Биология

Нобелевские лауреаты: Алфред Херши

О пользе кухонного блендера

Американский бактериолог и генетик Алфред Херши

Oregon State University/Katerina Kon/Getty Images/Indicator.Ru

Как кухонный блендер поставил точку в споре молекулярных биологов, кто был папой в Троице Фаговой церкви и какова была печальная судьба соавтора одного из самых ярких экспериментов 1950-х, рассказывает очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Алфред Дей Херши

Родился: 4 декабря 1908 года, Овоссо, Мичиган, США.

Умер: 22 мая 1997 года, Нассо, Нью-Йорк, США.

Нобелевская премия по физиологии или медицине 1969 года (1/3 премии, совместно с Сальвадором Лурией и Максом Дельбрюком). Формулировка Нобелевского комитета: «За открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов (for their discoveries concerning the replication mechanism and the genetic structure of viruses)».

Современная улица Овоссо

Наш герой родился на Великих озерах в небольшом мичиганском городке Овоссо (уже сейчас в нем проживает всего 15 тысяч человек) в семье Альмы (Вильбур) и Роберта Херши. Он посещал общеобразовательную школу в Овоссо и Лансинге до поступления в Мичиганский государственный колледж (сейчас это Мичиганский государственный университет), где получил степень бакалавра естественных наук в 1930 году. В 1934-м он получил степень по бактериологии и перешел на работу в Вашингтонский университет, где начал работать с бактериофагами вместе с человеком, который изучал их с момента открытия в 1915 году, — Жаком Бронфенбреннером. Так в жизнь Херши вошли бактериофаги.

А в 1943 году в жизнь Херши вошли Макс Дельбрюк и Сальвадор Лурия, и образовалась фаговая группа, которая изменила все в современной молекулярной биологии. Они работали порознь, но вместе. Фаговая группа дала науке очень много. О некоторых экспериментах мы писали в предыдущих двух текстах. Также эта группа дала нам Джеймса Уотсона, который вместе с Фрэнсисом Криком открыл структуру ДНК. А наш герой сумел окончательно поставить точку в давнем споре молекулярных биологов.

В 1952 году Алфред вместе со своей 25-летней ассистенткой Мартой Чейз родом из Огайо, всего лишь два года назад получившей степень бакалавра, сумел окончательно показать: да, генетическая информация находится именно в ДНК, а не в белках.

К слову, впоследствии Марту ждала не самая счастливая судьба: в середине 1950-х она еще участвовала во встречах «фаговой группы», но в конце того же десятилетия уехала в Калифорнию, вышла (несчастливо) замуж за известного ученого Ричарда Эпштейна, развелась… Еще несколько личных потрясений заставили ее бросить науку совсем, она вернулась в семью в Огайо, где несколько десятилетий угасала от развившейся деменции, уничтожившей ее кратковременную память, — пока в возрасте 75 лет Марта не умерла от пневмонии. Это случилось в 2003 году, когда Херши уже шесть лет не было в живых.

Но вернемся к эксперименту Херши — Чейз. Он был изящен — недаром в тройке лидеров фаговой группы именно Херши считался главным экспериментатором.

Херши и Чейз выращивали две группы бактерий. Одну в среде, меченой радиоактивным фосфором-32 в фосфат-ионе, другую — в среде с серой-35 в сульфат-ионе. Как мы помним, фосфор находится в ДНК, сера — в белках. Дальше бактерии заражались фагом Т2, и в итоге исследователи получили две группы меченных фагов — в одной была меченая ДНК, в другой — белок. Дальше уже эти бактериофаги заражали «чистые бактерии». После чего в среду с бактериями погружали обычный кухонный блендер, чтобы отделить оболочки фага от поверхности бактериальных клеток: специальных научных приборов для этого в 1950-х не было.

Схема эксперимента Херши — Чейз

Оказалось, что когда бактерии инфицировали меченые фосфором (ДНК) бактериофаги, то радиоактивную метку можно было обнаружить в бактериальных клетках. Когда к бактериям добавлялись бактериофаги, меченые серой (белки), то метка была обнаружена во фракции среды с белковыми оболочками, но ее не было в бактериальных клетках. Таким образом окончательная точка была поставлена: генетическая информация содержится именно в ДНК, несмотря на то что она устроена гораздо проще, чем белки: четыре «буквы» против двадцати.

Когда член Каролинского института объявлял лауреатов, он обратился ко всем троим:

«Тридцать лет назад вы приступили к исследовательскому проекту, который большинству членов научного сообщества должен был показаться чрезмерно амбициозным. Вы задумали решить самую фундаментальную из всех биологических проблем — проблему самовоспроизведения. Сделав скромный бактериофаг своим объектом, вы, вероятно, также заставили многих приподнять свою бровь. Однако благодаря вашему чувству важности строгой научной методологии, вашим блестящим экспериментальным навыкам и, прежде всего, вашему творческому подходу вам удалось сделать невозможное возможным. Осознание того, что бактериофаг является респектабельным представителем всего живого, шло медленно. Сегодня, однако, общая применимость принципов, которые вы установили, не вызывает сомнений, и полное воздействие ваших достижений на современную науку наконец ощущается. Вы удостоены Нобелевской премии этого года в области физиологии и медицины за ваши открытия, касающиеся репликации вирусов и генетики, и мы настоящим признаем важность вашего вклада в биологические и медицинские науки».

После смерти Херши его коллега по фаговым исследованиям Фрэнк Стэл сказал: «Фаговая церковь, как нас часто называли, возглавлялась Троицей в лице Дельбрюка, Лурии и Херши. Дельбрюк был папой, Лурия — тяжело работавшим священником, а Эл — Эл был святым».