Prix Nobel

Jacques Dubochet: «J’ai eu la chance de profiter de conditions de travail exceptionnelles»

Le Vaudois, Prix Nobel de chimie, revient sur sa carrière, qu’il estime impossible à reproduire dans le paysage scientifique actuel

Son CV hébergé sur le site de l’Université de Lausanne vaut son pesant d’azote liquide. Jacques Dubochet, 75 ans, récompensé cette semaine par le Prix Nobel de chimie 2017 pour ses travaux pionniers dans le domaine de la cryomicroscopie électronique, manie l’humour aussi bien que les microscopes. Le Temps a pu rencontrer cet ancien dyslexique qui dit avoir été «conçu par des parents optimistes en octobre 1941» et «cessé d’avoir peur du noir en 1946 car le Soleil finit par revenir», merci Copernic. Morceaux choisis.

Le Temps: Vingt-quatre heures [jeudi 5 octobre, ndlr] après avoir appris que vous aviez décroché le Prix Nobel, l’émotion est-elle toujours là?

Jacques Dubochet: Quand je pense à ce que je ressens, le premier sentiment qui me vient à l’esprit, étrangement, c’est le soulagement. Mais à bien y regarder, l’explication est simple. Cela fait des années que, dans les colloques et congrès scientifiques, tout le monde me demande tout le temps «alors, le Nobel, c’est pour quand?», sans oublier de me rappeler que mes travaux ont permis une explosion, une révolution, etc. Cela finit par créer une certaine pression, et je devais faire de gros efforts pour ne pas m’énerver!

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Alors j’essayais d’en faire abstraction, de ne plus penser au Nobel. Mais c’est difficile d’oublier: quand j’étais encore un gamin, je souhaitais déjà être un scientifique reconnu. Disons que je tentais plutôt de ne pas me laisser impressionner par cette idée. Et puis voilà, maintenant le Nobel est là, donc je suis soulagé de ne plus vivre avec cette pression.

– Combien de messages avez-vous reçus?

– Rien que pour la journée d’hier, j’ai dû recevoir environ 600 messages. Mon téléphone est complètement saturé, je ne peux plus l’utiliser. Heureusement que l’Université de Lausanne s’occupe de la communication! En ce moment, pour me parler, il faut venir me voir…

Maintenant, le Nobel est là, donc je suis soulagé de ne plus vivre avec cette pression

– Vous avez été récompensé pour vos contributions dans le champ de la cryomicroscopie électronique. En quoi cela consiste-t-il?

– Il s’agit d’une technique particulière d’observation au microscope électronique qui autorise l’observation de matériel biologique à l’état natif, comme dans la nature. Elle implique de geler très rapidement les échantillons à analyser, justement afin de les figer dans leur état naturel. Dès l’apparition des premiers microscopes électroniques en 1931, on s’est vite rendu compte qu’ils n’étaient pas idéaux pour observer le vivant. Nous sommes principalement constitués d’eau, or celle-ci s’évapore à cause du vide régnant dans la chambre d’observation, ce qui fait effondrer les molécules. Il fallait donc trouver une astuce.

Dès les années 1950, les spécialistes ont tenté de remplacer l’eau par autre chose, disons un enrobage en plastique, et cela fonctionnait. Mais c’était un pis-aller, l’idéal étant d’éviter que l’eau foute le camp! D’où l’idée de la geler, pour empêcher l’évaporation. Un des premiers à l’avoir fait, c’est le Vénézuélien Humberto Fernandez-Moran.

– C’est à ce moment que vous entrez en scène?

– Non, car ses expériences n’ont jamais abouti à quelque chose de vraiment utile. Ma thèse de biophysique, réalisée à l’Université de Genève sous la direction du professeur Kellenberg, était basée sur les travaux de Bob Glaeser, aujourd’hui à l’Université de Californie à Berkeley, qui le premier quantifia les dégâts infligés à l’échantillon par les radiations induites par le faisceau d’électrons. Mon objectif initial était de trouver comment mieux préserver les spécimens en testant différentes méthodes. Un jour, je suis tombé sur une photo au microscope prise par Glaeser. Il s’agissait de matériel biologique piégé dans une fine couche de glace. Il était remarquablement bien conservé, c’était d’une beauté exceptionnelle, que d’ailleurs on ne comprenait pas vraiment. Je me suis dit: «Ça, c’est l’avenir.» Deux ans plus tard, en 1978, je présentais mon projet au Laboratoire européen de biologie moléculaire à Heidelberg. Il consistait à utiliser le froid pour faire de la microscopie. C’est là que j’ai effectué l’essentiel des travaux qui m’ont permis d’obtenir le Prix Nobel.

Notre idée était de vitrifier les échantillons pour pouvoir les observer tranquillement au microscope, à l’état natif

– Geler de l’eau, cela paraît facile…

– Oui, mais on ne la gèle pas n’importe comment! Lorsqu’elle devient solide, l’eau adopte une structure atomique cristalline, ce qui a pour effet de tuer les cellules. Donc ce que nous espérions, c’était non pas sa solidification, mais sa vitrification. Il s’agit d’un état particulier de l’eau – on dit encore qu’elle est amorphe – dans lequel elle gèle tout en conservant sa structure atomique d’eau liquide. L’idée était donc de vitrifier les échantillons pour pouvoir les observer tranquillement au microscope, à l’état natif. Notre projet consistait en quelque sorte à apprendre à convenablement geler l’eau.

– Comment y êtes-vous parvenu?

– En la refroidissant extrêmement rapidement dans un bain d’azote liquide à -180 °C. Pour ce faire, nous projetions des microgouttes d’eau sur un film de microscopie qu’on laissait tomber dans l’azote. La goutte gelait, nous pouvions alors voir si elle était cristallisée ou vitrifiée, et étudier ses propriétés, etc. Et puis, un jour, tout a basculé avec ce que j’appelle un moment «haha», un moment unique lorsqu’on comprend qu’on vient de faire une véritable découverte [il prononce «haha» sur le ton du détective qui vient de tomber sur un indice crucial, ndlr].

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Mon collègue technicien Alasdair McDowall avait auparavant eu l’idée d’utiliser de l’éthane liquide à la place de l’azote. Nous avons donc condensé de l’éthane dans un petit récipient refroidi par de l’azote liquide afin d’obtenir de l’éthane liquide, un gaz qui présente l’avantage de refroidir beaucoup plus rapidement que l’azote. Nous avons poursuivi sur cette voie, jusqu’à ce jour où il me demande de venir examiner le microscope. J’arrive et je vois une jolie petite goutte. Nous avons immédiatement compris que nous avions sous les yeux de la glace amorphe, et non cristalline. Un article a été rédigé dans la foulée, article que nous avons proposé à la revue Nature. Ils l’ont refusé, au motif que l’«on ne peut pas contraindre la nature». Il faut dire que d’un point de vue thermodynamique, la vitrification de l’eau était impossible.

Il y a eu un deuxième moment «haha»: lorsque nous sommes parvenus, grâce à l’entêtement de notre collègue Marc Adrian, à façonner une goutte d’eau amorphe en feuillet ultra-fin d’à peine un dixième de micromètre d’épaisseur, propre à l’observation au microscope. C’était une horreur expérimentale, une folie compte tenu des forces qui s’appliquent sur la goutte ainsi formée. Mais il y est parvenu… en épongeant le dessus de la goutte avec du papier buvard! Il est malheureusement décédé en 2013, mais il aurait mérité lui aussi le Nobel.

– Vos collègues sont-ils à ajouter à la longue liste des «oubliés du Nobel», ceux que le comité ne récompense pas malgré leurs apports indiscutables?

– Alasdair McDowall a effectué la manipulation, certes, mais c’est moi qui lui avais demandé de le faire. Quant à Marc Adrian, têtu comme une mule, il a fait les choses de son côté. Oui, les deux auraient pu prétendre au Prix Nobel. Mais le comité a pour habitude de récompenser les directeurs des équipes. C’est une question qui mérite en tout cas d’être débattue.

– Vous avez été distingué aux côtés de Richard Henderson, de l’Université de Cambridge, et Joachim Frank, de l’Université Columbia à New York. Quels ont été leurs apports respectifs?

– Tous deux se sont basés sur la méthode que nous avons développée. Joachim Frank a surtout mis au point les méthodes mathématiques pour reconstruire informatiquement les structures en 3D des échantillons observés. Quant à Henderson, que je connais pratiquement depuis mes débuts, il est le premier à avoir publié la structure tridimensionnelle de la bactériorhodopsine grâce à la cryomicroscopie électronique en 1990. Il n’a jamais rien inventé, mais c’est un incroyable générateur d’idées, capable de fédérer et de convaincre les gens autour de lui.

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– Vos travaux sont un exemple de physique expérimentale. Auriez-vous aimé une carrière plus théorique?

– Je ne me considère pas comme un expérimentateur. Avec mon équipe, j’ai notamment publié des travaux sur la théorie mathématique des nœuds appliquée à la molécule d’ADN. Disons que je suis un peu des deux à la fois.

– Si la science n’existait pas, qu’auriez-vous fait à la place?

– Sans doute enseignant. Ou alors criminel? Je me rappelle que, gamin, je m’interrogeais sur mon avenir et me disais que j’avais beau vouloir devenir un grand savant, j’avais plus de chances de finir grand criminel…

– Si vous veniez de soutenir votre thèse cette année, penseriez-vous pouvoir mener la même carrière?

– Absolument pas. Contrairement à ce qu’on exige des chercheurs aujourd’hui, je n’ai jamais eu besoin de courir après les publications. J’en ai d’ailleurs un nombre totalement ridicule par rapport aux normes actuelles. J’ai aussi eu le privilège, notamment grâce à la générosité de l’Université de Lausanne, de ne pas avoir à passer mon temps à courir après les financements. Non, j’ai vraiment eu la chance de profiter de conditions de travail exceptionnelles, inimaginables aujourd’hui.

– Y a-t-il un savoir-faire suisse en microscopie?

– Bien sûr, la Suisse a même des racines fondamentales en microscopie. Il y a d’excellents centres à Zurich, à Bâle, en cryofracture et cryosubstitution, notamment… C’est peut-être un peu moins le cas aujourd’hui à Lausanne, qui a abandonné la cryomicroscopie. Mais qui sait, le Nobel pourrait changer les choses.

– Enfin, quelle est selon vous l’application de vos recherches la plus prometteuse?

– Difficile à dire. Mais pourquoi pas le domaine des maladies neurodégénératives? La structure 3D des filaments de la protéine Tau, dont l’accumulation dans le cerveau est liée aux maladies de Parkinson ou d’Alzheimer, a été dévoilée cet été grâce à la cryomicroscopie électronique. Vous comprenez bien que, comme je commence à devenir vieux, ce sujet m’intéresse!

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