L'histoire de la génétique remonte sans aucun doute à " Que la lumière soit" ou tout au moins à "Croissez et multipliez". Dans son discours à la roseraie de la Maison-Blanche du 26 juin 2000, en honneur de l'achèvement du Projet de Génome Humain, l'ancien président Clinton a appelé la cartographie génique "le langage de Dieu". Pour les personnes moins proches de la religion, la génétique est certainement le langage de la nature et de toutes choses vivantes.
Il est probablement impossible de retracer une histoire de la génétique complète et précise. Trop de gens ont participé à trop d'expériences et de découvertes. Mais ici, nous allons essayer de regarder chronologiquement quelques-unes des découvertes les plus importantes et les gens qui les ont faites.

FIN XIXème : LES FONDEMENTS

En 1859 - Juste un an avant le début de la Guerre Civile Américaine - Charles Darwin publie son traité de l'évolution. Cette oeuvre, "De l'origine des espèces", était si extraordinaire et se prêtait tant à la controverse qu'il est encore le sujet de débats émotionnels 142 ans plus tard. (Est-ce que l'évolution est enseignée dans votre système scolaire ?) Son influence a été si persistante qu'il a parfois été difficile de remarquer certaines découvertes scientifiques des plus basiques et fondamentales. En particulier : Gregor Mendel.

1865 - Un moine Augustin nommé Gregor Mendel présente ses expérience sur les pois à la Société des Sciences Naturelles de Brunn, en Autriche. Sa recherche portait sur des "facteurs" invisibles (plus tard appelés gènes) sur lesquels étaient basés les traits visibles. Son travail a été largement ignoré jusqu'en 1900, date à laquelle il fut redécouvert par Hugo de Vries, Erich von Tschermak et Carl Correns. Aujourd'hui, Mendel est considéré comme le père de la génétique moderne.

1866 - Mendel publie "Expériences sur l'hybridation des plantes".

1871 - Friedrich Miescher isole avec succès la nucléine de cellules de pus obtenue de bandages usagés. La nucléine contient de l'acide nucléique. Ce n'est que plusieurs générations plus tard qu'on fera le lien entre l'acide nucléique et l'hérédité.

• L'ADN est isolé à partir de laitance de truite.
• Darwin publie la suite de "De l'origine des espèces", intitulée "De la descendance de l'homme et de la sélection sexuelle".

1875 – Darwin propose l'idée de "gemmules" comme mécanisme de l'hérédité. Le terme ne s'est jamais imposé.

1882 – Walther Flemming découvre les chromosomes et la mitose.

1883 – August Weismann, un physiologiste allemand, invente le terme "matériel génétique". Il écrit un livre du même nom et déclare que les parents mâle et femelle contribuent également à l'hérédité de leur descendance. De plus, il affirme que les chromosomes sont porteurs de l'hérédité.

1884 – Mendel meurt, n'ayant reçu aucune reconnaissance scientifique de son travail.

1887 – Edouard van Beneden découvre que chaque espèce a un nombre fixe de chromosomes.

• R.J. Petri invente la boîte de Pétri.

DEBUT XXème : LES MECANISMES DE L'HEREDITE

Les vingt premières années du XXème siècle ont été basées sur la redécouverte des expériences de Mendel. A l'époque, les scientifiques commencent à associer l'hérédité et les chromosomes et trouvent des modèles - drosophiles, principalement - pour construire sur ces bases.

1900 – DeVries, von Tschermak et Correns redécouvrent le travail de Mendel en étudiant des références pour leur recherche similaire. Vingt quatre ans après la publication de "Expériences sur l'hybridation des plantes", le travail de Mendel est reconnu.

1902 – Walter Stanborough Sutton suggère que les chromosomes vont par paire et peuvent être les supports de l'hérédité. Il suggère de plus que les "facteurs" de Mendel sont situés sur les chromosomes et qu'une copie de chaque chromosome est héritée de chaque parent durant la méiose. Il invente le terme "gènes".

1904 – William Bateson montre que certaines caractéristiques ne sont pas héritées indépendamment les unes des autres, menant au concept de "liaison des gènes" et à la nécessité d'une "cartographie des gènes".

1905 – Edmund Wilson et Nellie Stevens envisagent que des chromosomes séparés X et Y déterminent le sexe.

1907 – Thomas Hunt Morgan commence à travailler avec des drosophiles. Son travail mènera au domaine de la génétique de Drosophila et à une compréhension des mécanismes de l'hérédité.

1910 – Morgan prouve que les gènes sont portés par les chromosomes. Il démontre aussi l'existence de gènes liés au sexe.

1913 – Alfred H. Sturtevant, un étudiant de Morgan, construit la première carte des gènes.

1918 – Herbert M. Evans détermine que les cellules humaines contiennent 48 chromosomes. Malheureusement pour Evans, il avait tort. Le nombre correct est 46.

DES ANNÉES 20 AUX ANNÉES 40 : UN PAS DE PLUS

Les 20 années suivantes ont principalement été consacrées au travail sur les chromosomes. Des années 20 aux années 40, après la découverte de l'ADN, les scientifiques ont commencé à travailler à un niveau inférieur, plus moléculaire de la génétique. Bien que l'ADN n'ait pas encore été identifié comme substance de l'hérédité, c'est l'époque à laquelle le travail sur l'ADN a commencé.

1926 – Hermann Muller découvre que les rayons X induisent des mutations génétiques sur la drosophile 1500 fois plus rapides que la normale.

1927 – B.O. Dodge commence à travailler sur Neurospora crassa. Cela mènera à la compréhension fondamentale de la biochimie de la génétique

1929 – Phoebus Levene découvre ce qui sera finalement connu sous le nom d'acide désoxyribonucléique ou ADN.

1935 – Andrei Nikolaevitch Belozersky isole l'ADN à l'état pur pour la première fois.

1938 – Les protéines et l'ADN sont étudiés par radiocristallographie. Le terme "biologie moléculaire" est inventé.

1941 – George Beadle et Edward Tatum, par leurs expériences sur Neurospora crassa, une moisissure du pain, développent l'hypothèse de "un-gène un-enzyme".

1944 – Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod et Maclyn McCarty montrent que l'ADN est le matériel héréditaire impliqué dans la transformation chez la bactérie Pneumococcus. Les scientifiques étaient en général sceptiques, croyant que l'ADN est une molécule trop simple pour contenir toute l'information génétique d'un organisme.

1947 – Barbara McClintock fait un premier rapport sur les "éléments transposables" connus aujourd'hui comme "gènes sauteurs". Ses observations ont rencontré un grand scepticisme.

DES ANNÉES 50 AUX ANNÉES 60 : LES DECRYPTEURS

En deux intenses décades, l'ADN est démontré être le porteur de l'hérédité, sa structure et sa fonction sont esquissés, et le code génétique est décrypté. De plus, les découvertes de l'ADN polymérase et des régulateurs biochimiques de l'hérédité sont annoncées, posant d'autres fondations pour la future révolution biotechnologique.

1950 – Erwin Chargaff trouve que dans l'ADN les quantités d'adénine et de thymine sont approximativement identiques, de même que les quantités de guanine et de cytosine. Plus tard appelées "les règles de Chargaff", cela deviendra la clé de la compréhension de la structure de l'ADN.

1952 – Alfred Hershey et Martha Chase démontrent que seul l'ADN des virus entre dans l'hôte en quantités notables. Ce qui supporte la théorie selon laquelle l'ADN est le support de l'hérédité, pas les protéines.

• Jean Brachet suggère que l'ADN joue aussi un rôle dans la synthèse des protéines.

1953 – James Watson et Francis Crick envisagent que la structure de la molécule d'ADN puisse être une hélice bi caténaire d'acides nucléiques complémentaires.

1957 – Crick et George Gamov mettent au point le "dogme central", qui explique comment fonctionne l'ADN pour faire les protéines ( par ex. l'ADN vers l'ARN messager vers la protéine).

1958 – Arthur Kornberg découvre et isole l'ADN polymérase, qui devient le premier enzyme utilisé pour fabriquer de l'ADN dans un tube à essais.

1959 – François Jacob et Jacques Monod établissent l'existence de la régulation génétique et donnent les noms de répresseur et d'opéron aux unités de régulation.

1961 – Marshall Nirenberg construit un brin d'ARN messager composé uniquement de la base uracile. Ainsi, il découvre que UUU est le codon de la phénylalanine, ce qui fut la première étape dans le décryptage du code génétique.

1966 – Le code génétique est "décrypté". Marshall Nirenberg, Heinrich Mathaei et Severo Ochoa montrent qu'une séquence de trois bases nucléotides (un codon) détermine chacun de 20 acides aminés.

LES ANNÉES 70 : LA RÉVOLUTION DE LA BIOTECHNOLOGIE COMMENCE

C'est lors de cette décade que les être humains commencent à systématiquement contrôler, manipuler et exploiter la technologie ADN. Elle marque le début des techniques de l'ADN recombinant, de l'épissure de gène et de la première société de biotechnologie, Genentech.

1970 – Peter Duesberg et Peter Vogt découvrent le premier oncogène dans un virus.

• Howard Temin et David Baltimore isolent la "transcriptase inverse", un enzyme de restriction qui coupe les molécules d'ADN à des endroits précis. Ceci permet aux scientifiques de créer des clones et d'observer leurs fonctions.
• Torbjorn Caspersson, Loren Zech et leur équipe publient la première méthode de coloration des chromosomes qui fait apparaître le spectre de bandes (bandes Q). Cela révolutionne le domaine balbutiant de la cytogénétique.

1972 – Paul Berg crée la première molécule d'ADN recombinant.

• La première expérience de clonage ADN fut réussie en Californie.

1973 – Les scientifiques transfèrent avec succès de l'ADN d'une forme de vie à une autre, créant le premier organisme à ADN recombinant. (En épissant des sections d'ADN viral et bactérien ensemble pour créer un plasmide).

• Bruce Ames met au point un test pour identifier les produits qui abîment l'ADN : Le test d'Ames est une méthode largement employée pour identifier les substances carcinogéniques.

1975 – Un moratoire sur les expériences sur l'ADN recombinant est demandé, pressant le gouvernement d'adopter des principes directeurs pour réguler l'expérimentation de l'ADN recombinant.

1976 – Herberg Boyer et Robert Swanson fondent Genentech Inc., la première société de biotechnologie consacrée à la conception et au marketing de produits basés sur la technologie d'ingénierie génétique.

1977 – Cette année pourrait facilement porter le nom d'Aube de l'ère biotechnologique. L'ingénierie génétique devient réalité lorsqu'un gène de conception humaine est utilisé pour fabriquer une protéine humaine dans une bactérie pour la première fois - la somatostatine - un facteur inhibiteur libérant des hormones de croissance humaines.

• Seize projets de lois furent proposés au Congrès pour réguler la recherche sur l'ADN recombinant. Aucun ne fut adopté.

1978 – Genentech Inc. et The City of Hope National Medical Center annoncent le succès de la production d'insuline humaine par la technologie de l'ADN recombinant. (Celle-ci fut commercialisée en 1982 par Eli Lilly International Corp. sous le nom d' "Humuline".)

• David Botstein et son équipe trouvent que lorsqu'ils utilisaient des enzymes restrictifs sur différents individus, les fragments résultants étaient souvent différents d'une personne à l'autre. Les variations sont appelées polymorphismes de restriction, ou RFLP, et ils mèneront à l'empreinte génétique.

LES ANNÉES 80 : LA CRÉATION DE NOUVEAUX OUTILS

La combinaison de la révolution informatique et d'enzymes plus facilement disponibles mène à la création de plusieurs nouvelles technologies comme la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) et le séquençage des gènes automatisé. Ce qui à son tour rendra possible la cartographie du génome humain entier. C'est aussi la décade pendant laquelle les scientifiques commencent à réaliser - et essayent d'exploiter - les possibilités financières de la biotechnologie.

1983 – Kary Mullis invente la PCR. Cette invention révolutionne de nouveau la biotechnologie et rend possible le Projet de Génome Humain.

• Des brevets américains sont accordés aux entreprises modifiant génétiquement des plantes.

1984 – Alec Jeffries introduit l'empreinte génétique.

1985 – L'empreinte génétique est utilisée pour la première fois devant les tribunaux en Grande-Bretagne.

1986 – Le séquenceur automatique de fluorescence ADN est inventé par Caltech and Applied Biosystems Inc.

1987 – Maynard Olson et son équipe inventent les "chromosomes artificiels de levure", ou YAC, vecteurs d'expression pour des protéines de grande taille.

1988 – Philip Leder et Timothy Stewart obtiennent le premier brevet pour un animal génétiquement modifié, une souris hautement susceptible de développer un cancer du sein.

1989 – James Watson dirige le nouveau Centre National pour la Recherche sur le Génome Humain. Celui-ci supervise les 3 milliards de dollars US consacrés à la cartographie et au séquençage du génome humain d'ici à 2005, aussi connu sous le nom de Projet du Génome Humain.

DES ANNÉES 90 AU NOUVEAU MILLÉNAIRE : LE DÉBUT DU CHANGEMENT

Maintenant, de la façon la plus rôdée, les scientifiques commencent à utiliser les connaissances qu'ils accumulent depuis les expériences de Mendel sur les pois pour manipuler et contrôler la technologie génétique. En écho aux romans de science-fiction, des clones humains sont créés dans des boîtes de Pétri, des gènes sont disséqués, le domaine balbutiant de la thérapie génique commence et le premier clone de mammifère vivant est créé. J. Craig Venter forme une compagnie commerciale, Celera Genomics, dans le but d'être en compétition - et de battre - le Projet de Génome Humain.

1990 – Le premier essai de thérapie génique humaine est effectué sur une petite fille de 4 ans avec un trouble du système immunitaire appelé déficit en adénosine désaminase. Il est couronné de succès.

• Le Projet de Génome Humain est officiellement lancé.

1993 – La "Food and Drug Administration" (FDA) (administration des aliments et des drogues) déclare que les aliments génétiquement modifiés ne sont pas essentiellement dangereux et ne nécessitent pas de règlement particulier.

• Les chercheurs clonent des embryons humains et les conservent dans une boîte de Pétri pendant plusieurs jours.
• Daniel Cohen dessine une carte sommaire de toutes les 23 paires de chromosomes humains.

1994 – Le premier aliment génétiquement modifié, la tomate Flavr Savr, obtient l'approbation de la FDA.

• Des douzaines de gènes sont identifiés, comprenant : Ob, un gène prédisposant à l'obésité ; BCR, un gène de vulnérabilité au cancer du sein ; BCL-2, un gène associé à la mort programmé de la cellule ; et Vpr, dirigeant la reproduction du virus du SIDA.

1995 – La cartographie des gènes est mise au point, qui accélérera le Projet de Génome Humain.

• La thérapie génique et les anticorps génétiquement modifiés commencent à être véritablement utilisés dans les traitements contre le cancer.

1996 – Les sondages montrent que le public regarde la recherche du génome humain et la thérapie génique avec peur et méfiance.

1997 – Des chercheurs en Écosse clonent une brebis qu'ils appellent "Dolly".

• Le Bureau américain des Brevets et des Marques annonce qu'il accordera des brevets sur des séquences génomiques exprimées, de courtes séquences d'ADN humain qui se sont montrées utiles dans la cartographie du génome.
• La première "génopuce" est conçue en utilisant une combinaison de réaction en chaîne de la polymérase, de puce ADN et de programmation informatique.

1998 – Deux équipes de chercheurs cultivent des cellules souches embryonnaires. En théorie, il serait possible de manipuler génétiquement ces cellules souches pour qu'elles deviennent n'importe quel type de tissu humain désiré.

• Une carte sommaire du génome humain est dessinée, montrant les localisations de plus de 30 000 gènes.

1999 – Un nouveau type d'empreinte ADN est développé qui est plus facile d'utilisation que les méthodes précédentes.

2000 – L'achèvement du Projet de Génome Humain est annoncé à la Maison Blanche conjointement entre Francis Collins, directeur du Projet de Génome Humain et Venter, directeur de Celera Genomics Inc., une société de biotechnologie concurrente.

2001 – La carte complète du génome humain est publiée dans les revues Science et Nature.

DANS LE FUTUR

Dans le film Retour vers le futur III, le personnage de "Doc" se retrouve échoué en l'an 1855. Dans une scène mémorable dans un saloon, Doc lève un petit verre de whisky et parle des choses qui se passeront dans l'avenir. ("Dans le futur, les gens courront pour s'amuser !")

Quelques prédictions :

• Les gens auront habituellement leur génome entier cartographié et seront testés pour évaluer les risques médicaux. Cela provoquera un changement radical de la pratique de la médecine, passant du traitement des maladies qui surviennent à leur traitement préventif.
• La thérapie génique sera une technique pratique et largement utilisés pour traiter un grand nombre de maladies.
• Le clonage humain sera accepté en tant que procédure médicale. Après une houle de protestations au départ, la société finira par décider qu'il n'y a pas vraiment plus de problèmes qu'avec la fécondation in vitro et l'insémination artificielle. (Et peut-être plus acceptable que les mères porteuses). Cependant, les gens continueront à préférer procréer de la même bonne vieille façon.
• Les questions de discrimination génétique s'avèreront finalement être un problème mineur puisque tout le monde ayant son génome cartographié, il deviendra rapidement évident que chacun a au moins un "petit secret" dans son génome. Donc soit on discrimine tout le monde soit personne. Une fois que les compagnies d'assurance, les employeurs et l'état auront réalisé qu'il n'y a rien à gagner, des règles intelligentes et pratiques seront crées pour s'y accommoder.
• Des tests seront créés et appliqués pour savoir quels médicaments seront les plus efficaces pour les maladies basés sur les séquences génétiques et biochimiques du patient.
• De nombreuses maladies du passé, du cancer à la maladie de Parkinson en passant par la maladie d'Alzheimer, seront éradiquées ou dépistées tôt et traitées efficacement. De nouveaux médicaments basés sur la compréhension fondamentale de la génétique des maladies en question seront créés qui transformeront les maladies à issue fatale en maladies curables.
• Bien entendu, les prévisions de ce genre ne valent que l'horoscope qui les dévoile. Il est cependant intéressant de se souvenir d'une des dernières lignes de Retour vers le futur III : "L'avenir n'a pas encore été écrit."

Par Mark Terry
Advance Magazine
28 mai 2001

Mark Terry est technicien en cytogénétique à l'Hôpital Henry Ford de Detroit. Il est aussi écrivain, réviseur et romancier. (Note de l'auteur : Les sources ne concordent pas toujours sur la date à laquelle une découverte a été faite. Cela est principalement dû au fait qu'on peut utiliser la date à laquelle la recherche a commencé, la coupure de presse de la découverte ou la publication approuvée par les collègues, ou, quelquefois, l'acceptation du Prix Nobel. Cette liste n'est pas différente, et, en fait, est largement arbitraire. Si les sources sont d'accord sur une date, c'est celle que j'ai indiquée. S'il y a désaccord, j'ai utilisé celle qui semblait probable. Pour les historiens qui liront, je m'excuse de toute erreur.)