Salvador Luria : Le réfugié qui a prouvé le hasard

En 1938, un médecin italien obtint une bourse pour travailler en Amérique avec un physicien allemand qui s'était tourné vers la biologie. Les lois raciales de Mussolini interdirent aux Juifs les bourses universitaires avant qu'il ne puisse en bénéficier. Deux ans, deux pays et une traversée de l'Atlantique plus tard, il arriva à New York sans rien, retrouva le physicien malgré tout, et ensemble, ils tranchèrent l'un des plus vieux débats de la biologie.

Turin, Levi et une promotion remarquable

Salvatore Luria est né le 13 août 1912 à Turin, dans une influente famille juive séfarade italienne ; ses parents étaient Davide et Ester Sacerdote Luria. Il fit ses études de médecine à l'Université de Turin sous la direction de l'histologiste Giuseppe Levi, au sein de ce qui doit être considéré comme l'une des promotions les plus extraordinaires de l'histoire de la science : deux de ses camarades étudiants, Rita Levi-Montalcini et Renato Dulbecco, recevraient également des prix Nobel. Il obtint son doctorat en médecine summa cum laude en 1935 et servit comme officier médical dans l'armée italienne de 1936 à 1937.

La rencontre décisive n'eut pas lieu dans un laboratoire, mais lors d'un cours de radiologie à l'Université de Rome, où il découvrit les théories de Max Delbrück traitant le gène comme une molécule. Luria en comprit immédiatement la conséquence pratique et commença à chercher comment tester la théorie génétique en utilisant des bactériophages — les virus qui infectent les bactéries, assez petits et assez rapides pour être comptés par millions sur une boîte de Petri du jour au lendemain. C'était l'instrument idéal pour la question posée, et il l'avait reconnu avant presque tout le monde.

La fuite

Sa bourse de 1938 pour rejoindre Delbrück fut annulée par l'interdiction fasciste de la recherche universitaire juive, et il se rendit plutôt à Paris. En 1940, alors que les forces allemandes envahissaient la France, il s'enfuit à Marseille puis quitta totalement l'Europe, arrivant à New York le 12 septembre 1940. Enrico Fermi, qu'il avait connu à Rome, l'aida à obtenir une bourse de la Fondation Rockefeller à Columbia. Il rencontra Delbrück et Alfred Hershey peu après, et de 1940 à 1943, les trois collaborèrent au laboratoire de Cold Spring Harbor et dans le laboratoire de Delbrück à Vanderbilt. Il devint citoyen américain naturalisé en janvier 1947.

Le test de fluctuation

La question était de savoir si les bactéries s'adaptent ou mutent. Lorsqu'une culture bactérienne est exposée à un virus et que quelques survivants deviennent résistants, acquièrent-ils la résistance en réponse à l'attaque — un processus lamarckien, dirigé par l'environnement — ou bien quelques-uns d'entre eux étaient-ils déjà résistants par pur hasard avant même l'arrivée du virus ?

En 1943, Luria et Delbrück y répondirent par les statistiques plutôt que par la microscopie. Leur expérience montra que les mutants résistants apparaissent de manière aléatoire et spontanée, indépendamment de la présence du virus, et que l'hérédité chez les bactéries suit donc des principes darwiniens. Le résultat est le fondement de la génétique bactérienne, et ce n'est pas une pièce de musée : c'est la raison pour laquelle la résistance aux antibiotiques se comporte comme elle le fait. Les organismes résistants ne sont pas créés par le médicament ; ils sont déjà présents dans la population, en nombre infime, et le médicament se contente de leur laisser le champ libre. Chaque politique de gestion dans tous les hôpitaux du monde repose sur cette distinction.

En 1947, Luria et Raymond Latarjet publièrent une analyse quantitative montrant que la résistance d'un bactériophage à l'irradiation ultraviolette augmente au début de l'infection puis diminue — l'effet Luria-Latarjet, compris plus tard comme impliquant de multiples voies de réparation de l'ADN codées par le phage lui-même.

La découverte qui a bâti une industrie

Au début des années 1950, en travaillant avec Giuseppe Bertani, Luria découvrit que les bactéries pouvaient restreindre et modifier l'ADN viral — qu'un phage cultivé sur une souche bactérienne échouait souvent sur une autre, comme si l'hôte reconnaissait le matériel génétique étranger et le détruisait. Le mécanisme s'est avéré être celui des enzymes de restriction : des protéines bactériennes qui coupent l'ADN au niveau de séquences spécifiques tandis que l'ADN de la cellule elle-même est protégé par méthylation.

La conséquence est difficile à surestimer. Les enzymes de restriction sont des ciseaux moléculaires qui coupent l'ADN à des endroits prévisibles, et ce sont les outils qui ont rendu physiquement possibles l'ADN recombinant, le clonage de gènes et l'ensemble du génie génétique. Luria n'avait pas l'intention d'inventer la biotechnologie. Il enquêtait sur une défaillance intrigante de la croissance d'un phage, et la réponse s'est avérée être une paire de ciseaux.

Chaires et étudiants

Il fut à l'Université de l'Indiana de 1943 à 1950, où son premier étudiant diplômé fut James D. Watson. Il déménagea à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign en 1950, devint chef du département de microbiologie au MIT en 1959, et en 1972, il prit la chaire du Center for Cancer Research du MIT, dont le corps professoral comptait David Baltimore, Susumu Tonegawa, Phillip Sharp et H. Robert Horvitz — quatre autres lauréats du prix Nobel. Il écrivit également pour le grand public : Life: the Unfinished Experiment remporta le National Book Award in Science en 1974, 36 Lectures in Biology suivit la même année, et en 1984, il publia une autobiographie, A Slot Machine, A Broken Test Tube.

Il ne fut jamais silencieux politiquement. Il se joignit à Linus Pauling pour protester contre les essais d'armes nucléaires en 1957, s'opposa à la guerre du Vietnam et soutint le syndicalisme, et en 1969, il fut brièvement inscrit sur une liste noire de financement des National Institutes of Health à cause de cela — l'année même où il reçut le prix Nobel. Dans les années 1970, alors que sa propre découverte avait rendu le génie génétique possible et que le domaine hésitait entre interdiction et liberté totale, il prôna une voie médiane : une surveillance et une régulation modérées. Noam Chomsky le considérait comme un ami et a enregistré ses tentatives d'influencer les positions publiques d'Elie Wiesel sur Israël.

Pourquoi Salvador est qualifié de génie

La faculté dont il fait preuve est la conception expérimentale — la capacité de construire une situation dans laquelle la nature est forcée de répondre par oui ou par non à une question qu'elle éludait jusque-là. Le débat sur la mutation était insoluble car personne ne pouvait observer une bactérie avant et après ; Luria et Delbrück ont entièrement évité l'observation et ont laissé la distribution statistique des survivants témoigner à la place. C'est un mouvement de mathématicien exécuté par un médecin, et cela a accompli ce que seule une poignée d'expériences en biologie du XXe siècle ont réussi : mettre fin à un débat. Son deuxième grand résultat est venu de l'instinct opposé — refuser de rejeter une anomalie. Un phage qui se développait sur un hôte et non sur un autre était, pour la plupart des gens, une nuisance. Luria l'a traité comme une information, et la réponse fut la restriction et la modification.

Le contre-argument mérite d'être énoncé. Il a partagé l'expérience clé avec Delbrück et le prix Nobel avec Delbrück et Hershey ; les travaux sur la restriction ont été réalisés avec Bertani, et ce sont des chercheurs ultérieurs qui ont isolé les enzymes et les ont transformées en outils. Il n'a bâti aucune grande théorie, et son influence durable réside peut-être autant dans les personnes qu'il a formées — Watson en premier lieu, et l'extraordinaire département du MIT qu'il a assemblé — que dans ses propres travaux de laboratoire. Ce qui n'est pas discutable, c'est qu'un réfugié sans laboratoire propre a posé deux questions si bien formulées que la biologie moléculaire et la biotechnologie commencent toutes deux en partie avec ses réponses.

Héritage

Il épousa Zella Luria en 1945 et ils eurent un enfant. Il fut élu à l'American Academy of Arts and Sciences en 1959, à la National Academy of Sciences en 1960 et à l'American Philosophical Society en 1964, et fut président de l'American Society for Microbiology de 1968 à 1969. En 1969, il reçut le prix Louisa Gross Horwitz puis le prix Nobel de physiologie ou médecine, partagé avec Delbrück et Hershey, « pour leurs découvertes concernant le mécanisme de réplication et la structure génétique des virus ». Il reçut la National Medal of Science en 1991, l'année où il mourut d'une crise cardiaque à Lexington, dans le Massachusetts, le 6 février, à l'âge de soixante-dix-huit ans.