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D’une famille originaire du Nord, Jacqueline Toulouse fait ses études primaires et secondaires à Paris. Après des études supérieures à l’Ecole Normale Supérieure de jeunes filles de Lille et de Versailles (1933-1935), elle est nommée Professeur suppléant, puis déléguée rectorale aux collèges de Béthune, Maubeuge, Avesnes (1938-1942). Sur les conseils de Maurice Hocquette, Jacqueline Toulouse entreprend l’étude d’une levure du coecum du cobaye ; « ce matériel se révéla assez intéressant pour faire l’objet d’une thèse de doctorat et décida de [son] orientation vers la recherche ».