De la recherche de nouveaux candidats antibiotiques à l'étude de l'intérieur des cellules, l'assemblage de molécules « comme Lego » a complètement remanié la chimie, mais aussi la biologie.
La chimie peut être une activité compliquée et lente, impliquant souvent des cocktails de produits chimiques dans des flacons à fond rond qui doivent ensuite être minutieusement séparés. Mais en 2001, K. Barry Sharpless et ses collègues ont présenté une idée qu'ils ont appelée la chimie du clic qui a brisé le moule. Le nom accrocheur, qui était l'idée de l'épouse de Sharpless, Janet Dueser, le résumait bien : un nouvel ensemble de réactions qui fonctionnaient rapidement, proprement et de manière cohérente.
Si cela semble être une idée simple, elle l’est – et c’est là que réside son génie. Sharpless et ses collègues Hartmuth C. Kolb et MG Finn ont qualifié leurs nouvelles réactions de « à ressort ». L’idée était que l’on pouvait les appliquer à une pléthore de produits chimiques de départ différents, en les assemblant presque comme des briques Lego, et ainsi construire rapidement une vaste gamme de molécules nouvelles et utiles – c’étaient des médicaments que Sharpless avait principalement en tête.
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L’idée unificatrice derrière ces réactions était qu’elles évitaient de former des liaisons carbone-carbone, comme c’était l’orthodoxie parmi les chimistes de l’époque, et formaient plutôt des liaisons entre le carbone et ce que les chimistes appellent des « hétéroatomes », principalement l’oxygène et l’azote. La réaction clic la plus connue assemble deux réactifs pour former un triazole, un anneau d'atomes de carbone et d'azote. Ce motif chimique a tendance à adhérer efficacement aux grosses molécules biologiques telles que les protéines, ce qui le rend utile dans la création de molécules médicamenteuses. Sharpless a dévoilé cette réaction particulière de manière indépendante, mais en même temps que le chimiste Morten Meldal de l'Université de Copenhague, et elle a depuis été utilisée pour fabriquer, entre autres, l'anticonvulsivant rufinamide.
Selon le chimiste Tom Brown de l'Université d'Oxford, cette réaction était simple, très spécifique et fonctionnait dans presque tous les solvants. « Je pense qu'on peut dire que c'était juste une excellente idée », dit-il.
Quelques années plus tard, la chimiste Carolyn Bertozzi de l'Université de Stanford en Californie a développé une réaction de type clic qui fonctionne sans aucun catalyseur toxique, ce qui signifie qu'elle peut être utilisée à l'intérieur des cellules sans les perturber.
Pour la chimiste Alison Hulme de l'Université d'Édimbourg, au Royaume-Uni, ce sont ces travaux qui ont fait passer la chimie du clic d'une bonne idée à une idée vraiment géniale. Cela a permis aux biologistes de relier à volonté des protéines et d’autres éléments de la machinerie biologique et de les étiqueter avec des étiquettes fluorescentes pour enquêter sur ce qui s’est passé. «C'est tellement simple et direct», explique Hulme. « Cela a amené la chimie des petites molécules aux biologistes d'une manière qui ne nécessite pas de diplôme en chimie. »
Bertozzi, Meldal et Sharpless ont partagé le prix Nobel de chimie 2022 pour leurs travaux – à la surprise de personne.
