverte de la transcriptase inverse avec l’ancien mentor de Temin, Renato Dulbecco, qui a inventé les techniques qui ont conduit à la découverte. Dulbecco était membre du laboratoire de virologie des tumeurs à l’époque, et Baltimore était un ancien élève. Ancien post-doctorant de Baltimore, Hung Fan (mon conseiller de thèse) et l’incomparable Marguerite Vogt, collaboratrice de longue date de Dulbecco, ont également occupé des postes au Lab. La pause habituelle de 16 h pour le thé et les biscuits s’est transformée en champagne et la fête du fromage, couronnée par un appel de félicitations à Baltimore.

La transcriptase inverse a d’abord été trouvée dans les rétrovirus, qui ont un génome ARN qui est transcrit en ADN et intégré dans le génome hôte. Une fois intégré, il utilise le mécanisme cellulaire normal pour son expression. Une telle intégration peut avoir des résultats dévastateurs, provoquant des mutations somatiques et parfois le cancer. Le VIH, le virus qui cause le sida, est un rétrovirus.

En 1975, il était déjà clair que de nombreux ver les tébrés avaient des rétrovirus endogènes hérités verticalement – ils étaient essentiellement devenus une partie de l’organisme. De plus, il s’est avéré que les génomes eucaryotes étaient criblés de «rétrotransposons», des éléments génétiques qui codent pour une transcriptase inverse qui permet aux séquences de se déplacer dans le génome et d’amplifier leur présence. Plus de 40% du génome humain est constitué de rétrotransposons ou de restes défectueux de ceux-ci. Les «introns du groupe II» mobiles qui codent pour une activité de transcriptase inverse interrompent les gènes conservés dans les mitochondries, les chloroplastes et les bactéries.

L’existence de la transcriptase inverse a considérablement endommagé l’idée de l’ADN en tant que réserve sacro-sainte d’informations génétiques livrées intactes de génération en génération. De toute évidence, un contrôle strict doit être exercé sur l’activité de transcriptase inverse dans les cellules individuelles pour empêcher le génome d’être brouillé de manière irréversible à court terme. Dans le même temps, les séquences transcrites en sens inverse doivent être considérées comme des sources de diversité génétique à une échelle évolutive. Au-delà de cela, l’utilisation de l’ARN comme précurseur génétique de l’ADN indique un possible « monde de l’ARN » dans lequel la vie était très différente de ce qu’elle est aujourd’hui.