Vitrifier le microscopique : Jacques Dubochet et le parcours atypique vers le prix Nobel

En 1955, les responsables scolaires du canton suisse de Vaud désignent officiellement Jacques Dubochet, alors âgé de treize ans, comme le premier élève dyslexique reconnu du canton. Né le 8 juin 1942, le jeune Dubochet éprouve des difficultés lors des examens de langue traditionnels et des exercices d'orthographe ordinaires. Pourtant, en dehors du cadre scolaire rigide, sa curiosité scientifique emprunte une voie résolument pratique. En suivant les instructions figurant dans un ouvrage du rédacteur spécialisé en optique astronomique Jean Texereau, l'adolescent parvient à fabriquer un télescope de 15 cm d'ouverture. Cette première réalisation dans la construction d'instruments témoigne d'une aptitude évidente pour les sciences physiques appliquées, que les indicateurs académiques classiques n'avaient pas su mesurer.

Des fondations atypiques dans le canton de Vaud

À la suite de sa scolarité initiale, Dubochet entreprend des études supérieures en ingénierie et obtient son diplôme d'ingénieur-physicien à l'École Polytechnique de l’Université de Lausanne (EPUL) en 1967. Déterminé à appliquer les principes de la physique à l'étude des systèmes vivants, il cherche à combler l'écart entre les disciplines en obtenant un certificat de biologie moléculaire à Genève en 1969. Il mène ensuite des recherches sous la direction du biophysicien Édouard Kellenberger, puis suit l'équipe au Biozentrum de l'Université de Bâle récemment fondé. En 1973, Dubochet soutient sa thèse de doctorat en biophysique au Biozentrum, consacrée aux possibilités et aux limites de la microscopie électronique en champ sombre.

Faire le pont entre physique et microscopie biologique

En 1978, Dubochet franchit une étape majeure dans sa carrière en devenant chef de groupe au Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Heidelberg, en Allemagne. À l'EMBL, il s'attaque à une contrainte fondamentale de l'imagerie biologique : l'environnement extrêmement hostile qui règne au cœur d'un microscope électronique. Les faisceaux d'électrons classiques brûlent en effet les tissus organiques, tandis que l'eau liquide s'évapore dans le vide poussé de l'appareil ou forme une glace cristalline qui brise les structures cellulaires les plus délicates.

La percée décisive à Heidelberg

Dubochet et son équipe de recherche à l'EMBL découvrent le moyen d'obtenir la vitrification de l'eau liquide, en refroidissant de très fines couches d'eau à une vitesse tellement rapide que les molécules se figent dans un état désordonné, semblable à du verre, sans développer de réseau cristallin. Cette avancée décisive pose les fondations de la cryo-microscopie électronique moderne, permettant aux scientifiques de congeler des échantillons biologiques tout en préservant leur structure native.

Du monde académique à la scène du prix Nobel

Après avoir établi la méthode de vitrification à l'EMBL, Dubochet réintègre le milieu universitaire suisse en 1987 pour accepter un poste de professeur ordinaire à l'Université de Lausanne. Il est nommé à la direction du Laboratoire d'analyse ultrastructurale de l'université, où il supervise les installations d'imagerie et poursuit ses recherches sur les structures biologiques pendant deux décennies. Des décennies de travaux en cryo-microscopie électronique trouvent leur consécration le 4 octobre 2017, lorsque l'Académie royale des sciences de Suède attribue le prix Nobel de chimie à Dubochet, aux côtés de ses confrères pionniers Richard Henderson et Joachim Frank.

Le 4 octobre 2017, les travaux de Dubochet sur la vitrification de l'eau ont ainsi été couronnés par le prix Nobel de chimie, prouvant qu'une approche atypique de l'apprentissage pouvait transformer la biophysique moderne. En congelant des spécimens biologiques au sein d'un film aqueux protecteur aux propriétés vitreuses, sa méthode a permis aux chercheurs d'observer des structures moléculaires complexes à haute résolution dans leur état naturel.

Image de couverture : illustration générée par IA ; ce n’est pas une photographie documentaire.

Source: Nobel Prize Jacques Dubochet