C'est lors du cinquantième anniversaire de l'attribution du prix Nobel
de physique à la découverte de la diffraction par Max von Laue, et deux ans après le prix de chimie de Perutz et Kendrew pour la détermination des structures de deux protéines globulaires par diffraction de rayons X, qu'une nouvelle fois cette technique est à l'honneur.

Dorothy Crowfoot est née au Caire en 1910. Commençant ses études de chimie à Oxford, en 1928, elle a la grande chance d'avoir pour professeur un Robinson et un Hinshelwood. Attirée par la recherche scientifique, elle se met à travailler en 1932, à Cambridge, sous la direction de J. D. Bemal sur la détermination des structures de cristaux par diffraction des rayons X. De retour à Oxford en 1934 comme professeur, elle y effectue ses travaux les plus remarquables sur la structure de certaines substances biologiques. C'est aussi à cette époque, en 1937, qu'elle épouse l'historien Thomas Hodgkin. Elue en 1947 membre de la Royal Society, elle y est chargée à partir de 1960 d'une direction de recherche, toujours à l'Université d'Oxford où elle continue ses travaux.

La méthode d'étude des structures de substances par diffraction de rayons X s'est beaucoup perfectionnée avec le temps, et les calculateurs électroniques en particulier en ont grandement amélioré les possibilités. Néanmoins, l'habileté de l'expérimentateur et la sagacité de celui qui interprète les résultats restent primordiales quand il s'agit d'étudier des molécules biologiques complexes. Dorothy Crowfoot Hodgkin, qui a travaillé sur un certain nombre de ces molécules, possède au plus haut point ces deux qualités, et ce sont ses recherches sur la pénicilline (1947) et la vitamine B12 (1956) qui ont été les plus remarquables.

La découverte de la pénicilline par Fleming date de 1928. Au début de la Seconde Guerre mondiale, la concentration des jus de culture du Penicillium notatum par le froid a permis, grâce aux travaux de Chain et de Florey, de procéder à sa préparation industrielle et à son emploi en thérapeutique. A fortes concentrations, les pénicillines sont des bactéricides puissants, et leur consommation n'a cessé de croître rapidement durant la guerre. On s'est donc demandé s'il serait possible de préparer ce type de composés par synthèse. Pour ce faire, il était indispensable de déterminer la composition et la structure de la pénicilline. En Angleterre comme aux Etats-Unis, de nombreux chimistes et cristallographes se penchèrent sur ce délicat problème. Très vite Dorothy Crowfoot Hodgkin apparut comme un véritable chef de file dans cette vive compétition, et ses efforts furent bientôt couronnés de succès. En quatre ans (1942-1946), la structure de la pénicilline fut établie. Il est vrai qu'une coopération étroite et très active s'était développée entre des chimistes organiciens, des cristallographes et des chimico-physiciens, qui mettaient à contribution d'autres techniques analytiques, et plus spécialement la spectrométrie infrarouge. Les difficultés à surmonter furent considérables, non pas qu'il s'agft d'une grosse molécule, mais parce qu'en chimie pure on manquait de résultats susceptibles de guider les cristallographes. L'adresse et la persévérance de la chimiste britannique ont toutefois été décisives. Une dizaine d'années plus tard, en 1959, John Sheehan réussit, grâce aux travaux antérieurs, à faire la synthèse totale de cet exceptionnel antibiotique.

En 1948, on isola du foie la vitamine B12 sous la forme d'un composé cristallin rouge dont on découvrit qu'il contenait du cobalt et du phosphore. Dorothy Crowfoot Hodgkin, auréolée par ses travaux sur la pénicilline, trouva là un nouveau champ d'investigation, et entreprit aussitôt de déterminer la structure de cette vitamine. Il est important de signaler que la synthèse microbienne est la seule source originale de cette substance; la meilleure illustration en est donnée par la flore microbienne du rumen, ou panse des ruminants, dans le contenu desséché duquel la concentration en vitamine B12 atteint 50 p.g /100 g. Chez l'homme, elle est également synthétisée par les bactéries intestinales: on la trouve dans les ïèces en des quantités bien plus importantes chez les patients anémiques que chez les sujets normaux; on soigne donc les personnes souffrant d'anémie pernicieuse par injection intramusculaire de vitamine B12. Chez les sujets sains, la couverture des besoins est assurée par l'absorption d'aliments d'origine animale, les plus riches étant le foie et le rein; les viandes musculaires, le lait, les fromages et les oeufs en contiennent dix fois moins. Cette vitamine est en revanche absente dans les plantes supérieures. Après six ans de travaux, en 1956, Dorothy Crowfoot Hodgkin et ses collaborateurs élucidèrent la structure de la vitamine B12. Jamais encore on n'avait réussi à établir la structure d'une molécule aussi grande: c'était le triomphe des techniques cristallographiques des rayons X.

Il paraît impossible dans le cadre de cet ouvrage de résumer de tels travaux. Nous nous contenterons d'indiquer que la portion centrale de la molécule est constituée de quatre noyaux pyrroliques, réiuits et fortements substitués, entourant un seul atome de cobalt. En bas de la formule se trouve un riboside 5,6-diméthyl-benzimidazole relié par un bout à l'atome de cobalt. L'autre bout, par l'intermédiaire de la molécule de ribose, d'un phosphate et d'un aminopropanol, est relié à une chaîne latérale fixée sur un noyau tétrapyrrolique IV. Un groupement cyané est relié au cobalt par un lien de coordinance.

Les recherches de Dorothy Crowfoot Hodgkin ont permis de mieux connaître la pénicilline et la vitamine B12, contribuant par là à développer le traitement des maladies inféctieuses et des anémies.