EXPÉRIENCE SPAGHETTI ET INDUCTION ZYGOTIQUE EXPÉRIENCE SPAGHETTI LYSOGÉNIE André Lwoff (1902-1994) HISTOIRE DU MODÈLE OPÉRON 1949. André Lwoff poursuit les travaux d’Eugène et Elisabeth Wollman, sur l’étude des bactéries lysogènes. Il observe la lyse spontanée de certaines d’entre elles, puis arrive à provoquer l’induction en irradiant par des ultraviolets : c’est l’induction du prophage. 1950. François Jacob entre dans le laboratoire d’André Lwoff, « le grenier », et débute un travail de thèse sur les mécanismes d’induction et les phénomènes d’immunité rendant la bactérie lysogène. L’approfondissement du mécanisme de conjugaison lui permet, avec Elie Wollman, d’élucider l’ordre des gènes sur le chromosome bactérien. EXPÉRIENCE SPAGHETTI L'événement essentiel lors de la conjugaison des bactéries est le transfert d'un segment du matériel génétique de bactérie donatrice (mâle) à la bactérie réceptrice (femelle). Wollman et Jacob observent que ce transfert se fait dans une seule direction à vitesse constante. Ils lui donnent le nom, d‘EXPÉRIENCE "SPAGHETTI" car le modèle explicatif représentait la femelle avalant le chromosome du mâle à la manière d'un spaghetti. André Lwoff - Dessin de Francine Lavallé (1957) (Archives de l’Institut Pasteur) ©Institut Pasteur LWOFF A. (1953) Lysogeny. Bacteriol. Rev. 17(4):269-337 « Jusqu’au jour où vint à Elie une idée étrange […] mélanger mâles et femelles ; puis, quelques instants plus tard, séparer brusquement les partenaires en plaçant les couples dans un mixeur de cuisine. Une sorte de coitus interruptus en somme […] Conjugaison entre deux Escherichia coli Chacun des caractères du mâle apparaissait à son heure : l’un à dix minutes, un autre à quinze, un autre encore à dix-huit, etc. […] ©Institut Pasteur JACOB F. & WOLLMAN E.L. Sexuality and the genetics of bacteria. New York : Academic Press, 1961, p. 153 Comme si ce chromosome était doucement aspiré par la femelle, à la façon d’un spaghetti. D’où le nom d’expérience spaghetti donné par Jacques Monod à ces manipulations au mixeur. Au grand déplaisir d’Elie, pour qui cette expression manquait de noblesse au regard d’une expérience aussi élégante. » JACOB F. La statue intérieure. Paris : O. Jacob, 1987, p. 312 INDUCTION ZYGOTIQUE DU PROPHAGE “Thanks to Hayes, who sent us his Hfr strain, we could then unravel the cause of the asymmetry observed in crosses between lysogenic and non-lysogenic bacteria. Whereas the crosses between non-lysogenic Hfr and lysogenic F- or between lysogenic Hfr and lysogenic F- lead to segregation of the prophage character among the recombinants, and hence demonstrate the chromosomal location of prophage (Wollman and Jacob 1954, 1957), crosses between lysogenic Hfr and non-lysogenic F- result in the induction of phage development upon transfer of prophage to the zygote (Jacob, Wollman 1954, 1956a). We called this phenomenon “erotic induction” at first, but later renamed it more decorously “zygotic induction.” Elie Wollman (1917-2008) ©Institut Pasteur Dessins de Francine Lavallé (1957) (Archives de l’Institut Pasteur) WOLLMAN E.L. "Bacterial conjugation". In CAIRNS J., STENT G.S. & WATSON J.D. (Eds.), Phage and the origins of molecular biology. Expanded edition. Plainview: Cold Spring Harbor Laboratory of Quantitative Biology, 1966, p. 218-219 Dans les croisements où les deux partenaires portent le prophage, ou dans le cas où seule la bactérie réceptrice le porte, la cartographie est possible par recombinaison. Dans le croisement inverse, quand le chromosome bactérien portant le prophage est introduit dans une bactérie réceptrice sans prophage, il y a induction du développement du prophage. François Jacob