Лауреаты Нобелевской премии по генетике. История великих открытий

10 декабря – день вручения Нобелевской премии. В преддверии этого дня, мы хотим рассказать историю ее создания и познакомить читателя с самыми видными лауреатами премии в области генетики.

Нобелевская премия - самая престижная премия в области науки. О ней слышал каждый человек, даже если он далек от науки, как Нептун от Солнца. Премия названа в честь ученого Альфреда Нобеля, который за свою жизнь запатентовал 355 изобретений. Занятно, что сам он глубоко занимался производством взрывчатых веществ и изобрел динамит.

В своем завещании Нобель указал: «Всё мое оставшееся реализуемое состояние распределяется следующим образом: Весь капитал должен быть внесен моими душеприказчиками на надежное хранение под поручительство и должен образовать фонд; назначение его - ежегодное награждение денежными призами тех лиц, которые в течение предшествующего года сумели принести наибольшую пользу человечеству. Сказанное относительно назначения предусматривает, что призовой фонд должен делиться на пять равных частей, присуждаемых следующим образом: одна часть - лицу, которое совершит наиболее важное открытие или изобретение в области физики; вторая часть - лицу, которое добьется наиболее важного усовершенствования или совершит открытие в области химии; третья часть - лицу, которое совершит наиболее важное открытие в области физиологии или медицины; четвертая часть - лицу, которое в области литературы создаст выдающееся произведение идеалистической направленности; и наконец, пятая часть - лицу, которое внесет наибольший вклад в дело укрепления содружества наций, в ликвидацию или снижение напряженности противостояния вооруженных сил, а также в организацию или содействие проведению конгрессов миролюбивых сил».

На основе этого, в 1900 году был создан независимый Фонд Нобеля с начальным капиталом 31 миллион шведских крон. Первые Нобелевские премии были присуждены 10 декабря 1901 г.

Генетика-относительно молодая, но очень важная и перспективная наука, которая может гордиться своими достижениями. Итак, кто и чем отличился в области генетики:

1. Томас Морган получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1933 г. «За важные открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности». Он проводил свои опыты на мушке Drosophila melanogaster, продолжительность жизни которой всего 3 месяца, поэтому опытов на этих созданиях он провел довольно много. Он выяснил, что что гены находятся в хромосоме в особой линейной последовательности, что основу сцепления составляет близость двух генов на хромосоме и что наследственность имеет вполне определенные законы.

2. Американский генетик Герман Джозеф Мёллер в 1946 г. получил премию по физиологии и медицине за то, что смог доказать, что рентгеновские лучи могут увеличивать скорость мутации в генах в сотни и тысячи раз по сравнению с нормой.

3. Отец генной инженерии – английский химик Александер Робертус Тодд. В 1957 получил Нобелевскую премию «за работы по нуклеотидам и нуклеотидным коферментам». Главные заслуги - установил схему строения рибонуклеиновых кислот, синтезировал динуклеотид и флавинадениндинуклеотид (ФАД).

4. Джордж Бидл и Эдуард Тейтем изучали грибки, образующие розовую плесень на хлебе. Они проанализировали множество поколений, помещали их в разные среды и установили, что определенные гены отвечают за синтез специфических клеточных веществ. Их открытия оказались полезными для увеличения фармакологического производства открытого Александером Флемингом пенициллина - вещества, образуемого грибками. Получили Нобелевскую премию в 1958 г.

5. Джеймс Дьюи Уотсон, Фрэнсис Крик открыли структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) - вещества, которое содержит всю наследственную информацию. Открытие двуспиральной структуры произошло после того, как Морис Уилкинс тайно показал Уотсону и Крику рентгеновский снимок молекулы ДНК, сделанный его сотрудницей Розалинд Франклин. На этом снимке они четко узнали признаки спирали. Очевидно, что открытие пространственной структуры ДНК совершило революцию в мире науки и повлекло за собой целый ряд новых открытий, без которых нельзя представить не только современную науку, но и современную жизнь в целом. За это ученые удостоились Нобелевской премии.

6. Андре Мишель Львов, Франсуа Жакоб и Жак Люсьен Моно. Им удалось доказать, что существует так называемая информационная РНК (рибонуклеиновые кислоты, образованные нуклеотидами, в которые входят: аденин, гуанин, цитозин, урацил и сахар рибоза). Эти вещества переносят генетическую информацию от ДНК ядра клетки к цитоплазме.

Еще одно важное открытие, сделанное учеными - ДНК состоит из наборов генов. Такой набор они назвали опероном (оперон - группа функционально связанных между собой генов, определяющих синтез белков-ферментов, относящихся к последовательным этапам биохимического процесса). Оперон помогает клеткам живого организма адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. В 1965 Моно, Жакобом и Львов были награждены Нобелевской премии по медицине «за открытия, связанные с генетическим контролем синтеза ферментов и вирусов».

7. В начале 1960 г. Роберт Холли, Хар Гобинд Коране и Маршалл Ниренберг синтезировали цепи ДНК и РНК, и выявили триплеты, служащие сигналом к началу и концу биосинтеза специфического белка. Им удалось установить, что транспортная РНК имеет две структуры: первичную и вторичную, а также выяснить что они из себя представляют. Именно эта система обеспечивает правильное расположение аминокислот в составе белка. В 1968 Хар Гобинд Корана (совместно с Робертом Уильямом Холли и Маршаллом Ниренбергом) были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине «за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белка». В 1970 ученым удалось синтезировать ДНК, а спустя несколько лет ген кишечной палочки.

8. Барух Бенацерраф, Жан Доссе и Джордж Снелл. Поскольку Барух в детстве страдал бронхиальной астмой, его интересовали ненормальной реакции организма на инородные агенты. В 1948 г. начал изучать механизмы аллергии. Ученые установили, что способность реагировать на определенные антитела определена генетически. Более того, у некоторых людей из -за высокой генетической способности отторгать инородные тела. Не приживаются имплантированные органы. За эти открытия ученые получили Нобелевскую премию в 1980 г.

9. Пол Берг, УолтеруГилберт и Фредэрик Сенгер изучали химический состав дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты (РНК). Берг начал свой первый эксперимент по получению рекомбинантной молекулы ДНК приблизительно в 1970 г., взяв для этого SV40 и вирус Escherichia coli. Технология, разработанная Бергом и его командой, позволила не только оперировать генами для создания новых фармацевтических средств, таких, как интерферон и гормоны роста, но и впервые так глубоко проникнуть в молекулярную биологию высших организмов. В 1980 г. Полу Бергу была присуждена половина Нобелевской премии по химии "за фундаментальные исследования биохимических свойств нуклеиновых кислот, в особенности рекомбинантных ДНК". Вторая половина премии была поделена между Уолтером Гилбертом и Фредериком Сенгером. Сенгер и его коллеги обнаружили полную последовательность более, чем 5400 оснований в ДНК одного вируса и 17 000 оснований в другом ДНК.

10. Майкл Стюарт Браун и Джозеф Леонард Голдстейн занимались изучением холестерина. Они установили, что у больных семейной формой гиперхолестеринемии рецепторы ЛНП отличаются от нормальных тем, что они не способны удалять из кровеносного русла достаточное количество холестерина. В 1984 г. Голдстейн и Браун описали несколько мутаций гена, ответственного за рецепторы ЛНП. Они выяснили, что для каждого типа мутации нужна особенная медицинская терапия: эффективные в одном случае лекарства были бесполезны в другом. Голдстейн и Браун получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1985 г. за исследования, которые «существеннейшим образом углубили наше понимание метаболизма холестерина и увеличили возможности профилактики и лечения атеросклероза».

11. Дж. Майкл Бишоп и Гарольд Э.Вармус Работая в области молекулярной вирусологии, Вармус совместно с Дж. М. Бишопом в исследованиях 1970 гг. сделали открытие, которое приоткрыло тайну этиологии опухолей (злокачественных и доброкачественных). Согласно полученным результатам, неконтролируемый рост клеток, образующих опухоль, вызывается не столько проникающим в клетку извне онковирусом, сколько внутренними процессами в самой клетке. Вармус доказал, что нормальные гены роста клетки вследствие случайных спонтанных мутаций или процесса старения могут изменять свою молекулярную структуру и таким образом превращаться в так называемые протовирусы онкогенной природы. За открытие клеточного происхождения онкогенных протовирусов Вармус совместно с Дж. М. Бишопом в 1989 г. были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

12. Сидней Ольтман и Томас Чек изучалис молекулу РНК. Открытие Олтмена и Чека показало, что первой появившейся на планете Земля молекулой могла быть и не белковая молекула, и не молекула ДНК. Молекула РНК тоже отвечает требуемым параметрам - она одновременно может служить и генетическим материалом, и обладать свойствами фермента. В 1989 им была присуждена Нобелевская премия за открытие каталитических свойств РНК.

Как видите, в генетике было сделано множество гениальных открытий. Благодаря всем этим ученым, сегодня генетика стала основой новейшей медицины. Генетические тесты, о которых 100 лет назад не могли и мечтать, сегодня позволяют врачу увидеть пациента «насквозь», узнать его уникальные особенности и предсказать его будущие патологии и риски. Уже полностью расшифрован геном человека и науке известны редчайшие генетические мутации. Тем не менее, генетика, как наука, сейчас находится на этапе своего расцвета, поэтому, мы полагаем, что в будущем в этой области нас ждет еще множество открытий, достойных Нобелевской премии.