Ниренберг, Маршалл

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Маршалл Уоррен Ниренберг
англ. Marshall Warren Nirenberg
Marshall Nirenberg.jpg
Дата рождения:

10 апреля 1927({{padleft:1927|4|0}}-{{padleft:4|2|0}}-{{padleft:10|2|0}})

Место рождения:

Бруклин, штат Нью-Йорк, США

Дата смерти:

15 января 2010({{padleft:2010|4|0}}-{{padleft:1|2|0}}-{{padleft:15|2|0}}) (82 года)

Место смерти:

Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США

Страна:

СШАFlag of the United States.svg США

Научная сфера:

биохимия, генетика

Место работы:
Альма-матер:

Флоридский университет
Мичиганский университет

Известен как:

расшировка генетического кода

Награды и премии


Национальная научная медаль США (1965)
Нобелевская премия Нобелевская премия по физиологии и медицине (1968)

Маршалл Уоррен Ниренберг (англ. Marshall Warren Nirenberg; 10 апреля 1927, Нью-Йорк — 15 января 2010, Нью-Йорк) — американский биохимик и генетик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1968 году (совместно с Робертом Холли и Харом Гобиндом Кораной) «за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белков». Член Национальной академии наук США (1967).

Биография[править | править исходный текст]

Родился 10 апреля 1927 года в Бруклине в семье выходцев из Российской империи Харри Эдварда Ниренберга и Минервы Быковской. С 1941 года семья жила в Орландо (штат Флорида), где его отец управлял молочной фермой и основал Конгрегацию (общину) либерального иудаизма.[1] Весь подростковый период Ниренберг развивал своё научное и эстетическое восприятие мира. В 1944 году поступил в Флоридский университет, где в 1948 году получил степень бакалавра наук, а в 1952 году — степень магистра зоологии. В 1957 году Маршалл стал кандидатом биохимических наук, написав диссертацию о поглощении гексоз опухолевыми клетками. Эта работа лежала в основе первой опубликованной им статьи и сформировала руководство для его дальнейших исследований после аспирантуры. С 1957 по 1962 год работал в Национальных институтах здоровья в Бетесде. В 1962 году возглавил Отдел биохимической генетики в Национальном институте сердца (ныне Национальный институт сердца, легких и заболеваний крови), однако в 1966 году вернулся в Национальный институт здоровья.

В 1961 году женился на химике Пероле Зальцман (ум. 2001), выпускнице Университета Рио-де-Жанейро, а в 2005 году — на Мирне Вайссман, профессоре эпидемиологии и психиатрии Колумбийского университета и руководителе отдела клинико-генетической эпидемиологии в Институте Психиатрии штата Нью-Йорк.

Умер 15 января 2010 года от рака в Нью-Йорке.[2][3]

Научная деятельность[править | править исходный текст]

В 1959 году Ниренберг начал изучать взаимодействия между дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) и рибонуклеиновой кислотой (РНК), а также производство белков.

Генетика, 1959—1962[править | править исходный текст]

Наряду со специально обученными генетиками, Ниренберг хотел узнать является ли РНК чем-то вроде химической взаимосвязи, или «мессенджером», между ДНК и белками. Ниренберг, однако, не имел формального опыта в молекулярной генетике. Он всего лишь посещал вечерние курсы, посвященные генетике, предназначенные для ученых из Национального Института Здоровья, которые были заинтересованы в проведении междисциплинарных исследований.

В 1960 году к Ниренбергу совместно с Дж. Генрих Маттеи начал изучение нуклеотидов. Продолжая одну из последних работ швейцарского генетика Альфреда Тиселиуса, Ниренберг и Маттеи решили создать так называемую «бесклеточную среду», которая позволила бы им выяснить, как же осуществляются многоступенчатые механизмы РНК без учета нормальных биологических процессов клетки, которые могли бы помешать молекулярной активности. В качестве модели для исследований была выбрана кишечная палочка Escherichia coli.

Ниренберг и Маттеи вне бактерии создали синтетическую молекулу РНК и экспрессировали её в E.coli. Они обнаружили, что их синтетическая РНК способствовала присоединению фенилаланина к концу растущей цепочки из аминокислот, выступающей в роли предшественника белков. Ниренберг и Маттеи заключили, что следовые количества урацила способствовали синтезу фенилаланина. В августе 1961 года Ниренберг и Маттеи опубликовали свою, теперь уже классическую работу: «Зависимость бесклеточного синтеза белка в E. Coli от происхождения природного или синтетического полирибонуклеотидов», в Трудах Национальной академии наук. В том же месяце, Ниренберг представил версию своих заключений касательно поли-U экспериментов небольшой группе, состоящей из примерно тридцати ученых, на Международном конгрессе по биохимии в Москве.

В начале 1960-х годов синтезировал полиурациловую кислоту (молекулу РНК, содержащую только один нуклеотид — урацил) и использовал ее в качестве матричной РНК. Вслед за этим открытием эксперименты с синтетической РНК были расширены, и расшифрованы кодоны для лизина, пролина. Впоследствии трёхбуквенное обозначение кодона стало своего рода парадигмой. С помощью каждого из четырех нуклеотидов, занимающих место в трехбуквенной системе кодона, Ниренберг быстро вывел, что существует 64 возможные комбинации (4 x 4 x 4) трехбуквенных кодонов. В 1966 году Ниренберг расшифровал все кодоны РНК для всех двадцати природных аминокислот.

В разговоре 1967 года Ниренберг охарактеризовал РНК как «робота», цель которого состояла в том, чтобы повиноваться командам ДНК и выполнять жизненные генетические инструкции. «Человек, — подметил Ниренберг, теперь понимает язык цивилизации, которая написала довольно элементарные сообщения в понятной для роботов форме, и через такие тексты общается непосредственно с роботом. Роботы читают и искренне выполняют инструкции».

В 1968 году Ниренберг получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за его работу по «интерпретации генетического кода и его функции в синтезе белка». Он разделил премию с Робертом В. Холли и Харом Гобиндом Кораной.[4]

Нейробиология, 1965—1969[править | править исходный текст]

С 1965 года Ниренберг стал изучать нейробиологию по аналогии с молекулярной биологией. Ниренберг изучал нервные коды, используя концептуальные и экспериментальные научные подходы, которые были успешны в его работе с генетическим кодом. Он искал общие правила кодирования: стремился идентифицировать основные единицы информации, охотился за общей логикой системы и немедленно начал обдумывать, какие биологические системы он мог бы использовать для изучения нейронной сети и её кода.

Ниренберг рассматривал различные аспекты нервного кода больше года, но его размышления никогда не превращались к публикацию.

Исследование нейробластомы, 1967—1976[править | править исходный текст]

Ниренбергское исследование нейробластомы было одним из первых, где нейробиологи использовали тканевые культуры как экспериментальный метод, который сейчас распространен в данной области. Ниренберг мог выращивать специфичные клеточные линии, основываясь на характерных особенностях, таких как, скорость роста нейронов, их чувствительности к морфию, или, каким образом нейроны синтезируют заданный медиатор. Ниренберг совместно с Филиппом Нельсон вырастили большое разнообразие клеточных линий и даже создали банк клеток для хранения разных штаммов.

В начале 1970-х, Ниренберг также использовал нейробластомную систему для изучения влияния морфия на нервную систему. Вместе с Вернером Кли он создал нейробластомную клеточную линию, характеризующуюся необычно высоким процентом морфиновых рецепторов. Ниренберг и Кли обнаружили, что для того, чтобы урегулировать уменьшение количества аденилатциклазы, мозг выделяет ее намного больше обычного. Если убрать стимуляцию морфием, повышенный уровень выделения аденилатциклазы содействует накоплению этого вещества в мозге.[5]

Ниренберг изучал нейробластому более десяти лет. Модельная система дала ему универсальный инструмент для исследования замысловатых особенностей нервной системы. Стоит подчеркнуть, что нейробластомная система позволила Ниренбергу использовать много концептуальных и методичных подходов из биохимии и молекулярной биологии в абсолютно новой области исследований.

От нейробластомы к гомеобоксным генам, 1976—1992[править | править исходный текст]

Исследования Ниренберга, в которых использовались нейробластома и эмбриональные клетки, внесли значительные перспективы для различных биомедицинских направлений. Культуры идентичных клонированных клеток привнесли экспериментальную альтернативу сложной смеси типов клеток, присутствующих в нормальной нервной системе. Еще в 1975 году Ниренберг и его группа использовали эти клетки для разработки методики диагностики и анализа нервно-мышечных расстройств.

Ниренберг создал проект по изучению формирования нейронных синапсов в куриной сетчатке. Он обнаружил, что клеточная сетчатка может быть разобщена (отделена), затем восстановлена, и при этом все равно происходит воссоздание синапсов. Подобно клеткам нейробластомы, клетки сетчатки послужили важной моделью для объяснения процесса формирования синапса. Используя куриную сетчатку, Ниренберг разработали способ проверить предсказание Сперри о том, что существует некая молекулярная топографическая карта, присутствующая в сетчатке. Ниренберг использовал генетически идентичные белки, клонированные в лаборатории, называемые моноклональными антителами. Экспонируя моноклональные антитела для взаимодействия с антигенами из различных частей сетчатки, он показал, что антитела распознают конкретные антигенные молекулы, распределенные в виде уникальной структуры на сетчатке.

Ниренберг опубликовал свои результаты в статье 1981 года в Трудах Национальной академии наук, «Топографический градиент молекул в сетчатке может быть использован для идентификации местоположения нейронов».[6] В дальнейшем Ниренберг выделил молекулу белка, которая узнавалась антителом, и опубликовал результаты в работе 1986 года: «Выделение мембранного белка, распределенного в соответствии с топографическим градиентом в куриной сетчатке».[7]

К 1985 году лаборатория биохимической генетики Ниренберга использовала новый метод для разработки огромных собраний ДНК-последовательностей, известных как ДНК-библиотеки. Это позволило Ниренбергу провести сравнительный анализ генетического состава клеток человека и клеток животных.[8]

Ключевые статьи, такие как «Формирование синапсов гибридными клетками нейробластомы», которая была опубликована в 1983 году, показали, что биологические факторы и факторы среды могут влиять на генную экспрессию в нервной системе. Так Ниренберг перешел к изучению гомеобоксных генов. Для Ниренберга, изучение генов обеспечило существование «экспериментальной системы», которая могла быть использована для определения взаимосвязи между конкретными генами и физическим развитием организма — надежда на то, что знания, полученные из исследования дрозофилы, могут быть применены к людям. Рукописный план доклада исследовательского проекта с 1992 года показывает, что исследования на NK-2 гомеобоксных генах позволили группе Ниренберга «предсказать с высокой степенью уверенности» взаимосвязь между генетическими программами и развитием части центральной нервной системы дрозофилы. Ниренберг предсказал, что «похожая, но слегка измененная стратегия» может быть использована для объяснения формирования нервной системы человека.[9]

Социальная и политическая активность[править | править исходный текст]

Ниренберг защищал понятие специфической ответственности учёных перед обществом. Обращаясь к будущему научного запроса в рукописном примечании в 1966 году, Ниренберг использовал слова известного вирусолога Сальвадора Лурия, чтобы объяснить, что «внедрение науки в человеческие дела налагает на её практиков неизбежную ответственность».

Как защитник социального сознания и экстраординарной ответственности учёных, Ниренберг способствовал различным социальным вопросам и политическим проблемам, часто участвовал в общественных дебатах в пределах научного сообщества. Оценивая этические и моральные значения исследований генетики в передовой статье 1967 года в журнале Science, он отметил, что расширение научных знаний могло скоро привести к «власти человека сформировать его собственную биологическую судьбу. Такая власть может использоваться мудро или неблагоразумно для пользы или вреда человечеству.»[10] В феврале 1998 года он подписал письмо от Американского Общества Цитобиологии президенту Биллу Клинтону и членам американского конгресса, противостоящее клонированию человека до тех пор, пока это явление «несознательное и неосторожно препятствует биомедицине, важной для понимания и возможной профилактики человеческой болезни.» Ниренберг также поддержал заявление в пользу изучения стволовых клеток, подписанное еще восьмьюдесятью лауреатами Нобелевской премии и отданное президенту Джорджу У. Бушу в 2001 году. Далее, символизируя беспокойство о применении научных работ в биомедицине, в апреле 2002 года он присоединился к сорока американским нобелевским лауреатам в поддержку терапевтического клонирования.

В 1997 году, наряду с 148 выдающимися химиками и двумя лауреатами Нобелевской премии, Ниренберг убедил американский Сенат ратифицировать Соглашение о химическом оружии. Он продемонстрировал своё беспокойство о распространении ядерного оружия, когда присоединился к нобелевским лауреатам в письме Биллу Клинтону в 2000 году, выступая против развития программы по антибаллистическим ракетам.

Награды[править | править исходный текст]

Основные труды[править | править исходный текст]

  • «Будет ли общество готово?», август 1967 г.
  • «Расшифровка генетического кода»,1968 г.
  • статья «Локализация рецептора ацетилхолина во время синаптогенеза в сетчатке», 1976 г.
  • Топографический градиент молекул в сетчатке может быть использован для идентификации местоположения нейронов // Труды национальной Академии Наук, 1981 г.
  • «Формирование синапсов гибридными клетками нейробластомы», 1983 г.
  • «Выделение мембранного белка, распределенного в соответствии с топографическим градиентом в куриной сетчатке», 1986 г.
  • «NK-Гомеобоксные гены дрозофилы», 1989 г.

Литература[править | править исходный текст]

  • Ниренберг, Маршалл // В. А. Волков, Е. А. Вонский, Г. И. Кузнецова. Выдающиеся химики мира: Биографический справочник. — М.: Высшая школа, 1991. — С. 320.
  • Ниренберг, Маршалл // Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. — М.: Прогресс, 1992.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. История еврейской общины Орландо
  2. Yahoo! Search — Web Search
  3. www.lenta.ru—Умер расшифровавший генетический код ученый
  4. Nirenberg M., The Genetic Code in Les Prix Nobel in 1968, Nobel Foundation, Stockholm, P.A.Norstedt and So ner, pp. 221—241 (1969)
  5. Vogel, Nirenberg M., Localization of Acetylcholine Receptors During Synaptogenesis in Retina, Proc.Natl.Acad.Sci, USA, 73: 1806—1810 (1976)
  6. Trisler G.D., Schneider M.D., Nirenberg M., A Topographic Gradient of Molecules in Retina can be Used to Identify Neuron Position, Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 78: 2145—2149 (1981)
  7. Moskal J.R., Trisler D., Schneider M.D., Nirenberg M., Purification of a Membrane Protein Distributed in a Topographic Gradient in Chicken Retina, Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 83: 4730-4733 (1986)
  8. Nirenberg M., Wilson S., Higashida H., Rotter A., Krueger K., Busis N., Ray R., Kenimer K., Adler M., Fukui H., Synapse Formation by Neuroblastoma Hybrid Cells in Molecular Neurobiology, The 48th Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology, XLVIII: 707—715 (1983)
  9. Kim Y., Nirenberg M., Drosophila NK-homeobox Genes, Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 86: 7716-7720 (1989)
  10. Nirenberg M., Will Society be Prepared?, Science, 157: 633 (1967)

Национальная Медицинская Библиотека (USA National Library of Medicine) — крупнейшая в мире медицинская библиотека, находящаяся в Мэриленде и принадлежащая Национальному Институту Здоровья. Официальный сайт библиотеки: http://www.nlm.nih.gov/;

Американское онкологическое общество (American Cancer Society) — добровольное общество по борьбе с раком, основанное в 1913 году 15 врачами и бизнесменами Нью-Йорка. Официальный сайт: http://www.cancer.org/research/index;

Сейчас Национальный Институт Диабета, Пишеварительных и Почечных заболеваний (NIDDK) Национального Института Здоровья — организация, занимающаяся исследованиями самых серьезных мировых заболеваний. Институт поддерживает клинические исследования отдельных специализаций фундаментальной науки. Официальный сайт: http://www2.niddk.nih.gov/;

Национальный Институт Здоровья (US National Institute of Health) — учреждение департамента США, включающая 27 институтов и исследовательских центров. Основан в 1887 году в качестве Лаборатории Гигиены. Реорганизован в 1930 году в NIH. Официальный сайт: http://www.nih.gov/;


Ссылки[править | править исходный текст]