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Francis Crick
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Francis Crick

TORIma Académie — Biologiste / Généticien

Francis Crick

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Francis Harry Compton Crick (8 juin 1916 - 28 juillet 2004) était un biologiste moléculaire, biophysicien et neuroscientifique anglais. Lui, James Watson, Rosalind…

Francis Harry Compton Crick (8 juin 1916 – 28 juillet 2004) était un biologiste moléculaire, biophysicien et neuroscientifique anglais. Aux côtés de James Watson, Rosalind Franklin et Maurice Wilkins, il a joué un rôle déterminant dans l'élucidation de la structure hélicoïdale de la molécule d'ADN.

Francis Harry Compton Crick (8 juin 1916 – 28 juillet 2004) était un biologiste moléculaire, biophysicien et neuroscientifique anglais. Lui, James Watson, Rosalind Franklin et Maurice Wilkins ont joué un rôle crucial dans le déchiffrement de la structure hélicoïdale de la molécule d'ADN.

La publication de 1953 de Crick et Watson dans Nature a établi la compréhension fondamentale de la structure et des fonctions de l'ADN. En collaboration avec Maurice Wilkins, ils ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1962 pour « leurs découvertes concernant la structure moléculaire des acides nucléiques et son importance pour le transfert d'informations dans le matériel vivant ».

Crick s'est distingué comme un biologiste moléculaire théorique important, contribuant de manière critique à la recherche qui a dévoilé l'architecture hélicoïdale de l'ADN. Il est largement reconnu pour avoir inventé le terme « dogme central », qui résume le principe selon lequel l'information génétique, une fois transférée des acides nucléiques (ADN ou ARN) aux protéines, ne peut pas ensuite revenir aux acides nucléiques. Cela implique que l'étape ultime du transfert d'informations des acides nucléiques aux protéines est un processus irréversible.

Pour le reste de sa vie professionnelle, Crick a été le directeur de J.W. Kieckhefer Professeur de recherche émérite au Salk Institute for Biological Studies à La Jolla, Californie. Ses efforts de recherche ultérieurs se sont concentrés sur la neurobiologie théorique et les efforts visant à faire progresser l'investigation scientifique de la conscience humaine. Crick a conservé ce poste jusqu'à son décès en 2004 ; Christof Koch a noté qu'"il éditait un manuscrit sur son lit de mort, scientifique jusqu'au bout".

Petite enfance et éducation

Né le 8 juin 1916, Crick était le fils aîné de Harry et Annie Elizabeth Crick (née Wilkins). Il a grandi à Weston Favell, alors un petit village adjacent à Northampton, en Angleterre, où son père et son oncle exploitaient l'entreprise familiale de fabrication de bottes et de chaussures. Son grand-père paternel, Walter Drawbridge Crick, naturaliste amateur, est l'auteur d'une étude sur les foraminifères locaux (protistes unicellulaires à coquille), a échangé de la correspondance avec Charles Darwin et a fait nommer deux espèces de gastéropodes (escargots ou limaces) en son honneur.

Dès son plus jeune âge, Francis a démontré une affinité pour la science, recherchant souvent des connaissances à travers les livres. Bien que ses parents l'aient emmené à l'église pendant son enfance, vers l'âge de 12 ans, il a exprimé une préférence pour la recherche scientifique plutôt que pour la doctrine religieuse, cessant ainsi d'y assister.

Son oncle, Walter Crick, résidait dans une modeste demeure du côté sud d'Abington Avenue, possédant un abri de jardin où il a enseigné à Crick le soufflage du verre, l'expérimentation chimique et l'impression photographique. À l'âge de huit ou neuf ans, Crick s'est inscrit dans la classe la plus junior de la Northampton Grammar School, située sur Billing Road. Cette institution se trouvait à environ 2 km de sa résidence, une distance qu'il pouvait parcourir à pied via Park Avenue South et Abington Park Crescent, bien qu'il utilisait fréquemment le transport en bus ou, par la suite, un vélo. Même si l'enseignement dans les classes supérieures était adéquat, il manquait d'une stimulation intellectuelle significative. Après son quatorzième anniversaire, il a fréquenté la Mill Hill School de Londres grâce à une bourse, où il a poursuivi des études en mathématiques, physique et chimie aux côtés de son ami proche, John Shilston. Le vendredi 7 juillet 1933, jour de la fondation de l'école Mill Hill, il fut co-récipiendaire du prix Walter Knox de chimie. Il a attribué ses résultats académiques au haut niveau d'enseignement qu'il a connu pendant son séjour à Mill Hill.

Crick a poursuivi ses études de premier cycle à l'University College London (UCL), un collège constituant de l'Université de Londres, obtenant un baccalauréat ès sciences de l'Université de Londres en 1937. Ses recherches doctorales à l'UCL ont été initiées mais ensuite interrompues par la Seconde Guerre mondiale. Il est ensuite devenu doctorant et membre honoraire du Gonville and Caius College de Cambridge, menant principalement ses travaux au laboratoire Cavendish et au laboratoire de biologie moléculaire du Medical Research Council (MRC) à Cambridge. De plus, il a été boursier honoraire au Churchill College de Cambridge et à l'University College London.

Francis Crick a lancé un projet de recherche doctoral axé sur la détermination de la viscosité de l'eau à des températures élevées, une tâche qu'il a ensuite qualifiée de « problème le plus ennuyeux imaginable ». Ce travail a été réalisé dans le laboratoire du physicien Edward Neville da Costa Andrade de l'University College de Londres. Cependant, le début de la Seconde Guerre mondiale, en particulier un incident survenu lors de la bataille d'Angleterre au cours duquel une bombe a détruit son équipement expérimental, a détourné Crick d'une carrière potentielle en physique. Néanmoins, au cours de sa deuxième année de doctorat, il a reçu le prestigieux Carey Foster Research Prize. Par la suite, il a entrepris des recherches postdoctorales au Brooklyn Collegiate and Polytechnic Institute, qui est désormais intégré à la Tandon School of Engineering de l'Université de New York.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Crick a été employé par l'Admiralty Research Laboratory, une institution qui a favorisé la carrière de nombreux scientifiques éminents, dont David Bates, Robert Boyd, Thomas Gaskell, George Deacon, John Gunn, Harrie Massey et Nevill Mott. Ses contributions ont impliqué le développement de mines magnétiques et acoustiques, et il a joué un rôle central dans l'ingénierie d'une conception de mine innovante qui s'est avérée efficace contre les dragueurs de mines allemands.

Vie et travail après la Seconde Guerre mondiale

En 1947, à l'âge de 31 ans, Crick s'est tourné vers l'étude de la biologie, rejoignant ainsi un mouvement important de physiciens se lançant dans la recherche biologique. Ce changement fut facilité par l’influence grandissante de physiciens comme Sir John Randall, dont les innovations de guerre, comme le radar, avaient joué un rôle crucial dans la victoire des Alliés. Crick a dû relever le défi de s'adapter de « l'élégance et de la profonde simplicité » inhérentes à la physique aux « mécanismes chimiques élaborés que la sélection naturelle avait développés au fil des milliards d'années ». Il a qualifié cette transition de « presque comme si l’on devait naître de nouveau ». Crick a affirmé que sa formation en physique lui avait inculqué une leçon cruciale – l'orgueil – et la conviction que, compte tenu du succès établi de la physique, des percées comparables étaient réalisables dans d'autres disciplines scientifiques, y compris la biologie. Selon Crick, cette perspective l'a encouragé à adopter une approche plus audacieuse que celle des biologistes conventionnels, qui se concentraient souvent uniquement sur les formidables défis de la biologie plutôt que de s'inspirer des réalisations historiques de la physique.

Pendant près de deux ans, Crick a étudié les propriétés physiques du cytoplasme au laboratoire de recherche Strangeways de Cambridge, dirigé par Honor Bridget Fell, soutenu par une bourse d'études du Conseil de recherches médicales. Par la suite, il rejoint Max Perutz et John Kendrew au Laboratoire Cavendish. Le laboratoire Cavendish, sous la direction générale de Sir Lawrence Bragg – lauréat du prix Nobel en 1915 à l'âge de 25 ans – était activement engagé dans la course à l'élucidation de la structure de l'ADN, visant à devancer le célèbre chimiste américain Linus Pauling. Cette entreprise faisait suite au succès antérieur de Pauling dans la détermination de la structure en hélice alpha des protéines. Parallèlement, le laboratoire Cavendish de Bragg était en concurrence effective avec le département de biophysique du King's College de Londres, dirigé par Randall, qui avait précédemment rejeté la candidature de Crick pour un poste là-bas. Francis Crick et Maurice Wilkins du King's College entretenaient une amitié personnelle, une relation qui a considérablement influencé les développements scientifiques ultérieurs, semblable à l'association étroite entre Crick et James Watson. Contrairement aux récits erronés de deux auteurs, Crick et Wilkins se sont rencontrés initialement au King's College, et non à l'Amirauté, pendant la Seconde Guerre mondiale.

En 1995, Francis Crick a approuvé la résolution Ashley Montagu, une pétition soumise à la Cour internationale de Justice (anciennement connue sous le nom de Cour mondiale) plaidant pour la cessation des modifications génitales non thérapeutiques des enfants, englobant la mutilation génitale féminine, la circoncision et la subincision du pénis.

Vie personnelle

Crick s'est marié deux fois et a eu trois enfants. Son frère, Anthony (né en 1918), est décédé avant lui en 1966.

Conjoints :

Enfants :

Francis Crick a succombé à un cancer du côlon le matin du 28 juillet 2004 à l'hôpital Thornton de l'Université de Californie à San Diego (UCSD), à La Jolla. Après la crémation, ses cendres ont été dispersées dans l'océan Pacifique. Un service commémoratif public a eu lieu le 27 septembre 2004 au Salk Institute de La Jolla, en Californie, à côté de San Diego. Parmi les intervenants notables de l'événement figuraient James Watson, Sydney Brenner, Alex Rich, Seymour Benzer, Aaron Klug, Christof Koch, Pat Churchland, Vilayanur Ramachandran, Tomaso Poggio, Leslie Orgel, Terry Sejnowski, son fils Michael Crick et sa plus jeune fille Jacqueline Nichols. Plus tôt, le 3 août 2004, une réunion commémorative privée avait eu lieu pour sa famille et ses associés professionnels.

La médaille du prix Nobel de Crick et le diplôme qui l'accompagnait ont été vendus aux enchères par Heritage Auctions en juin 2013, pour un prix de 2 270 000 $. L'acquéreur était Jack Wang, PDG de la société médicale chinoise Biomobie. Vingt pour cent des bénéfices de la vente de la médaille ont ensuite été reversés au Francis Crick Institute de Londres.

Recherche

Les recherches intellectuelles de Francis Crick étaient centrées sur deux questions biologiques fondamentales non résolues : à savoir la transition moléculaire de la matière non vivante à la matière vivante et les mécanismes neuronaux qui sous-tendent la pensée consciente. Il a reconnu que sa formation universitaire le préparait mieux aux recherches dans le premier domaine, en particulier dans le domaine de la biophysique. En 1946, la lecture par Crick du livre d'Erwin Schrödinger, Qu'est-ce que la vie ?, ainsi que l'influence de Linus Pauling, l'ont incité à passer de la physique à la biologie. La compréhension théorique de l’époque suggérait que les liaisons covalentes au sein des macromolécules biologiques pourraient conférer la stabilité structurelle requise pour le stockage de l’information génétique cellulaire. L’identification précise de la molécule génétique devient alors un objectif crucial pour la biologie expérimentale. Crick a postulé que la convergence de la théorie de l'évolution par sélection naturelle de Charles Darwin, des principes de la génétique de Gregor Mendel et des connaissances sur les fondements moléculaires de l'hérédité dévoilerait collectivement la nature fondamentale de la vie. Il avait une perspective très optimiste, anticipant la synthèse imminente de la vie en laboratoire. Néanmoins, certains contemporains, dont la chercheuse Esther Lederberg, considéraient l'optimisme de Crick comme excessif.

Au départ, il était largement admis qu'une macromolécule, telle qu'une protéine, constituait le matériel génétique. Cependant, les protéines ont également été reconnues comme des macromolécules structurelles et fonctionnelles polyvalentes, dont beaucoup catalysent des réactions enzymatiques cellulaires essentielles. Dans les années 1940, cependant, de nouvelles preuves ont commencé à impliquer l’acide désoxyribonucléique (ADN), l’autre constituant principal des chromosomes, en tant que molécule génétique potentielle. Plus précisément, l'expérience Avery-MacLeod-McCarty de 1944, menée par Oswald Avery et son équipe, a démontré que l'introduction d'une molécule d'ADN spécifique dans une bactérie pouvait induire une altération phénotypique héréditaire.

À l'inverse, certaines interprétations des données existantes suggéraient que l'ADN possédait une complexité structurelle limitée, servant potentiellement simplement d'échafaudage moléculaire pour les molécules protéiques apparemment plus dynamiques. En 1949, les circonstances opportunes de Crick (sa situation géographique, ses dispositions intellectuelles et le climat scientifique dominant) l'ont amené à rejoindre l'initiative de recherche de Max Perutz à l'Université de Cambridge, où il a commencé à travailler sur la cristallographie aux rayons X des protéines. Alors que la cristallographie aux rayons X présentait théoriquement une voie pour élucider l'architecture moléculaire de grandes biomolécules telles que les protéines et l'ADN, d'importants obstacles techniques à l'époque empêchaient son application efficace à ces structures complexes.

1949-1950

Crick maîtrisait de manière indépendante les principes mathématiques qui sous-tendent la cristallographie aux rayons X. Parallèlement aux recherches de Crick sur la diffraction des rayons X, des collègues du laboratoire de Cambridge s'efforçaient de déterminer la configuration hélicoïdale la plus stable des chaînes d'acides aminés au sein des protéines, connue sous le nom d'hélice alpha. Linus Pauling avait précédemment établi le rapport caractéristique de l'hélice alpha de 3,6 acides aminés par tour d'hélice. Crick a observé les inexactitudes méthodologiques rencontrées par ses collaborateurs lors de leurs efforts infructueux pour construire un modèle moléculaire précis de l'hélice alpha ; ces observations ont fourni des informations cruciales qui se révéleront plus tard déterminantes dans la compréhension de l'architecture hélicoïdale de l'ADN. Plus précisément, il a reconnu l'importance de la rigidité structurelle conférée par les doubles liaisons aux configurations moléculaires, un principe pertinent à la fois pour les liaisons peptidiques dans les protéines et pour la structure nucléotidique de l'ADN.

1951-1953 : structure de l'ADN

Crick, aux côtés de William Cochran et Vladimir Vand, a contribué à la formulation d'une théorie mathématique concernant la diffraction des rayons X par des molécules hélicoïdales en 1951 et 1952. Ce cadre théorique a démontré une forte concordance avec les données radiologiques obtenues à partir de protéines présentant des conformations en hélice alpha de séquences d'acides aminés. De plus, la théorie de la diffraction hélicoïdale s'est avérée déterminante pour élucider les caractéristiques structurelles de l'ADN.

À la fin de 1951, Crick a commencé sa collaboration avec James Watson au Laboratoire Cavendish de l'Université de Cambridge, en Angleterre. En utilisant la « Photo 51 », qui comprenait des données de diffraction des rayons X générées par Rosalind Franklin et son étudiant diplômé Raymond Gosling du King's College de Londres - données fournies par Gosling et son collègue Wilkins - Watson et Crick ont conçu en collaboration un modèle hélicoïdal pour la structure de l'ADN, publiant leurs résultats en 1953. Ce travail fondateur, ainsi que des contributions ultérieures, ont conduit à leur attribution conjointe du prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1962, partagé avec Wilkins.

À l'arrivée de Watson à Cambridge, Crick était un étudiant diplômé de 35 ans, un statut influencé par ses contributions à la Seconde Guerre mondiale, tandis que Watson, 23 ans, avait déjà terminé son doctorat. Les deux chercheurs partageaient un profond intérêt pour la question fondamentale de la manière dont l’information génétique est codée au niveau moléculaire. Watson et Crick se sont engagés dans des discussions approfondies concernant l'ADN, en particulier sur la faisabilité de l'hypothèse d'un modèle moléculaire précis pour sa structure. Des données expérimentales cruciales ont émergé des images de diffraction des rayons X acquises par Franklin et Gosling. En novembre 1951, Wilkins visita Cambridge et diffusa ces données à Watson et Crick. Alexander Stokes, une autorité en matière de théorie de la diffraction hélicoïdale, et Wilkins, tous deux affiliés au King's College, avaient conclu indépendamment que les données de diffraction des rayons X pour l'ADN suggéraient une structure moléculaire hélicoïdale ; cependant, Franklin a fermement contesté cette interprétation. Motivés par leurs conversations avec Wilkins et les connaissances acquises par Watson en assistant à la présentation de Franklin sur ses recherches sur l'ADN, Crick et Watson ont ensuite développé et présenté un modèle initial, bien qu'erroné, d'ADN. Leur urgence à construire un modèle de structure de l'ADN était en partie alimentée par leur conscience de la concurrence de Linus Pauling. Compte tenu de la récente réussite de Pauling dans l'élucidation de l'hélice alpha, ils craignaient qu'il puisse également être le premier à déterminer la structure de l'ADN.

Les spéculations abondent concernant les implications potentielles si Pauling avait été autorisé à se rendre en Grande-Bretagne en mai 1952 comme prévu initialement. Cependant, ses engagements politiques ont conduit à des restrictions de voyage imposées par le gouvernement des États-Unis, empêchant sa recherche. Quoi qu'il en soit, le principal objectif de recherche de Pauling à ce stade était les protéines, et non l'ADN. Parallèlement, Watson et Crick n'étaient pas officiellement affectés à la recherche sur l'ADN. Crick était en train de terminer sa thèse de doctorat, tandis que Watson poursuivait d'autres projets, notamment des tentatives de cristallisation de la myoglobine pour des études de diffraction des rayons X. En 1952, Watson a mené des expériences de diffraction des rayons X sur le virus de la mosaïque du tabac, donnant des résultats révélateurs d'une structure hélicoïdale. Après leur première tentative infructueuse, Watson et Crick ont montré une certaine hésitation à reprendre leurs efforts et, pendant un certain temps, il leur a été interdit d'entreprendre de nouveaux efforts pour construire un modèle moléculaire de l'ADN.

Une contribution essentielle aux efforts de création de modèles de Watson et Crick découle des connaissances fondamentales de Rosalind Franklin en matière de chimie. Sa compréhension postulait que les squelettes hydrophiles contenant du phosphate des chaînes nucléotidiques de l'ADN devraient être situés à l'extérieur pour faciliter l'interaction avec les molécules d'eau, tandis que les bases hydrophobes devraient être séquestrées dans le noyau de la molécule. Franklin a transmis ce principe chimique crucial à Watson et Crick en soulignant les défauts évidents de leur modèle initial de 1951, qui plaçait incorrectement les phosphates à l'intérieur.

Crick a expliqué que le manque perçu d'effort de collaboration entre Wilkins et Franklin dans la recherche d'un modèle moléculaire de l'ADN constituait une impulsion principale pour sa deuxième tentative éventuelle et celle de Watson. Ils ont réussi à demander et à obtenir l'autorisation de William Lawrence Bragg et de Wilkins pour cet effort renouvelé. En développant leur modèle d'ADN, Watson et Crick ont ​​exploité les données dérivées des images non publiées de Franklin par diffraction des rayons X, qui avaient été présentées lors de réunions et ouvertement diffusées par Wilkins. Ces informations comprenaient également des descriptions préliminaires des découvertes de Franklin et des représentations photographiques des images aux rayons X, qui ont été documentées dans un rapport d'étape de la fin de 1952 pour le laboratoire du King's College de Sir John Randall.

Le droit de Watson et Crick d'accéder aux résultats des recherches de Franklin, en particulier à son analyse détaillée des données de diffraction des rayons X contenues dans un rapport d'avancement, sans son consentement ou avant sa publication officielle, reste un sujet de controverse universitaire. Néanmoins, Watson et Crick ont ​​contesté la position ferme de Franklin selon laquelle ses données ne soutenaient pas exclusivement une configuration hélicoïdale pour l'ADN, ce qui leur posait un défi de taille. Pour répondre à cette controverse, Max Ferdinand Perutz a ensuite diffusé le contenu du rapport d'étape, affirmant qu'il ne contenait aucune information au-delà de ce que Franklin avait présenté dans sa conférence (à laquelle Watson a assisté) à la fin de 1951. Perutz a précisé que le rapport était destiné à un comité du Conseil de recherches médicales (MRC), créé pour « établir un contact entre les différents groupes de personnes travaillant pour le Conseil ». Les laboratoires de Randall et de Perutz ont reçu un financement du MRC.

La signification précise des conclusions non publiées de Franklin issues du rapport d'avancement sur les efforts de construction de modèles de Watson et Crick reste également ambiguë. Suite à l'acquisition de premières images rudimentaires de l'ADN par diffraction des rayons X dans les années 1930, William Astbury avait proposé que l'ADN soit constitué d'empilements de nucléotides séparés par des intervalles de 3,4 angström (0,34 nanomètre). Les recherches antérieures d'Astbury sur la diffraction des rayons X figuraient parmi les huit références limitées incluses dans la publication inaugurale de Franklin concernant l'ADN. L'analyse ultérieure des données ADN publiées par Astbury, combinée aux images supérieures de diffraction des rayons X obtenues par Wilkins et Franklin, a élucidé la caractéristique hélicoïdale de l'ADN. Cela a permis de prédire le nombre de bases empilées par tour unique de l'hélice d'ADN (10 par tour), avec un tour hélicoïdal complet mesurant 27 angströms [2,7 nm] dans la forme A compacte et 34 angströms [3,4 nm] dans la forme B plus hydratée. Wilkins a communiqué ces informations spécifiques concernant la forme B de l'ADN à Crick et Watson. Notamment, Crick n'a vu les images radiographiques de forme B de Franklin (Photo 51) qu'après la publication du modèle d'ADN à double hélice.

Parmi les références limitées citées par Watson et Crick lors de la publication de leur modèle d'ADN, il y avait un article scientifique présentant le modèle d'ADN de Sven Furberg, qui positionnait les bases en interne. Par conséquent, le modèle de Watson et Crick ne représentait pas la première proposition structurelle « de base » pour l’ADN. De plus, les recherches de Furberg avaient établi avec précision l'orientation des sucres de l'ADN par rapport aux bases. Au cours de la construction de leur modèle, Crick et Watson ont constaté qu'un arrangement antiparallèle des deux squelettes de chaînes nucléotidiques était optimal pour positionner les paires de bases dans l'axe central d'une double hélice. Alors que l'examen par Crick du rapport d'étape de Franklin de la fin de 1952 a renforcé sa conviction que l'ADN possédait une structure à double hélice avec des chaînes antiparallèles, d'autres raisonnements et sources d'informations ont également contribué à ces conclusions.

Lors du départ de Franklin du King's College pour le Birkbeck College, John Randall a demandé qu'elle interrompe ses recherches sur l'ADN. Reconnaissant la transition imminente de Franklin vers un nouveau poste et les efforts simultanés de Linus Pauling sur la structure de l'ADN, Wilkins et les superviseurs de Watson et Crick ont ​​choisi de partager les données de Franklin avec eux, anticipant qu'ils pourraient développer un modèle d'ADN viable avant Pauling. Les données de diffraction des rayons X de Franklin pour l'ADN, associées à son analyse systématique de ses caractéristiques structurelles, se sont avérées déterminantes pour guider Watson et Crick vers un modèle moléculaire précis. Le principal défi pour Watson et Crick, que les données du King's College n'ont pas pu résoudre, consistait à déterminer la disposition précise des bases nucléotidiques au sein de la double hélice de l'ADN.

L'élucidation de la structure de l'ADN a été grandement facilitée par les ratios de Chargaff, qui ont démontré empiriquement que la quantité de guanine est systématiquement égale à la cytosine et que l'adénine est égale à la thymine, dans les sous-unités nucléotidiques de l'ADN. Erwin Chargaff, 1952, Les implications structurelles de ces rapports pour l'ADN sont restées méconnues jusqu'à ce que Watson, grâce à une modélisation structurelle persistante, reconnaisse la similitude structurelle inhérente entre les paires A:T et C:G, en notant spécifiquement leurs longueurs de paires de bases identiques. En outre, Chargaff a informé Watson que, dans l'environnement cellulaire aqueux et salin, les formes tautomères prédominantes de bases pyrimidine (cytosine et thymine) étaient respectivement les configurations amine et céto, plutôt que les formes imino et énol précédemment émises par Crick et Watson. La consultation de Jerry Donohue a ensuite validé les structures les plus probables de ces bases nucléotidiques. La stabilité de ces paires de bases est maintenue par des liaisons hydrogène, une interaction non covalente également responsable de la stabilisation de l'hélice α de la protéine. Des représentations structurelles précises étaient cruciales pour positionner correctement ces liaisons hydrogène. Ces connaissances collectives ont permis à Watson de déduire les relations biologiques précises régissant les appariements A:T et C:G. Suite à l’identification des paires A:T et C:G liées à l’hydrogène, Watson et Crick ont ​​rapidement développé leur modèle d’ADN anti-parallèle à double hélice. Ce modèle postulait des liaisons hydrogène au cœur de l'hélice, facilitant le « décompression » des brins complémentaires pour la réplication – un dernier critère essentiel pour un modèle plausible de molécule génétique. Malgré l'importance profonde des contributions de Crick au modèle d'ADN à double hélice, il a reconnu qu'il n'aurait pas découvert la structure de manière indépendante sans l'opportunité de collaborer avec Watson.

Bien que Crick ait tenté des expériences concernant l'appariement de bases nucléotidiques, son orientation principale était la biologie théorique plutôt que expérimentale. Une quasi-découverte distincte des règles d'appariement de bases s'est produite au début de 1952, lorsque Crick a commencé à envisager les interactions entre bases. Il a engagé John Griffith pour calculer les forces d'attraction entre les bases d'ADN en utilisant des principes chimiques et la mécanique quantique. L'évaluation préliminaire de Griffith a suggéré que A:T et G:C étaient des paires attrayantes. Cependant, Crick, alors ignorant des règles de Chargaff, a initialement sous-évalué les calculs de Griffith, bien qu'ils l'aient incité à envisager une réplication complémentaire. L'identification définitive des règles correctes d'appariement des bases (A-T, G-C) a finalement été réalisée par Watson, qui a manipulé des modèles découpés en carton de bases nucléotidiques, une méthodologie qui rappelle la découverte par Linus Pauling de l'hélice alpha de la protéine des années auparavant. L'élucidation réussie de la structure en double hélice de l'ADN par Watson et Crick découle de leur volonté d'intégrer des cadres théoriques, une modélisation physique et des données expérimentales (dont une grande partie a été générée par d'autres) pour atteindre leur objectif scientifique.

La structure en double hélice de l'ADN, telle que proposée par Watson et Crick, reposait sur les liaisons « Watson-Crick » formées entre les quatre bases primaires répandues dans l'ADN (adénine, cytosine, thymine, guanine) et l'ARN. (adénine, cytosine, uracile, guanine). Des investigations ultérieures ont cependant révélé que des architectures moléculaires d'ADN plus complexes, telles que les formes triple brin et quadruple brin, nécessitent un appariement de bases de Hoogsteen.

Dans le domaine de la biologie synthétique, les chercheurs emploient des bases non canoniques dans la construction de l'ADN synthétique, s'écartant des standards adénine, cytosine, thymine et guanine. Au-delà de l’ADN synthétique, des efforts sont également en cours pour concevoir des codons synthétiques, des endonucléases, des protéines et des doigts de zinc. En utilisant de l’ADN synthétique, le nombre potentiel de codons pourrait augmenter considérablement ; par exemple, s'il y a n nouvelles bases, le nombre de codons possibles pourrait s'étendre à n§67§, par rapport aux 43 codons conventionnels. Les recherches actuelles explorent la faisabilité d’étendre les codons au-delà de trois bases. Ces codons émergents possèdent la capacité de coder pour de nouveaux acides aminés, et ces molécules synthétiques sont prometteuses pour des applications non seulement en médecine mais également dans le développement de nouveaux matériaux.

La découverte a été faite le 28 février 1953 et l'article initial de Watson-Crick a été publié dans Nature le 25 avril 1953. Sir Lawrence Bragg, directeur du laboratoire Cavendish où Watson et Crick ont mené leurs recherches, a donné une conférence à la Guy's Hospital Medical School de Londres le 14 mai 1953. Cette conférence a conduit à un article de Ritchie Calder, publié dans le News Chronique de Londres du 15 mai 1953, intitulée "Pourquoi êtes-vous. Un secret de vie plus proche". Les lecteurs du New York Times ont reçu la nouvelle le lendemain. Victor K. McElheny, au cours de ses recherches pour la biographie « Watson et l'ADN : faire une révolution scientifique », a repéré un article de six paragraphes du New York Times, daté de Londres, le 16 mai 1953, avec le titre « La forme de « l'unité de vie » dans la cellule est scannée ». Cet article a été inclus dans une première édition mais a ensuite été supprimé pour tenir compte de nouvelles plus urgentes. Le New York Times publia plus tard un article plus détaillé le 12 juin 1953. Le journal universitaire de l'université, Varsity, publia également un bref article sur la découverte le 30 mai 1953. Notamment, l'annonce initiale de la découverte par Bragg lors d'une conférence Solvay sur les protéines en Belgique le 8 avril 1953, ne reçut aucune couverture de la presse britannique.

Dans un Dans une lettre manuscrite de sept pages datée du 19 mars 1953, Crick informa son fils, alors inscrit dans un pensionnat britannique, de sa découverte, commençant la correspondance par : « Mon cher Michael, Jim Watson et moi avons probablement fait une découverte des plus importantes. » Cette lettre a ensuite été proposée aux enchères chez Christie's New York le 10 avril 2013, avec une valeur estimée entre 1 et 2 millions de dollars, pour finalement se vendre à 6 059 750 $, établissant un record pour le prix le plus élevé jamais payé pour une lettre aux enchères.

En avril 1953, Sydney Brenner, Jack Dunitz, Dorothy Hodgkin, Leslie Orgel et Beryl M. Oughton ont été parmi les premiers individus à observer le modèle de structure de l'ADN construit par Crick et Watson. À cette époque, ils étaient affiliés au département de chimie de l’Université d’Oxford. Tous ont été profondément impressionnés par le nouveau modèle d'ADN, en particulier Brenner, qui a ensuite collaboré avec Crick au laboratoire Cavendish de Cambridge et au laboratoire de biologie moléculaire récemment créé. Selon feu le Dr Beryl Oughton (plus tard Rimmer), le groupe a voyagé ensemble dans deux véhicules après que Dorothy Hodgkin a annoncé son voyage à Cambridge pour visualiser le modèle de structure de l'ADN. Orgel a également travaillé par la suite avec Crick au Salk Institute for Biological Studies.

Crick a souvent été qualifié de très bavard, avec Watson, dans La double hélice, suggérant un manque de modestie. Sa personnalité distinctive, associée à ses réalisations scientifiques, a souvent suscité des réactions de la part d'individus tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de la communauté scientifique, qui constituaient le cœur de son existence intellectuelle et professionnelle. Crick parlait rapidement et plutôt fort, possédant un rire contagieux et réverbérant et un sens de l'humour vibrant. Un collègue de l'Institut Salk l'a décrit comme "une puissance intellectuelle de brainstorming avec un sourire malicieux. ... Francis n'a jamais été mesquin, juste incisif. Il a détecté des défauts microscopiques dans la logique. Dans une salle remplie de scientifiques intelligents, Francis a continuellement regagné sa position de champion des poids lourds. "

Après le décès de Crick, des allégations ont émergé concernant sa consommation de LSD lors de la conception de la structure hélicoïdale de l'ADN. Bien que sa consommation de LSD soit hautement probable, il est improbable qu'elle se soit produite dès 1953. Il aurait reçu du LSD de Henry Todd à la fin des années 1960 ; Todd avait rencontré Crick par l'intermédiaire de sa petite amie, qui avait été mannequin pour la femme de Crick.

Biologie moléculaire

En 1954, à l'âge de 37 ans, Crick a soutenu avec succès sa thèse de doctorat, intitulée "Diffraction des rayons X : polypeptides et protéines", et a obtenu son diplôme. Par la suite, Crick a rejoint le laboratoire de David Harker au Brooklyn Polytechnic Institute, où il a affiné son expertise dans l'analyse des données de diffraction des rayons X pour les protéines, en se concentrant principalement sur la ribonucléase et les mécanismes de synthèse des protéines. David Harker, un cristallographe américain aux rayons X, a été décrit comme "le John Wayne de la cristallographie" par Vittorio Luzzati, cristallographe au Centre de génétique moléculaire de Gif-sur-Yvette près de Paris, qui avait auparavant collaboré avec Rosalind Franklin.

Après avoir élucidé le modèle de la double hélice de l'ADN, Crick s'est rapidement concentré sur les implications biologiques structurelles. En 1953, Watson et Crick ont co-écrit une publication supplémentaire dans Nature, affirmant que : "il semble donc probable que la séquence précise des bases est le code qui transporte l'information génétique".

En 1956, Crick et Watson ont émis des hypothèses sur l'organisation structurelle des petits virus. Ils ont proposé que les virus sphériques, illustrés par le Tomato bushy stunt virus, présentaient une symétrie icosaédrique et étaient composés de 60 sous-unités identiques.

Après une brève période à New York, Crick a déménagé à Cambridge, où il est resté professionnellement actif jusqu'en 1976, avant de s'installer en Californie. Crick a participé à plusieurs collaborations en matière de diffraction des rayons X, notamment à un projet avec Alexander Rich étudiant la structure du collagène. Néanmoins, Crick s'est progressivement désengagé des recherches en cours en utilisant directement son expertise dans l'interprétation des modèles de diffraction des rayons X des protéines.

George Gamow a fondé un collectif scientifique, connu sous le nom de RNA Tie Club, dédié à l'exploration de la fonction intermédiaire de l'ARN entre l'ADN, la molécule de stockage génétique cellulaire située dans le noyau, et la synthèse des protéines se produisant dans le cytoplasme. Crick a reconnu la nécessité d'un code dans lequel une séquence nucléotidique concise dicterait un acide aminé spécifique dans une protéine naissante. En 1956, Crick a rédigé un document informel abordant le défi du codage génétique pour le groupe ARN de Gamow. Dans cet article, Crick a analysé les preuves étayant l’existence d’un ensemble conservé d’environ 20 acides aminés utilisés dans la synthèse des protéines. Crick a postulé l'existence d'un ensemble complémentaire de « molécules adaptatrices » minuscules capables de se lier par hydrogène à de courtes séquences d'acide nucléique tout en se liant simultanément à un acide aminé spécifique. Il a en outre étudié de nombreux cadres théoriques à travers lesquels de courtes séquences d'acides nucléiques pourraient coder pour les 20 acides aminés.

Du milieu à la fin des années 1950, Crick a été intensément impliqué intellectuellement dans le déchiffrement du mécanisme de synthèse des protéines. En 1958, son cadre conceptuel avait progressé, lui permettant d'énumérer systématiquement les caractéristiques fondamentales du processus de synthèse des protéines :

Par la suite, les molécules adaptatrices ont été identifiées comme des ARNt, et les « complexes ribonucléiques-protéines » catalytiques ont été désignés comme des ribosomes. Une découverte cruciale est apparue le 15 avril 1960, lorsque Crick et Brenner, lors d'une discussion avec François Jacob, ont reconnu que l'ARN messager était distinct de l'ARN ribosomal. Plus tard cet été-là, Brenner, Jacob et Matthew Meselson ont réalisé une expérience qui a fourni la première preuve empirique de l'existence de l'ARN messager. Néanmoins, ces découvertes n’ont pas résolu l’enquête théorique fondamentale sur la nature précise du code génétique. Dans sa publication de 1958, Crick, aux côtés d’autres chercheurs, a émis l’hypothèse qu’un triplet de nucléotides pourrait coder pour un acide aminé. Un tel code pourrait présenter une « dégénérescence », étant donné 4 × 4 × 4 = 64 triplets potentiels des quatre sous-unités nucléotidiques, alors que seuls 20 acides aminés existent. Par conséquent, certains acides aminés pourraient être spécifiés par plusieurs codes triplets. Crick a également étudié des schémas de codage alternatifs dans lesquels, pour diverses raisons, seul un sous-ensemble de triplets était utilisé, donnant prétendument précisément les 20 combinaisons requises. Les données empiriques étaient essentielles, car les considérations théoriques à elles seules ne pouvaient établir définitivement la nature du code. Crick a également inventé le terme « dogme central » pour résumer le concept selon lequel le flux d'informations génétiques entre les macromolécules est fondamentalement unidirectionnel :

ADN → ARN → protéine

Les critiques ont interprété l'utilisation du terme « dogme » par Crick comme suggérant une règle incontestable, même s'il entendait par là un concept convaincant dépourvu de fondement empirique substantiel. Lors de la conceptualisation des mécanismes biologiques reliant les gènes de l'ADN aux protéines, Crick a explicitement différencié les matériaux, l'énergie et le flux d'informations requis. Cette composante informationnelle est devenue le principe organisateur fondamental de la biologie moléculaire, un domaine dans lequel l'intérêt de Crick était central. À cette époque, Crick s'était imposé comme un biologiste moléculaire théorique très influent.

Des preuves définitives de la nature dégénérée des triplets du code génétique ont émergé d'expériences génétiques, dont certaines ont été menées par Crick. Les caractéristiques spécifiques de ce code ont été principalement élucidées grâce aux recherches de Marshall Nirenberg et de ses collaborateurs, qui ont synthétisé des molécules d'ARN et les ont utilisées comme modèles pour la synthèse protéique in vitro. Nirenberg a d'abord présenté ses découvertes à un public restreint lors d'une conférence en 1961 à Moscou. Crick a ensuite invité Nirenberg à présenter ses recherches à une communauté scientifique plus large.

Controverse

Utilisation des données d'autres chercheurs

L'utilisation des données de diffraction des rayons X de l'ADN, acquises par Franklin et Wilkins, par Watson et Crick a précipité une controverse persistante. Cette affirmation découle de l'incorporation par Watson et Crick de certaines données non publiées de Franklin dans leur modèle d'ADN à double hélice, apparemment à son insu ou sans son autorisation. Parmi les quatre principaux chercheurs en ADN, Franklin seul possédait un diplôme en chimie, tandis que Wilkins et Crick se spécialisaient en physique et Watson en biologie.

Avant la publication de la structure à double hélice, Watson et Crick entretenaient une communication directe minimale avec Franklin. Néanmoins, ils possédaient une connaissance de ses recherches, dépassant sa propre perception de leur conscience. En novembre 1951, Watson assista à une conférence au cours de laquelle Franklin détailla les deux formes moléculaires, A et B, et expliqua le placement externe des unités phosphate. Wilkins a présenté à Watson une photographie aux rayons X de l'ADN-B, désignée Photographie 51, en janvier 1953. Raymond Gosling, l'étudiant au doctorat de Rosalind Franklin, avait fourni la photographie 51 à Wilkins. Avant la nomination de Franklin par le directeur John Randall pour superviser à la fois la recherche sur la diffraction de l'ADN et la supervision de la thèse de Gosling, Wilkins et Gosling avaient collaboré au sein de l'unité de biophysique du Conseil de recherches médicales (MRC). La communication de Randall concernant la nomination de Franklin manquait apparemment de clarté, favorisant ainsi la confusion et la discorde entre Wilkins et Franklin. À la mi-février 1953, Max Perutz, directeur de thèse de Crick, lui fournit un rapport préparé pour un comité de biophysique du Conseil de recherches médicales de décembre 1952. Franklin n'était pas informé que la photographie 51 et des données supplémentaires avaient été diffusées à Crick et Watson. Elle est l'auteur de trois projets de manuscrits, dont deux postulent un squelette d'ADN à double hélice. Ses deux manuscrits concernant la forme A de l'ADN ont été reçus par Acta Crystallographica à Copenhague le 6 mars 1953, précédant d'un jour l'achèvement du modèle de Crick et Watson.

Les images de diffraction des rayons X obtenues par Gosling et Franklin constituaient la preuve la plus convaincante de la configuration hélicoïdale de l'ADN. Auparavant, Linus Pauling, Watson et Crick avaient proposé indépendamment des modèles incorrects comportant des chaînes internes et des bases orientées vers l'extérieur. Les données expérimentales de Franklin ont donné des estimations de la teneur en eau des cristaux d'ADN, ce qui a fortement soutenu le placement des trois squelettes sucre-phosphate à l'extérieur de la molécule. Plus précisément, la photographie aux rayons X de Franklin indiquait sans équivoque un positionnement externe des colonnes vertébrales. Initialement, elle a soutenu avec véhémence que ses données ne nécessitaient pas une structure d’ADN hélicoïdale ; cependant, son projet de présentation de 1953 présentait des arguments en faveur d'un squelette d'ADN à double hélice. En développant davantage ses manuscrits, elle a constaté que l'ADN de la forme A possédait des squelettes antiparallèles, renforçant ainsi le modèle à double hélice de l'ADN. Cette détermination a été réalisée en identifiant le groupe spatial des cristaux d'ADN. Cette idée a ensuite influencé la décision de Watson et Crick d'étudier des modèles d'ADN incorporant deux brins polynucléotidiques antiparallèles.

Watson et Crick ont accédé aux données non publiées de Franklin via trois canaux principaux : son séminaire de 1951, auquel Watson a assisté ; discussions avec Wilkins, un collègue du laboratoire de Franklin ; et un rapport d'avancement de la recherche conçu pour favoriser la collaboration entre les laboratoires soutenus par le Conseil de recherches médicales. Les quatre scientifiques – Watson, Crick, Wilkins et Franklin – étaient affiliés aux laboratoires du MRC.

Crick et Watson ont reconnu les contributions de Wilkins, lui offrant la co-auteur de leur article fondateur détaillant la structure à double hélice de l'ADN. Wilkins a décliné cette offre, ce qui peut expliquer la mention concise des travaux expérimentaux menés au King's College dans la publication finale. Au lieu d'inclure des chercheurs en ADN du King's College comme co-auteurs de l'article de Watson et Crick, il a été décidé de publier deux articles supplémentaires du King's College en même temps que l'article Helix. Brenda Maddox postule que les résultats expérimentaux de Franklin ont été si cruciaux pour la construction du modèle et l'analyse théorique de Watson et Crick qu'elle aurait dû être créditée en tant que co-auteur de leur article original Nature. Parallèlement, Franklin et Gosling ont soumis leur « deuxième » article commun à Nature, aux côtés du « troisième » article sur l'ADN soumis par Wilkins, Stokes et Wilson.

Dans La double hélice, Watson a présenté une représentation négative de Franklin, ce qui implique qu'elle était l'assistante de Wilkins et incapable d'interpréter ses propres données ADN. À l’inverse, Nathaniel C. Comfort, historien de la médecine à l’Université Johns Hopkins, note que le collègue de Franklin, Aaron Klug, a affirmé que Franklin était « à deux pas » de la découverte de la double hélice. Après une analyse approfondie de ses cahiers de laboratoire, Klug a conclu qu'elle serait sans aucun doute arrivée à la structure.

Les images de diffraction des rayons X de Franklin constituent la preuve la plus convaincante de la structure hélicoïdale de l'ADN. Bien que ses contributions expérimentales aient été essentielles à la formulation du modèle précis par Crick et Watson, Franklin elle-même n'en comprenait pas pleinement les implications à l'époque. À son départ du King's College, le directeur Sir John Randall a affirmé que toutes les recherches liées à l'ADN étaient la propriété de l'institution et a explicitement demandé à Franklin de cesser tout examen ultérieur du sujet. Par conséquent, la communauté scientifique a largement sous-estimé la portée profonde des contributions de Franklin. Par la suite, Franklin a mené des recherches exceptionnelles sur le virus de la mosaïque du tabac dans le laboratoire de J. D. Bernal au Birkbeck College, faisant ainsi progresser les concepts liés à la construction hélicoïdale.

Eugénisme

Crick exprimait périodiquement ses perspectives sur l'eugénisme, principalement par le biais de correspondances privées. Par exemple, il a défendu une forme d’eugénisme positif, préconisant des incitations pour encourager les parents aisés à procréer davantage. Il a un jour commenté : « En fin de compte, il est inévitable que la société commence à se préoccuper des caractéristiques des générations futures... Ce n'est pas un sujet que nous pouvons facilement aborder actuellement en raison de diverses convictions religieuses, et jusqu'à ce qu'une perception de soi plus unifiée émerge, je pense que tenter des mesures eugéniques serait périlleux... Je serais étonné si, au cours des un ou deux prochains siècles, la société n'adoptait pas la perspective selon laquelle elle doit s'efforcer d'améliorer la prochaine génération dans une certaine mesure ou par certains moyens.

Allégation de harcèlement sexuel

La biologiste Nancy Hopkins a rapporté un incident survenu dans les années 1960, alors qu'elle était étudiante, alléguant que Crick avait posé ses mains sur ses seins lors d'une visite au laboratoire. Elle a raconté l'événement : "Avant que je puisse me lever et serrer la main, il a traversé la pièce en trombe, s'est tenu derrière moi, a posé ses mains sur mes seins et a dit : 'Sur quoi travailles-tu ?'"

Opinions sur la religion

Crick s'est identifié comme un humaniste, définissant cette philosophie comme la conviction « que les problèmes humains peuvent et doivent être affrontés en termes de ressources morales et intellectuelles humaines sans invoquer une autorité surnaturelle ». Il a publiquement plaidé pour que l'humanisme remplace la religion en tant que principe directeur principal de l'humanité, déclarant : 

La situation humaine fondamentale est un défi perpétuel. Les individus habitent cette planète à rotation lente, située dans une région éloignée d’un vaste cosmos, sans volonté personnelle. L'intellect curieux humain exclut une acceptation inconditionnelle de cette existence, favorisant un profond impératif de comprendre son objectif. Les questions fondamentales portent sur la composition du monde et, plus important encore, sur l’essence de l’identité humaine. Historiquement, la religion a apporté des réponses globales à ces questions. Cependant, la compréhension contemporaine suggère que bon nombre de ces explications sont en grande partie infondées, provenant de l’ignorance humaine et d’une propension importante à l’auto-illusion. Les récits simplistes des religions mondiales ressemblent désormais à des fables enfantines. Même interprétés symboliquement, ces récits sont souvent problématiques, voire désagréables. Par conséquent, les humanistes habitent un monde mystérieux, stimulant et en évolution intellectuelle qui, dès qu’on l’appréhende, donne l’impression que les cadres religieux traditionnels sont artificiellement réconfortants et désuets.

Crick a exprimé des critiques particulières concernant le christianisme.

Il a exprimé un manque de respect pour les croyances chrétiennes, les jugeant intenables. Crick a postulé que dissiper ces croyances faciliterait un engagement plus direct dans l'enquête fondamentale sur la nature de l'existence.

Crick a fait remarquer avec humour que même si le christianisme peut être acceptable parmi les adultes consentants en privé, il ne devrait pas être diffusé auprès des jeunes enfants.

Dans sa publication Of Molecules and Men, Crick a exprimé son point de vue sur l'interrelation entre la science et la religion. Il a postulé la possibilité qu'un ordinateur soit programmé avec une âme, posant ensuite des questions sur le moment précis où une âme a émergé au cours de l'évolution biologique ou à quel stade un nourrisson en acquiert une. Crick a affirmé sa conviction que le concept d'une âme non matérielle, capable de pénétrer dans un corps et de persister après la mort, n'est qu'une construction conceptuelle. Pour Crick, l’esprit constitue un produit de l’activité physique du cerveau, le cerveau ayant évolué grâce à des processus naturels sur des millions d’années. Il a souligné l'importance de l'enseignement de l'évolution par sélection naturelle dans les établissements d'enseignement et a jugé regrettable que les écoles anglaises imposent un enseignement religieux. En outre, il a observé l'émergence rapide d'un nouveau paradigme scientifique, prévoyant qu'avec l'élucidation éventuelle du fonctionnement complexe du cerveau, les conceptions chrétiennes fallacieuses concernant la nature humaine et le monde deviendraient intenables. Il prédit que les notions conventionnelles de « l’âme » céderaient la place à une nouvelle compréhension des bases physiques de l’esprit. Crick était sceptique quant à la religion institutionnalisée, s'identifiant comme sceptique et agnostique avec « une forte inclination vers l'athéisme ».

En 1960, Crick accepta une bourse honoraire au Churchill College de Cambridge, en partie à cause de l'absence de chapelle au sein de la nouvelle institution. Par la suite, un don substantiel a été offert pour la création d'une chapelle, que le conseil du Collège a voté en faveur. En réponse, Crick a renoncé à sa bourse en signe de protestation.

En octobre 1969, Crick a contribué à la commémoration du centenaire de la revue Nature, offrant des pronostics sur la trajectoire de la biologie moléculaire au cours des trois décennies suivantes. Ces conjectures ont ensuite été publiées dans Nature. Vers la conclusion de l'article, Crick a fait allusion à la recherche de la vie extraterrestre, bien qu'il ait exprimé un optimisme limité quant à la découverte d'une telle vie d'ici l'an 2000. Il a également discuté d'une nouvelle voie de recherche potentielle, qu'il a appelée « théologie biochimique ». Crick a fait remarquer que « tant de gens prient qu'il est difficile de concevoir que de telles pratiques ne procurent aucune gratification personnelle ». Une discipline analogue à la « théologie biochimique » proposée par Crick a depuis émergé, connue sous le nom de neurothéologie.

Crick a avancé la possibilité d'identifier les changements chimiques dans le cerveau qui servaient de corrélats moléculaires pour l'acte de prière. Il a émis l’hypothèse d’une altération perceptible des niveaux de neurotransmetteurs ou de neurohormones spécifiques pendant la prière. Le point de vue de Crick sur la relation entre science et religion est resté influent dans ses efforts alors qu'il passait de la recherche en biologie moléculaire aux neurosciences théoriques.

En 1998, Crick a posé une question rhétorique : « Si certaines parties de la Bible sont manifestement erronées, pourquoi le reste devrait-il être accepté sans aucun doute ? doctrines?"

En 2003, il faisait partie des 22 lauréats du prix Nobel qui ont soutenu le Manifeste humaniste.

Créationnisme

Crick était un farouche opposant au jeune créationnisme terrien. Au cours de l'affaire Edwards contre Aguillard de la Cour suprême des États-Unis en 1987, il a collaboré avec d'autres lauréats du prix Nobel pour affirmer que " la "science de la création" n'a tout simplement pas sa place dans les cours de sciences des écoles publiques." De plus, Crick a défendu la reconnaissance du Darwin Day comme fête nationale britannique.

Panspermie dirigée

Au cours des années 1960, Crick a développé un intérêt significatif pour la genèse du code génétique. En 1966, il remplace Leslie Orgel lors d'une conférence où Orgel devait discuter de l'origine de la vie. Crick a théorisé sur les étapes évolutives potentielles à travers lesquelles un code initialement rudimentaire, comprenant un nombre limité de types d'acides aminés, aurait pu progresser vers le code complexe observé dans les organismes contemporains. À cette époque, les protéines étaient exclusivement considérées comme des enzymes et les ribozymes restaient inconnus. Le défi d’élucider l’origine d’un système de réplication protéique, aussi complexe que ceux trouvés dans les organismes terrestres existants, a rendu perplexes de nombreux biologistes moléculaires. Au début des années 1970, Crick et Orgel ont avancé une hypothèse suggérant que l’émergence de systèmes vivants à partir de molécules pourrait être un événement cosmique extrêmement rare ; cependant, une fois établie, cette vie pourrait être disséminée par des espèces intelligentes utilisant les voyages spatiaux, un mécanisme qu’ils ont appelé « panspermie dirigée ». Par la suite, dans une publication rétrospective, Crick et Orgel ont reconnu leur pessimisme excessif quant à la probabilité d'abiogenèse sur Terre, qui découlait de leur hypothèse initiale selon laquelle un système protéique auto-réplicant constituait l'origine moléculaire de la vie.

En 1976, Crick, aux côtés de Sydney Brenner, Aaron Klug et George Pieczenik, a exploré les origines de la synthèse des protéines dans un article collaboratif. Ils ont postulé que des contraintes de code spécifiques au sein des séquences nucléotidiques pourraient faciliter la synthèse des protéines indépendamment de l'implication ribosomale. Ce mécanisme nécessitait cependant une interaction à cinq bases entre l’ARNm et l’ARNt, impliquant un retournement d’anticodon pour établir le codage des triplets, malgré l’engagement physique à cinq bases. Thomas H. Jukes a ensuite souligné que les contraintes de code requises sur la séquence d'ARNm pour ce processus de traduction restent conservées.

Neurosciences et autres intérêts

Le mandat de Crick à Cambridge représentait l'apogée de sa longue carrière scientifique ; cependant, il a quitté l'institution en 1977 après trois décennies, après avoir refusé la maîtrise de Gonville et Caius. En 2003, lors d'une conférence à Cambridge commémorant le 50e anniversaire de la découverte de la structure de l'ADN, James Watson affirmait :

C'est peut-être un secret bien gardé que l'un des actes les moins inspirants de l'Université de Cambridge au cours du siècle dernier a été de refuser Francis Crick lorsqu'il a postulé pour devenir professeur de génétique, en 1958. Il se peut qu'il y ait eu une série d'arguments qui les ont conduits à rejeter Francis. C'était vraiment dire : ne nous poussez pas à la frontière.

Ce secret apparemment « assez bien gardé » avait en fait déjà été documenté dans la publication de Soraya De Chadarevian de 2002 par Cambridge University Press, intitulée Designs For Life: Molecular Biology After World War II. En outre, les contributions substantielles de Crick à la biologie moléculaire à Cambridge sont détaillées dans The History of the University of Cambridge: Volume 4 (1870 to 1990), publié par CUP en 1992.

Selon le site officiel du département de génétique de l'Université de Cambridge, le comité électoral pour le poste de professeur n'a pas réussi à parvenir à un consensus, ce qui a nécessité l'implication du vice-chancelier de l'université de l'époque, Lord Adrian. Lord Adrian a initialement étendu l'offre de poste de professeur à Guido Pontecorvo, un candidat de compromis, qui a décliné. Par la suite, l'offre aurait été faite à Crick, qui a également refusé.

En 1976, Crick a entrepris une année sabbatique au Salk Institute for Biological Studies à La Jolla, en Californie. Ayant servi comme membre non-résident de l'Institut depuis 1960, il a exprimé un sentiment d'appartenance en Californie du Sud, déclarant : « Je me sentais chez moi en Californie du Sud ». Suite à ce congé sabbatique, Crick a quitté Cambridge pour rejoindre définitivement le Salk Institute. Parallèlement, il a occupé un poste de professeur adjoint à l'Université de Californie à San Diego. Il a acquis de manière indépendante une expertise en neuroanatomie et a exploré de nombreux autres domaines de recherche en neurosciences. Sa transition de la biologie moléculaire a duré plusieurs années, principalement en raison de l'émergence continue de découvertes importantes, telles que les enzymes d'épissage alternatif et de restriction, qui ont joué un rôle déterminant dans l'avancement du génie génétique. Finalement, dans les années 1980, Crick réussit à réorienter toute son attention vers son intérêt de longue date pour la conscience. Son autobiographie, What Mad Pursuit : A Personal View of Scientific Discovery, explique les raisons pour lesquelles il est passé de la biologie moléculaire aux neurosciences.

Au début de ses travaux en neurosciences théoriques, Crick a observé plusieurs aspects notables :

Crick visait à faire progresser les neurosciences en favorisant des collaborations productives entre spécialistes des diverses sous-disciplines impliquées dans la conscience. Ses collaborations s'étendent aux neurophilosophes, dont Patricia Churchland. En 1983, sur la base de leurs recherches sur les modèles informatiques des réseaux neuronaux, Crick et Mitchison ont postulé que le rôle du sommeil paradoxal et du rêve implique l'élimination de modèles d'interaction spécifiques au sein des réseaux cellulaires du cortex cérébral des mammifères, appelant ce mécanisme théorique « apprentissage inverse » ou « désapprentissage ». Au cours de la phase finale de sa carrière, Crick a initié une collaboration significative avec Christof Koch, qui a abouti à une série de publications sur la conscience entre 1990 et 2005. Crick a stratégiquement rétréci son enquête théorique sur la conscience, en se concentrant sur la génération de conscience visuelle par le cerveau dans les millisecondes suivant la perception d'une scène. Crick et Koch ont émis l’hypothèse que la nature énigmatique de la conscience découle de sa dépendance à l’égard de processus de mémoire à très court terme mal compris. Dans son ouvrage The Astonishing Hypothesis, Crick expliquait que la neurobiologie avait atteint un niveau de maturité suffisant pour permettre une enquête concertée sur la conscience à travers les dimensions moléculaires, cellulaires et comportementales. Crick a exprimé son scepticisme quant à l'utilité de modèles informatiques de la fonction mentale qui manquaient de bases fondamentales sur des détails spécifiques de la structure et du fonctionnement du cerveau.

Crick a reconnu les défis inhérents à la recherche sur la conscience, comme en témoigne sa correspondance avec Martynas Yčas en avril 1996 :

Je ne m'attends pas à une compréhension complète de la conscience d'ici la fin de ce siècle ; cependant, il est concevable que nous puissions avoir une première idée d’ici là. Il reste à déterminer si cette compréhension fusionnera de manière organique, à l’instar de la progression de la biologie moléculaire sans recours à une force vitale, ou si elle nécessitera un cadre théorique fondamentalement nouveau. Meilleurs vœux, Bien à vous, Francis. P.S. À propos, je n'ai pas reçu le titre de chevalier.

Prix et distinctions

Au-delà de sa part d'un tiers du prix Nobel de physiologie ou médecine de 1962, Crick a reçu de nombreuses distinctions et distinctions. Il s'agit notamment de la Médaille royale (1972) et de la Médaille Copley (1975) de la Royal Society, ainsi que de l'Ordre du mérite (décerné le 27 novembre 1991). Bien qu'il ait refusé une offre pour un CBE en 1963, il était fréquemment, quoique à tort, appelé « Sir Francis Crick » et parfois « Lord Crick ». En 1964, il a été élu membre de l'EMBO.

L'attribution des prix Nobel à John Kendrew et Max Perutz, aux côtés de Crick, Watson et Wilkins, a été satirisée dans un bref sketch diffusé dans l'émission télévisée de la BBC That Was The Week That Was, dans laquelle les prix Nobel étaient surnommés « les bassins de paix Alfred Nobel ».

Crick a été élu membre de plusieurs organisations prestigieuses, dont l'Académie américaine des arts et des sciences (1962), l'Académie nationale des sciences des États-Unis. (1969) et l'American Philosophical Society (1972).

Médaille et conférence Francis Crick

La médaille et conférence Francis Crick a été instituée en 2003 grâce à une dotation de son ancien collègue, Sydney Brenner, co-récipiendaire du prix Nobel 2002 de physiologie et de médecine. Cette conférence annuelle est présentée dans tous les domaines des sciences biologiques, avec un accent particulier sur les domaines de recherche lancés par Francis Crick. Le programme de conférences est notamment conçu pour les scientifiques en début de carrière, généralement âgés de moins de 40 ans ou à un stade comparable de leur développement professionnel. En 2019, parmi les conférenciers notables figuraient Julie Ahringer, Dario Alessi, Ewan Birney, Simon Boulton, Jason Chin, Simon Fisher, Matthew Hurles, Gilean McVean, Duncan Odom, Geraint Rees, Sarah Teichmann, M. Madan Babu et Daniel Wolpert.

Institut Francis Crick

Le Francis Crick Institute représente un centre de recherche biomédicale de 660 millions de livres sterling situé au centre de Londres, au Royaume-Uni. Il fonctionne comme une entreprise collaborative impliquant Cancer Research UK, l'Imperial College London, le King's College London, le Medical Research Council, l'University College London (UCL) et le Wellcome Trust. Une fois achevé en 2016, il est devenu le centre prééminent d'Europe pour la recherche et l'innovation biomédicales.

Conférences d'études supérieures Francis Crick

La Graduate School of Biological, Medical and Veterinary Sciences de l'Université de Cambridge accueille les conférences Francis Crick Graduate. Les deux conférences inaugurales ont été prononcées par John Gurdon et Tim Hunt.

Autres distinctions

Livres

The Crick, Brenner et al. expérience, qui a contribué à la découverte de la structure de l'ADN.

Sources