La biochimiste américaine Elizabeth Beach Keller (1918-1997) est surtout connue pour ses découvertes concernant la formation de protéines, en particulier le modèle «trèfle» de l'ARN de transfert (acide ribo-nucléique). Le modèle de Keller illustre comment l'ARN de transfert fournit les directions de l'information génétique dans l'ADN pour former des protéines. Une aide à ses collègues scientifiques, le modèle «trèfle» de Keller était encore utilisé dans les manuels au XXIe siècle.
La future biochimiste est née Elizabeth Waterbury Beach le 28 décembre 1918 à Diongloh, dans la province du Fujian en Chine. Les parents de Keller étaient des missionnaires de la congrégation et elle était leur plus jeune fille. De retour aux États-Unis dans son enfance, Keller y a reçu son éducation formelle. Après avoir étudié pendant plusieurs semestres à l'Oberlin College à Oberlin, Ohio, elle a obtenu son baccalauréat en sciences de l'Université de Chicago en 1940. L'année suivante, elle épousa Geoffrey Keller, mais le mariage se termina plus tard par un divorce. Cinq ans après avoir obtenu son diplôme, Keller a obtenu sa maîtrise de l'Université George Washington à Washington, DC, et en 1948, elle a obtenu son doctorat en biochimie du Cornell University Medical College à New York. Après avoir obtenu son doctorat, Keller a travaillé comme professeur adjoint au Medical College de 1946 à 1948. De 1948 à 1949, elle a été membre de la Commission de l'énergie atomique au College of Medicine de l'Ohio State University à Columbus.
A occupé des postes dans des établissements d'enseignement
Après sa bourse d'études à l'Ohio State, Keller a consacré une grande partie des décennies suivantes à la recherche et à l'enseignement. Après avoir enseigné au Huntington Memorial Laboratory du Massachusetts General Hospital de 1948 à 1950, elle a été résidente à l'Université de Harvard de 1950 à 1952 et associée de recherche à l'université de 1952 à 1958. De 1958 à 1960, Keller était à la fois résidente résidente et membre spécial du Service de santé publique des États-Unis, et de 1960 à 1962, elle a été associée de recherche au Massachusetts Institute of Technology (MIT), situé près de Harvard à Cambridge. À la fois à l'Université de Harvard et au MIT, la recherche de Keller était centrée sur la synthèse des protéines.
A travaillé avec Holley à Cornell
En 1965, le futur biochimiste lauréat du prix Nobel Robert W. Holley a demandé à Keller de rejoindre son équipe de recherche biochimique à l'Université Cornell à Ithaca, New York. En tant que membre de l'équipe de Holley, elle a participé à une étude sur la structure de l'ARN de transfert. Les ARN de transfert sont de petites molécules d'ARN qui contiennent 75 à 95 nucléotides. Les cellules individuelles contiennent de nombreuses molécules d'ARN de transfert différentes. La plupart de ces molécules agissent comme porteurs d'acides aminés et participent à la synthèse des protéines.
Holley, qui a obtenu son doctorat. en chimie organique à l'Université Cornell en 1948, a commencé à enquêter sur diverses questions de puzzle biochimiques alors qu'il était encore étudiant à l'université. En 1960, il a pu, avec d'autres chercheurs, démontrer que les ARN de transfert sont impliqués dans l'assemblage des acides aminés en protéines. Holley et son équipe de recherche ont conçu des techniques qui pourraient séparer les différents ARN de transfert du mélange moléculaire total de la cellule. En 1965, il avait déterminé la composition de l'ARN de transfert qui incorpore l'acide aminé alanine dans les molécules de protéines. Il l'a fait en digérant la molécule avec des enzymes, en identifiant les morceaux, puis en déterminant comment ils s'emboîtaient. C'était la première fois que la séquence de nucléotides dans un acide nucléique était déterminée.
Chez Cornell, Keller a aidé Holley et son équipe à s'appuyer sur des recherches antérieures sur la biochimie de la génétique. Elle a étudié la structure de différents acides nucléiques et comment ces différentes structures affectaient la formation des protéines. Pendant cette période, dans le cadre de l'équipe de recherche de Holley, elle a développé son modèle bien connu d'ARN de transfert en forme de feuille de trèfle. Keller représentait un arrangement très complexe utilisant les matériaux les plus simples: papier, velcro et cure-pipes. Avec ces matériaux, elle a conçu des modèles de 77 sous-unités d'une forme d'ARN de transfert. Selon certains récits, Keller a inclus un croquis de son modèle en feuille de trèfle dans une carte de Noël qu'elle a envoyée à Holley.
Keller pensait que la forme de la feuille de trèfle était le meilleur moyen de révéler comment l'ARN de transfert aide à contrôler l'information génétique dans l'ADN afin qu'elle soit traduite en synthèse protéique. La fonction spécifique de l'ARN-transfert est de trouver et de transporter les acides aminés appropriés qui seront réunis pour former des protéines. Son modèle l'a décrit avec succès, et il est rapidement devenu utile à d'autres scientifiques pour déterminer et illustrer comment les protéines sont fabriquées à l'intérieur des cellules. Comme cité par le New York Times Joseph Calvo, un collègue de l'Université Cornell, a commenté: "Son travail consistait à retirer le moteur d'une voiture pour voir comment cela fonctionne. Si cela fonctionne à l'extérieur de la voiture, vous savez quelque chose."
Les contributions de Keller à l'équipe de Holley faisaient partie intégrante d'un effort énorme et continu pour révéler les secrets du code génétique. Elle a fourni des informations sur lesquelles d'autres scientifiques pourraient s'appuyer. Cependant, comme Keller avait tendance à travailler dans les coulisses, son nom n'est pas bien connu en dehors de son domaine. Comme Calvo l'a fait remarquer, «n'importe qui dans le domaine saurait que la conception [de trèfle] aujourd'hui, mais ne connaîtrait pas Betty ... [elle] a trouvé un moyen de fabriquer des protéines en dehors de la cellule afin qu'elles puissent être étudiées.
Le modèle de feuille de trèfle a été publié par Holley dans le cadre d'un travail plus vaste qui détaillait le code génétique de l'ADN. Ce vaste travail vaudra à Holley le prix Nobel de physiologie ou médecine de 1968, qu'il partagea avec Marshall Warren Nirenberg et Har Gobind Khorana. Prises ensemble, les recherches de ces scientifiques ont aidé à expliquer comment le code génétique contrôle la synthèse des protéines. Lors de l'attribution du prix, l'Académie suédoise des sciences a noté, comme cité sur le Site Web du prix Nobel: "L'interprétation du code génétique et l'élucidation de sa fonction sont les points forts de l'évolution explosive de la biologie moléculaire des 20 dernières années qui a conduit à une compréhension des détails du mécanisme de l'hérédité." En reconnaissance de sa contribution à ses efforts, Holley a partagé une partie de son prix Nobel avec Keller.
Fin de carrière
Suite à son travail avec Holley, Keller s'est concentrée sur les gènes cancérigènes. Après avoir pris sa retraite en 1988, elle a été nommée professeur émérite de biochimie et de biologie moléculaire et cellulaire à l'Université Cornell. Elle est restée avec l'institution, menant des recherches en biologie moléculaire, jusqu'à peu de temps avant sa mort à 79 ans d'une leucémie aiguë le 20 décembre 1997. Keller a laissé dans le deuil son deuxième mari, le Dr Leonard Spector, qu'elle a épousé en 1984, et par les soeurs Frances B. Bingham de New Haven, Connecticut, et Sandy Socolar, de New York.
Livres
Hommes et femmes américains de science, 20e édition, RR Bowker, 1998.
Femmes scientifiques notables, Groupe Gale, 2000.
Périodiques
New York Times, Décembre 28, 1997.
Magazine de l'Université de Chicago, Avril, 1998.
Magasinez
«Prix Nobel de physiologie ou médecine», Site Web du prix Nobel,http://nobelprize.org/medicine/laureates/1968/press.html (January 15, 2005).