Без ошибок в генетическом коде

В наши дни генетикой занимаются тысячи людей по всему миру, она, как предполагается, может объяснить решительно все ― от эволюции видов и причин рака до устойчивости растений к паразитам и поведения человека. И все мы уже почти не помним, как она, в сущности, молода. А зря ― сейчас от нас уходят ее отцы, те, чьи открытия прочно обосновались в учебниках биологии для средней школы.

Одним из таких отцов и был Маршалл Ниренберг, умерший 15 января 2010 года в Нью-Йорке от рака.

Он родился 10 апреля 1927 года в Бруклине в семье выходцев из Российской империи. Когда ему было 10 лет, семья переехала во Флориду, где и проявился ранний интерес ребенка к биологии. Результат: в 1948 году он получает степень бакалавра наук, в 1952 году ― степень магистра зоологии в Университете Флориды. В 1957 получил степень доктора наук на факультете биохимии в Мичиганском университете и в качестве постдока отправляется в Национальный институт здоровья. С этого момента он начал вести самостоятельные исследования, которые и привели к важным открытиям и международному признанию.

В одном из интервью он с большой теплотой вспоминал те времена:

«Раньше наука была совсем другой ― гораздо более свободной.

Сейчас она очень соревновательна. Молодые ученые борются за позиции, более зрелые ― за финансирование. Это очень большое давление и установка: ты должен производить, производить и производить. А в науке все не так просто. Когда ты начинаешь новую тему, ты не знаешь, правильное ли направление выбрал. А сделать ничего нельзя ― нужно просто взять низкий старт и бежать. Иногда это помогает, иногда ― нет.

40 лет назад все было иначе. Когда я получил свою первую позицию, Гордон Томпкинс предложил мне работать в его группе в качестве независимого исследователя. Я согласился и полностью поменял область работы! Я увлекся синтезом белков и нуклеиновых кислот ― тем, что сейчас называют молекулярной биологией. Сначала я работал один, но, когда появились первые результаты, заинтересовавшиеся люди стали бросать свои работы и присоединяться ко мне. Я не думаю, что такое возможно в нынешние времена».

А тогда ― уже 50 лет назад ― свобода молодых ученых коллектива Ниренберга дала впечатляющие результаты.

В начале 60-х годов они провели серию экспериментов, которая позволила им расшифровать генетический код.

Сначала они синтезировали полиурацил, молекулу РНК, которая содержит только урацил (РНК в отличие от ДНК содержит урацил вместо тимина). Затем исследователи поместили полиурацил в бесклеточную экспериментальную систему, образованную осторожным размельчением бактерий, способствующим получению смеси аминокислот, РНК, рибосом, необходимых ферментов и других веществ. Полиурациловая РНК направляла синтез молекулы белка, состоящего из цепочки молекул аминокислоты фенилаланина. Следовательно, код для фенилаланина представлял собой триплет урацил-урацил-урацил (т. к. урацил является единственным азотистым основанием в полиурациле), или УУУ.

Поскольку ДНК содержит 4 азотистых основания, а генетический код образуется из триплетов азотистых оснований, то существует 64 (4х4х4) возможные триплетные комбинации для ДНК. Ниренбергу и его коллегам удалось синтезировать все возможные триплетные последовательности, повторив бесклеточные эксперименты с каждой из них и открыв таким путем коды триплетов азотистых оснований для всех 20 аминокислот. Некоторые из аминокислот кодируются более чем одним триплетом, а некоторые триплеты известны как «бессмысленные», т. к. они не кодируют ни одну аминокислоту. Ниренберг обнаружил, что «бессмысленные триплеты», как точка в предложении, могут сигнализировать об окончании процесса биосинтеза в клетке. Он и его коллеги провели позднее дополнительные эксперименты, чтобы определить последовательность азотистых оснований в каждом триплете.

В 1968 году Ниренберг вместе с Робертом Холли и Харом Гобиндом Кораной получили Нобелевскую премию «за расшифровку генетического кода и его функционирования в синтезе белков».

Многочисленные награды Ниренберга включают Национальную медаль науки Национального научного общества (1965), медаль Франклина Франклиновского института распространения технических знаний (1968), медаль Пристли Американского химического общества (1968) и награду Луизы Гросс-Хорвиц Колумбийского университета (1968).

Маршалл Ниренберг умер 15 января 2010 года от рака после продолжительной болезни.

«Я не могу сказать, что всегда хотел быть ученым. Но мне всегда была интересна природа, и мне улыбнулась удача при ее изучении. Я думаю, интерес к науке ― лишь эволюция неистребимого интереса к тайнам и загадкам природы», ― говорил он о себе.