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Lwoff's Attic - the laboratory's atmosphere

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Conjugation (Part 2)
François Jacob Scientist
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But the work on conjugation, was to clarify both prophage and its location, but- It was reciprocal, meaning that the two worked together. In fact, we set off to try to understand prophage, but very quickly, it enabled us to study the exact mechanism of genetic recombination, of conjugation and of recombination. And can you tell us about the principle of the experiments you did at the time, about uninterrupted conjugation? Yes, so that was. So we had, what we noticed was that- let me see how all that came about- I know that William Hayes had found strains, it was quite important, wasn't it? Yes, there were strains- In the Colon Bacillus system, there were males and females, there were donors and receivers. The majority were low frequency donors, meaning that there were recombination with ratios of 10-6, but there were particular donor strains that had been isolated, on the one side, by what was his name? The Italian who worked on- Cavalli Sforza and on the other side by Hayes, who injected markers at much higher frequencies. So we tried to analyse it and Elie had the idea of separating the happy couples during conjugation by placing them in a waring blender. By marking proteins with S35 or nucleic acid with phosphor, they tried to see what did and what didn't go in the phage particle. And they showed that it was the nucleic acid that went in and that the protein came out. So, we tried to do that with conjugation and we noticed that- let me see, how did this come about? From an outside perspective, I imagine that you saw that specific markers were going in at different times. Yes, that's right. Yes, we started. The aim was to separate them to see when the chromosome went in. Because we would either mark it with sulphur, or with phosphor and the idea was that conjugation should occur. And at one point, the male chromosome is going to end up in the female without- and when we had done that, and we had separated them at different times, as it happens we separated some at 10 minutes and others at 30 minutes, and the results were different. And we noticed that if we separated them in a abrupt manner at different times, we would see that the chromosome went in through one end. It was the so-called spaghetti experiment which infuriated Wollman. The chromosome being a long spaghetti that enters the bacterium- And afterwards, you found that depending on the bacterial strains, the same yet slightly shifted order could be found. That's right. It has a name. A permutation. To permutate, yes. In other words, the only way of explaining it, is to put it all in a circle that would be open at different ends, the opening being the front and the back. Which at the time was revolutionary, wasn't it? Yes, the circle was revolutionary. The idea- I remember the first time I told Elie that the chromosome was circular, he was beside himself. I don't know why but he was furious. Then he accepted it. The idea of a circle wasn't obvious. It was already clear for the phage. We knew that phage chromosomes were circles. But, it was quite a nice explanation, a circle that you open at different points and that goes in, it wasn't bad. It held out.
Mais le travail sur la conjugaison, ça a été à la fois au fond éclairer un petit peu le prophage, sa localisation, mais- Ça a été réciproque, c'est-à-dire les deux marchaient ensemble. En fait, on est parti pour essayer de comprendre le prophage, mais très vite, ça nous a permis d'étudier le mécanisme même de la recombinaison génétique, de la conjugaison et de la recombinaison. Et ça est-ce que vous pouvez raconter un petit peu au fond le principe des expériences que vous avez faites à cette époque-là, la conjugaison interrompue ? Oui, alors ça c'était. Donc on avait, ce qu'on s'est aperçu c'est que- Attendez voir comment s'est venu cette histoire là- Je sais qu'il y a William Hayes qui avait trouvé des souches, ça a joué un rôle important non ? Oui, il y avait des souches- Dans le système du Coli Bacille, il y a des mâles et des femmes, enfin des donneurs et des receveurs. Alors la plupart étaient des donneurs à basse fréquence, c'est-à-dire qu'il y avait des recombinaisons à raison de 10-6, mais il y avait certaines souches de donneurs qui avaient été isolées, d'une part, par- Comment il s'appelait l'Italien qui travallait là-dessus- Cavalli Sforza et d'autre part par Hayes, qui injectait les marqueurs à beaucoup plus haute fréquence. Alors on a essayé d'analyser ce truc là et Elie a eu l'idée de séparer les couples heureux pendant la conjugaison en les mettant dans un waring blender. C'était une expérience qui avait été faite par Hershey et Chase avec le phage. Il voulait, en marquant la protéine par du S35 ou l'acide nucléique par du phosphore, ils essayaient de voir qu'est-ce qui entrait et qu'est-ce qui n'entrait pas dans la particule de phage. Et ils ont montré que c'était l'acide nucléique qui rentrait et que la protéine restait dehors. Donc, on a essayé de faire ça avec la conjugaison et on a constaté que- Attendez voir comment s'est venu cette histoire là ? Vu de l'extérieur, j'imagine que vous avez vu que certains marqueurs rentraient à des temps variables. Oui, c'est ça. Oui, on a commencé. Le but était de les séparer pour voir quand le chromosome entrait. Parce qu'on s'était dit on marquait soit avec du soufre, soit avec du phosphore et l'idée était qu'il devait y avoir une conjugaison. Et à un moment, le chromosome du mâle va se retrouver dans la femelle sans- Et quand on a fait ça et qu'on les a séparés à des temps variables, il s'est trouvé par hasard qu'on en a séparés à 10 minutes et à 30 minutes, et les résultats n'étaient pas les mêmes. Et on s'est aperçu que si on les séparait de façon brutale à des temps variables, on voyait que le chromosome entrait par un bout. C'était l'expérience dite: spaghetti, ce qui exaspérait Wollman. Le chromosome étant un long spaghetti qui rentre dans la bactérie- Et après, vous avez trouvé que suivant les souches bactériennes, justement on retrouvait le même ordre, mais décalé en quelque sorte. C'est ça. Ça a un nom. Une permutation. Permuter, oui. Autrement dit, que la seule façon d'expliquer ça, c'est de mettre tout sur un cercle qu'on ouvrait à des coins différents, l'ouverture étant la tête et la queue. Ce qui à l'époque était révolutionnaire, non ? Oui, Le cercle était révolutionnaire. L'idée- je me souviens que la première fois que j'ai dit à Elie que le chromosome était circulaire, ça l'a mis hors de lui. Je ne sais pas pourquoi, il était furieux. Puis il l'a avalé après. L'idée du cercle n'était pas évidente. C'était clair déjà pour le phage. On savait que les chromosomes de phage étaient des cercles. Mais là, c'était assez joli comme explication, le cercle qu'on ouvre à des points différents et qui entre, c'était pas mal. Ça a tenu le coup.

François Jacob (1920-2013) was a French biochemist whose work has led to advances in the understanding of the ways in which genes are controlled. In 1965 he was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine, together with Jacque Monod and André Lwoff, for his contribution to the field of biochemistry. His later work included studies on gene control and on embryogenesis. Besides the Nobel Prize, he also received the Lewis Thomas Prize for Writing about Science for 1996 and was elected a member of the French Academy in 1996.

Listeners: Michel Morange

Michel Morange est généticien et professeur à L'Université Paris VI ainsi qu'à l'Ecole Normale Supérieure où il dirige le Centre Cavaillès d'Histoire et de Philosophie des Sciences. Après l'obtention d'une license en Biochimie ainsi que de deux Doctorats, l'un en Biochimie, l'autre en Histoire et Philosophie des Sciences, il rejoint le laboratoire de Génétique Moléculaire dirigé par le Professeur François Jacob à l'Institut Pasteur. Ses principaux travaux de recherche se sont portés sur l'Histoire de la Biologie au XXème siècle, la naissance et le développement de la Biologie Moléculaire, ses transformations récentes et ses interactions avec les autres disciplines biologiques. Auteur de "La Part des Gènes" ainsi que de "Histoire de la Biologie Moléculaire", il est spécialiste de la structure, de la fonction et de l'ingénerie des protéines.

Michel Morange is a professor of Biology and Director of the Centre Cavaillès of History and Philosophy of Science at the Ecole Normale Supérieure. After having obtained a Bachelor in biochemistry and two PhDs, one in Biochemistry, the other in History and Philosophy of Science, he went on to join the research unit of Molecular Genetics headed by François Jacob, in the Department of Molecular Biology at the Pasteur Institute, Paris. Together with Olivier Bensaude, he discovered that Heat Shock Proteins are specifically expressed on the onset of the mouse zygotic genome activation. Since then he has been working on the properties of Heat Shock Proteins, their role in aggregation and on the regulation of expression of these proteins during mouse embryogenesis. He is the author of 'A History of Molecular Biology' and 'The Misunderstood Gene'.

Tags: Luigi Luca Cavalli-Sforza

Duration: 4 minutes, 43 seconds

Date story recorded: October 2004

Date story went live: 24 January 2008