01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
27 октября
Нобелевские лауреаты: Пол Берг

Первый шаг на пути генной инженерии

Пол Берг
Wikimedia Commons

Как человечество вступило в пору генной инженерии и какую роль научно-популярная литература сыграла в формировании личности нобелевского лауреата, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».

Пол Берг

Дата рождения: 30 июня 1926 года, Бруклин, США

Нобелевская премия по химии 1980 года (1/2 премии, по ¼ присуждено Уолтеру Гилберту и Фредерику Сенгеру за создание метода секвенирования ДНК). Формулировка нобелевского комитета: «За фундаментальные исследования биохимических свойств нуклеиновых кислот, в особенности рекомбинантных ДНК».

В 1926 году случилось два знаменательных события в истории биологии и биохимии. Второе, менее важное (возможно!) – это рождение нашего героя, одного из трех сыновей в семье производителя одежды Гарри Берга и домохозяйки Сары Бродски. Первое же событие имело, наверное, даже большее значение, чем рождение отца генной инженерии. 36-летний американский микробиолог из Мичигана Поль Генри де Крюи (иногда у нас его фамилию писали как «Кройф») написал книжку, которая стала, пожалуй, первым научно-популярным бестселлером.

88003f317724ec837a2112233f701ddd952441c4
Первое издание Крюи в СССР
Wikimedia Commons

Даже в СССР/России эта книга выдержала, наверное, не менее десятка изданий, и популярна до сих пор. «Охотники за микробами» Крюи с 1920-х и по сей день приводят в науку все новых и новых людей: по меньшей мере, я знаю биохимиков младше меня, в детстве зачарованно читавших эту книжку, а нынче публикующих замечательные статьи в Nature.

Наш герой в детстве тоже зачитывался сравнительно недавним и, пожалуй, первым научно-популярным бестселлером. Так что его судьба была предопределена сразу же – микробы, вирусы, их биохимия. Кстати, была и еще одна книжка, сильно повлиявшая на Берга: «Эрроусмит» нобелевского лауреата по литературе, американца Синклера Льюиса. Эта книга повествует о пути ученого Мартина Эрроусмита – с самых низов Среднего Запада до вершин научного сообщества. Кстати, угадайте, какой научный журналист за 25% гонорара и доходов от продаж согласился Льюису помочь в написании этого бестселлера, вышедшего в 1925 году и принесшего ее автору (на обложке стояло только имя Льюиса) в 1926 году (опять магический двадцать шестой!) Пулитцеровскую премию? Не поверите, но это был Поль Генри де Крюи!

51345e37d5900c634e766cbcdead99839cd187e9
Американское издание «Эрроусмита»
Wikimedia Commons

Но для начала нужно было пройти стандартный путь – школа и университет. Берг закончил школу Авраама Линкольна в январе 1943 года. К тому времени США уже участвовали во Второй мировой и, как только ему исполнилось 17 (в июне 1943), Берг пошел на флот. Он должен был стать морским летчиком палубной авиации, а этому нужно было учиться – и чтобы не терять времени в ожидании, Берг поступил в Пенн Стейт (Penn State University). Правда, летчиком Пол так и не стал: программу сократили и ему пришлось служить по прямо противоположной специальности – на подводной лодке. В 1946 году Берг демобилизовался, и в 1948 году он уже бакалавр в своем университете, а в 1952 году – обладатель докторской степени по биохимии в Западном резервном университете Кейза (Case Western Reserve University). В своей диссертации он показал роль фолиевой кислоты и витамина B12 в синтезе метионина. С тех пор Берг работает только с лучшими в своей области учеными. К примеру, в 1954 году Берг перешел на кафедру микробиологии в Медицинскую школу университета Вашингтона (WUSM), где начал работать с Артуром Корнбергом (первым человеком, синтезировавшим ДНК, и нобелевским лауреатом 1959 года за это достижение).

494ba0e4424425436fc7dd7455d60f5cbd63adfc
Артур Корнберг
Wikimedia Commons

В лаборатории Корнберга (уже в Стэнфорде, куда Корнберг с командой ушел в 1959 году) Берг изучает механизм того, каким образом аминокислоты собираются в белки. Собственно говоря, именно Берг установил, как транспортные рибонуклеиновые кислоты переносят аминокислоты в место синтеза белка.

Примерно к середине 1960-х годов процессы работы генов в клетках становится понятнее. В первую очередь – благодаря бактериофагам, которые могут встраивать участки своей ДНК в клетки бактерий. Как всегда, главные открытия были сделаны на «лабораторной мыши» микробиологов – кишечной палочке E.Coli – и заражающем ее бактериофаге лямбда. Вирусы применялись для анализа работы генов, тогда же биохимики и генетики научились при помощи вирусов манипулировать генами. Бергу хотелось сделать то же самое с генами многоклеточных организмов.

В 1967 году Берг берет в Стэнфорде отпуск на год – впрочем, «отпуск» в его случае не означал отсутствие работы. Он поехал в Солковский (не путать со Сколковским!) институт к еще одному будущему нобелиату – Ренато Дульбекко (премия 1975 года по физиологии и медицине). Дульбекко незадолго до того открыл полиомавирус, вызывающий опухоли у мышей. Главной целью Берга было изучение работы с культурами клеток, однако ДНК-вирус его заинтересовал. Tumor virus, как называл его сам Берг, во-первых, имел очень маленький геном, с которым легко работать, а во-вторых именно он превращал нормальные клетки в клетки опухоли, встраивая в них свои гены.

E546bf9d5d6395675d9467ec93e8917c811ac7e4
Ренато Дульбекко
Wikimedia Commons

Когда Берг вернулся в Стэнфорд, он продолжил работу с полиомавирусами, в частности, с полиомавирусом обезьяны SV40. Берг понял, что можно использовать SV40 как вектор для введения в обычную клетку другой генетической информации. И запланировал очень изящный эксперимент, по сути, ставший началом всей генной инженерии.

В обычных условиях SV40 не взаимодействует с кишечной палочкой. Поэтому Берг использовал набор ферментов, выделенных Корнбергом, для того, чтобы разрезать ДНК SV40, бактериофага лямбда E.Coli и затем «собрать» из кусочков химерную или, как принято говорить, рекомбинантную ДНК. В итоге получилась плазмида – кольцевая ДНК, содержащая галактозный оперон (последовательность генов, кодирующих метаболизм галактозы у кишечной палочки). В руках ученых появился инструмент по введению генов одних организмов в геном других.

Чем хорошо писать о нобелиатах последних 30-40 лет? Во-первых, многие из них живы по сей день. А во-вторых, легко можно найти видео, где они сами рассказывают о своих работах.

Давайте послушаем самого Берга:

Успех пришел к Бергу в 1972 году, а за успехом пришел испуг. Точнее, не испуг, а нормальная и правильная предосторожность: тогда уже было известно об онкогенности вирусов (исследования Дульбекко). Поэтому Берг задумался – вдруг искусственные вирусы будут порождать новые, онкогенные бактерии?

В 1974 году он пишет письма в крупнейшие научные журналы (Nature, Science и другие), призывая ввести годичный мораторий на операции с рекомбинантными ДНК, и занимается подготовкой к конференции для обсуждения потенциальной опасности. В 1975 году прошла знаменитая Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК. Впрочем, достаточно быстро стало понятно, что опасность преувеличена – и работы с рекомбинантной ДНК были продолжены.

Началась эпоха генной инженерии, а пять лет спустя – в 1980 году – Берг был удостоен Нобелевской премии по химии. Наш герой получил половину премии, вторую часть поделили между собой личности не менее легендарные – Уолтер Гилберт (начинавший в физике элементарных частиц и работавший у Абдуса Салама) и Фредерик Сенгер (уже получавший химического «нобеля» в 1958 году за расшифровку структуры инсулина). Эти двое создали метод установления первичной структуры ДНК – секвенирование. Право выступить на нобелевском банкете от всех троих получил Берг.

951f10a55fcb2b0f785e762d8fe1f43cc7bca107
Королева Беатрикс поздравляет лауреатов 1980 года
Wikimedia Commons

В своей речи Берг привел ставшую классической метафору другого нобелевского лауреата, Петера Брайана Медавара: «Если мы представим развитие живых организмов сжатым в год космического времени, то развитие человека заняло только день. Только в течение последних 10−15 минут длится наша жизнь, совсем не сомнительная. Мы – все еще новички и можем надеяться стать лучше. Высмеивать надежду на прогресс – окончательная глупость, последнее слово бедности духа и подлости ума».

В своем интервью на сайте Нобелевского комитета Берг говорит: «Не совсем корректно называть меня отцом генной инженерии. Мы сделали лишь первый шаг на пути к ней».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое