Медицина

Нобелевские лауреаты: Артур Корнберг

ДНК в пробирке

National Library of Medicine/Wikimedia Commons/Pixabay/Indicator.Ru

Как придирки редакторов чуть было не оставили вне научного поля две важнейшие статьи, как два будущих коллеги-нобелиата познакомились, еще не думая о будущих открытиях, и как при помощи детских сказок вырастить будущего лауреата Нобелевской премии, рассказывает очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Артур Корнберг

Родился 3 марта 1918 года, Бруклин, Нью-Йорк, США

Умер 26 октября 2007 года, Стэнфорд, Калифорния, США

Нобелевская премия по физиологии или медицине 1959 года (1/2 премии, совместно с Северо Очоа). Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот (for their discovery of the mechanisms in the biological synthesis of ribonucleic acid and deoxyribonucleic acid)».

Наш герой родился в США, однако его родители – Джозеф (Йосеф) Корнберг и Лена Кац – были выходцами из польской Галиции. Пишут, что Артур сочетал в себе две особенности – с одной стороны, он был вундеркиндом и развит не по годам, а с другой – наука ему была не особо интересна. На выбор специальности повлияла экономика: во время юности Корнберга страну накрыла Великая депрессия. Чтобы помочь семье, он подрабатывал в магазине родителей, затем – в магазине мужской одежды. Именно поэтому он, окончив колледж, выбрал для дальнейшего медицину. И за особые успехи его приняли в Школу медицины Университета Рочестера. Интересный факт: из 200 выпускников City College of New York по медицинскому направлению в Рочестер приняли только пятерых. Это случилось в 1937 году, а в 1941-м он стал доктором медицины. Медику во время Второй мировой была прямая дорога на фронт. После стажировки Артур отправляется врачом на военный корабль Береговой охраны США в Карибском море. И постоянно ругается с капитаном (что не ускорило его путь на берег).

В 1942 году он ухитряется опубликовать статью с длинным названием Latent Liver Disease in Persons Recovered from Catarrhal Jaundice and in Otherwise Normal Medical Students as Revealed by the Bilirubin Excretion Test. Статья была посвящена болезни печени, известной ныне под названием болезни Жильбера. Это заболевание сопровождается желтухой – и оно было у самого Корнберга.

Ролла Дайер

Wikimedia Commons

Так совпало, что именно в момент публикации материала Ролла Дайер, свеженазначенный глава Национальных институтов здоровья, лихорадочно искал средство от желтухи, поразившей войска в связи с новой вакциной от желтой лихорадки. Дайер выдернул Корнберга с флота и отправил его исследователем в Лабораторию питания NIH. В войну это был джек-пот.

Три года Артур изучал авитаминозы, влияние сульфаниламидов на их работу, но к 1945 году понял, что разобраться в том, как работают витамины, – гораздо круче. Так его привело к ферментологии – поскольку многие витамины работают как «дополнения» к ферментам, коферменты, без которых сами ферменты не работают. Метаболические ферменты стали новой темой работы Корнберга.

Сначала он отправился к коллеге из Отдела изучения производственной гигиены NIH Бернарду Хорекери, с которым занимался изучением метаболического цикла лимонной кислоты. И у Корнберга… ничего не получилось. Ферменты были слишком плохого качества, низкой очистки. Пришлось просить у начальства отпуск на овладение техникой лабораторной работы с ферментами. Кто бы мог подумать, что стажироваться в Университете Нью-Йорка в 1946 году и учиться выделять ферменты он будет у человека, с которым всего чертову дюжину лет спустя он разделит высшую научную награду. При этом тогда ни Корнберг, ни Северо Очоа, у которого начал работать наш герой, и думать не думали о синтезе ДНК и РНК в пробирке.

Интересно еще одно совпадение в судьбе нобелиатов 1959 года: в следующем году Корнберг прошел суровую стажировку у Карла и Герти Кори, у которых стажировался и сам Очоа незадолго до того.

Учителя Корнберга знали свое дело – вернувшись в NIH и создав Отдел ферментов в Институте артрита и болезней обмена веществ (нужно помнить, что NIH – это именно институты, во множественном числе), он начал открывать новые ферменты. Сначала это была нуклеотид пирофосфатаза, которая расщепляет NAD (никотинамидадениннуклеотид), затем - NAD-синтетаза, которая NAD производит. В итоге в 1951 году Корнберг был удостоен престижной премии Поля Льюиса по энзимологии (напомним, что энзимы и ферменты – два названия одного и того же, в зависимости от того, на каком языке и в какой национальной научной культуре вы работаете), которая сейчас называется премией Pfizer.

Открытие механизмов синтеза коферментов привело Корнберга к мысли, что ДНК и РНК, которые, как к тому времени стало понятно, и являются носителями генетической информации, синтезируются похоже. И он стал искать способ создать ДНК вне клетки.

Первое сообщение о «синтезе ДНК в пробирке» было сделано Корнбергом в 1956 году в журнале Biochimica et Biophysica Acta. Оно заняло две странички, в нем сообщалось: «Для полимеризации дТТФ необходимы АТФ, устойчивый к нагреванию фрагмент (или фрагменты) ДНК, временно называемый затравкой, и две фракции ферментов» (одна из фракций содержала ДНК-полимеразу, а другая – смесь нуклеаз и нуклеотид-киназ).

С дальнейшими публикациями были проблемы. Вот как описывает эту ситуацию одна из биографий нашего героя:

«Далее, используя широкий спектр методов, Корнберг должен был выделить и очистить из клеточного экстракта бактерий фермент, собирающий ДНК, который он назвал ДНК-полимеразой, отделяя его от всех других белков (в том числе многих ферментов, которые влияют на синтез). В течение года Корнбергу удалось синтезировать ДНК из различных источников при помощи этой полимеразы. Две статьи, описывающие эту работу, были представлены в Journal of Biological Chemistry в октябре 1957 года. Редакторы JBC, однако, отвергли статьи, некоторые возражали против самого названия продукта «ДНК», предпочитая технически точный, но громоздкий термин «полидезоксирибонуклеотид».

Другие утверждали, что для продукта должно быть показано наличие генетической активности, чтобы квалифицировать его как ДНК (критерий, которого достигли очень немногие исследователи на тот момент). Испытывая отвращение, Корнберг первоначально забрал статьи, но они были опубликованы в выпуске JBC за май 1958 года после того, как там сменился редактор». …В сентябре 1958 года начался заявочный цикл Нобелевской премии 1959 года. Результаты мы знаем.

После этого успеха Корнберг, кстати, не стал почивать на лаврах, а продолжил синтезы ДНК – и получил-таки «в пробирке» ДНК с генетической активностью. Точно такую же, как и в наших клетках. Сама основа жизни была создана искусственно человеком.

…Артур Корнберг умер в 2007 году в возрасте 89 лет. Он прожил долгую, насыщенную и счастливую жизнь, работая до последних дней жизни, главным объектом его исследований последних лет стали полифосфаты. Он успел написать более трехсот работ, свою научную автобиографию, детскую книжку Germ Stories, в которую собрал истории, рассказанные им своим детям и внукам. А главное – он успел увидеть, как эти истории привели в 2006 году его сына, Роджера, к еще одной Нобелевской премии.

Роджер Корнберг

Алексей Паевский/Indicator.Ru

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.