НИРЕНБЕРГ, МАРШАЛЛ УОРРЕН

НИРЕНБЕРГ, МАРШАЛЛ УОРРЕН (Nirenberg, Marshall Warren) (1927–2010), американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, (совместно с Робертом У.Холли и Харом Гобиндом Корана), 1968.

Родился 10 апреля 1927 в Нью-Йорке. В 1939 семья переехала в Орландо, штат Флорида. С раннего детства мальчик интересовался зоологией, поэтому после окончания школы поступил в Университет Флориды в Гейнсвилле на факультет зоологии. В 1948 получил степень бакалавра, а в 1952 – магистра зоологии. Магистерская диссертация посвящена экологии и классификации майской мухи (Trichoptera). Приблизительно в это же время он проявил интерес к биохимии и решил продолжить образование в университете Энн Эрбор (штат Мичиган). В 1957 стал доктором биохимии.

Тема докторской диссертации, написанной под руководством доктора Джемса Хогга, – возможность расщепления гексозы (гексоза – моносахарид, молекулы которых содержат 6 атомов углерода; к ним относятся глюкоза, фруктоза, галактоза) в асцитных раковых клетках (асцит – водянка живота).

С 1957 по 1959 получил постдокторальную стипендию Американского ракового общества, позволившую пройти стажировку в лаборатории Де Витта Стеттена-младшего и Уильяма Джакоби в Национальном Институте здоровья.

В 1960 получил субсидию Национального совета по здравоохранению США на проведение исследований по биохимии в Национальном Институте здоровья, в отделе метаболизма энзимов, возглавляемом в то время доктором Гордоном Томпкинсом. Он продолжил начатые еще в 1959 исследования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), рибонуклеиновой кислоты (РНК) и протеина.

Нуклеиновые кислоты были открыты еще в конце XIX в., а в первой половине XX в. удалось выделить две основные нуклеиновые кислоты: рибонуклеиновую кислоту (РНК) и дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК).

В 1953 удалось определить двойную спиральную структуру ДНК. Была построена пространственная модель молекулы ДНК. Спираль ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, соединенных парами оснований. Последовательность соединения оснований и формирует генетический код ДНК.

В свою очередь РНК тоже состоит из нуклеотидов. Существуют три вида РНК: информационная, рибосомальная и транспортная. Задача информационной РНК – скопировать генетический код с ДНК в ядре клетки и перенести скопированный генетический код к рибосомам для синтеза белка. Задача транспортной РНК транспортировка аминокислот к рибосомам, причем захват определенной аминокислоты происходит в соответствии с нуклеотидным кодом транспортной РНК.

К моменту начала исследований Ниренбергу уже удалось выделить и очистить ферменты, ответственные за биосинтез ДНК и РНК.

В 1962 Ниренберг возглавил отдел биохимической генетики в Национальном институте здоровья и немедленно приступил к серии экспериментов, направленных на расшифровку генетического кода.

Сотрудникам отдела удалось синтезировать молекулу РНК, содержащую только урацил (урацил – пиримидиновое основание; содержится во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот), и установить, синтез какого белка вызывает полиурацил (молекула РНК, содержащая урацил). Было известно, что ДНК содержит 4 азотистых основания, а генетический код образуется из триплетов азотистых оснований (триплет – комбинация из трех последовательно расположенных нуклеотидов в молекуле нуклеиновой кислоты). Группе под руководством Ниренберга удалось синтезировать все возможные триплетные последовательности (64). Таким образом были расшифрованы коды триплетов азотистых оснований для всех 20 аминокислот.

Выяснилось, что нет четкого соответствия: один триплет – одна аминокислота; оказалось, что некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами. Более того, ученым удалось выделить триплеты, не кодирующие ни одну из известных аминокислот. После проведения дополнительной серии экспериментов удалось выяснить роль таких триплетов: именно эти триплеты сигнализировали об окончании процесса биосинтеза в клетках. Кроме этого, Ниренберг и его коллеги определили последовательность азотистых оснований в каждом триплете.

Трудно переоценить важность сделанного открытия: расшифровка генетического кода открывала огромные возможности по изучению наследственных заболеваний и поиску методов их лечения.

Опираясь на сделанные Ниренбергом открытия, Роберт Холли и Хар Гобинд Корана определили нуклеотидную последовательность РНК.

В 1968 Ниренберг, Холли и Корана получили Нобелевскую премию «за расшифровку генетического кода и его функции в синтезе белков»

Среди наград: премия по молекулярной биологии (Национальная Академии наук США, 1962), премия Пауля Льюиса по химии ферментов (Американское химическое общество, 1964), Национальная медаль науки (Научно-исследовательское общество, 1966), премия Хильдербранда, (1967); премия Шарля Леопольда Мейера (Французская академия наук, 1967), премия Джозефа Пристли (1968), медаль Франклина (1968), премия Луизы Горвитц (Колумбийский университет, 1968), премия Ласкера, которую он разделил с Харом Гобиндом Корана (1968).

Почетный доктор университета в Мичигане, Йельского университета, университета Чикаго, университета в Виндзоре (штат Онтарио) и Гарвардского университета. Член Американской Академии искусства и науки и Национальной Академии наук.

Умер 15 января 2010 в Нью-Йорке.

Сочинения: The Genetic Code «Scientific American», 1963; RNA Code and Protein Synthesis «Cold Spring Symposium on Quantitative Biology», 1966.

Ирина Шанина