Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Нобелевские лауреаты / Премия по физиологии и медицине
Начало сайта / Нобелевские лауреаты / Премия по физиологии и медицине

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Научно-популярные статьи

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Архимед

Законы Паркинсона

Генри Форд. Моя жизнь, мои достижения

Парадокс XX века

Смотри в корень!

Химия вокруг нас

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Препринт

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

НАТАНС (Nathans), Даниел

род. 30 октября 1928 г.

Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1978 г.
совместно с Вернером Арбером и Хамилтоном О. Смитом

 

Американский специалист в области молекулярной биологии Даниел Натанс, последний из девяти детей Сары (Левитан) и Сэмюэла Натанса, евреев-иммигрантов из России, родился в Вилмингтоне (штат Делавэр). В период экономического кризиса дело отца потерпело крах. Среди самых ранних воспоминаний Даниела – нужда, вызванная кризисом, и добрый юмор его родителей перед лицом испытаний.

Начальное образование мальчик получил в публичных школах Вилмингтона, одновременно работая неполный рабочий день после школы или в выходные дни. В 1946 г. он был зачислен в Делавэрский университет, где изучал математику, химию, философию и литературу, завершив обучение в 1950 г. со званием бакалавра. Поступив в этом же году в медицинскую школу Вашингтонского университета в Сент-Луисе, где вели занятия высокопрофессиональные преподаватели, преданные науке, Н. открыл для себя медицину. В одно «прекрасное лето» под влиянием Оливера Лоури, профессора фармакологии, он решил вместо занятий медицинской практикой начать карьеру ученого и преподавателя. После получения в 1954 г. медицинской степени он поступил на работу в Колумбийский пресвитерианский медицинский центр в Нью-Йорке, где наблюдал за больными «опытного клинициста и ученого-медика» профессора Роберта Лоеба. С 1955 по 1957 г. Н. был сотрудником клиники Национального института рака (НИР) в Национальном институте здравоохранения в Бетесде (штат Мэриленд). Там он изучал биосинтез белка, в частности миеломного, который синтезируется злокачественными плазматическими клетками при миеломной болезни. Возвратившись в Колумбийский пресвитерианский медицинский центр, он в течение двух лет снова стажировался у Лоеба. С 1959 по 1962 г. он был приглашенным исследователем в лаборатории Фрица Липмана в Рокфеллеровском институте медицинских исследований (в настоящее время Рокфеллеровский университет) в Нью-Йорке. В этом университете Н. продолжал изучение биосинтеза белка и идентифицировал некоторые бактериальные факторы, ускоряющие включение аминокислот – строительных блоков белка – в белковые молекулы. Работая со специалистом в области молекулярной генетики Нортоном Зиндером, он изучал роль рибонуклеиновой кислоты (РНК) бактериофагов в синтезе белков бактериофагов в пробирке, содержащей клеточный экстракт.

Генетика и жизненный цикл бактериофага были определены в 40-х и 50-х гг. Бактериофаги (вирусы, инфицирующие бактериальные клетки) принадлежат к простейшим формам жизни и состоят из внутренней центрально расположенной нуклеиновой кислоты и наружной белковой оболочки. После проникновения в бактериальную клетку бактериофаг может продолжать развитие потенциальными путями. Во-первых, он может использовать биохимический аппарат бактериальной клетки и высвобождать новые фаговые частицы, вызывая разрушение клетки. Во-вторых, возможно включение его в генетическую структуру клетки, или дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) (в этом случае бактериофаг называется профагом), и дальнейшая передача дочерним клеткам во время деления бактериальной клетки. В-третьих, ферментная система бактериофага может распадаться на составные части под влиянием бактериальных ферментов – феномен, известный под названием «индуцированная клеткой-хозяином вариация», или «рестрикция-модификация».

Рестрикация-модификация осуществляется парой ферментов бактериальной клетки, рестрикционной эндонуклеазой и метилазой. Рестрикционная эндонуклеаза определяет специфическую нуклеотидную последовательность ДНК бактериофага и расщепляет, или разрезает, ДНК фага на отдельные части. В это же время метилаза узнает идентичные последовательности нуклеотидов в ДНК клетки-хозяина, метилирует ее и таким образом защищает от ферментативного расщепления своей собственной эндонуклеазой. (Метилирование включает добавление метильной группы, состоящей из атома углерода и трех атомов водорода, к молекуле ДНК.)

В 1960 г. Вернер Арбер из Женевского университета в Швейцарии выдвинул гипотезу, что системы рестрикции-модификации являются основными характеристиками бактерий. Арбер также обнаружил рестрикционную эндонуклеазу в кишечной бактерии Escherichia coli. Однако эндонуклеаза Арбера разрезала фаговую ДНК в неспецифических участках. Он назвал ее эндонуклеазой I типа и предсказал, что сайт-специфические рестрикционные эндонуклеазы будут обнаружены в других бактериальных системах и окажутся полезными для анализа точной генетической структуры молекул ДНК.

В 1962 г. Н. становится помощником профессора микробиологии и руководителем генетического отдела в медицинской школе Джонса Хопкинса. К 1965 г. он достигает положения адъюнкт-профессора, а двумя годами позже – полного профессора. На протяжении этого периода Н. продолжает изучение репликации бактериофагов в экспериментальных системах, в частности регуляции процесса репликации и расположения генов в молекулах ДНК и РНК.

В середине 60-х гг. Н. читает лекции студентам по вирусам животных, которые схожи с бактериофагами, за исключением того, что они инфицируют клетки животных. Вирусы животных могут быть инфекционными или онкогенными, т.е. вызывающими развитие опухоли. При более детальном изучении подобных вирусов Н. особенно заинтересовался вирусом-40 обезьян, который вызывает образование опухолей у обезьян, и сконцентрировал свое внимание на анализе локализации и функционирования генов ДНК этого вируса, продолжая совершенствовать свои знания по генетике вирусов животных.

В письме к Н., написанном в 1969 г., когда тот, будучи стипендиатом Американского ракового общества, работал в Вейцмановском институте в Реховоте (Израиль), Хамилтон О. Смит, коллега по Институту Джонса Хопкинса, сообщил о выделении и очистке сайт-специфической рестрикционной эндонуклеазы в бактерии Haemophilus influenzae. Этот факт явился для Н. поводом для рассмотрения возможности использования ферментов рестрикции для расщепления и анализа генома (полного набоpa врожденных признаков) ДНК онкогенных вирусов. По возвращении в Институт Джонса Хопкинса тем же летом Н. в течение нескольких месяцев изучал генетическую структуру ДНК вируса-40 обезьян, используя эндонуклеазу Смита и иную, обнаруженную другим исследователем.

ДНК вируса обезьян является подходящим объектом для исследования, поскольку мала, состоит только из 5 тыс. нуклеотидов (одного из компонентов, на которые под влиянием нуклеазы распадается нуклеиновая кислота) и включает несколько генов. Н. и его коллеги впервые расщепили молекулу ДНК двумя эндонуклеазами, идентифицировали отдельные части и создали карту мест расщепления. Затем они установили соответствие локализации и функции специфических генов и разработали первую детальную генетическую карту молекулы ДНК, включая сайты (участки) начала и окончания процесса репликации. (Поскольку молекула ДНК вируса обезьян располагается циркулярно, репликация происходит в двух направлениях вокруг циркулярной ДНК и заканчивается на 180° от сайта начала репликации.) Ученые также определили нуклеотидную матрицу для информационной РНК и локализацию генов, направляющих синтез белков оболочки вируса, используя отобранные мутантные линии обезьяньей ДНК для анализа локализации некоторых генов и их функций. Разработанные Н. методы анализа генетической структуры позднее были использованы для генетического картирования более сложных молекул ДНК, а также для разработки методов рекомбинации ДНК с целью создания бактериальных «фабрик», синтезирующих необходимые для медицины препараты, такие, как инсулин и гормоны роста.

Н. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1978 г. с Арбером и Смитом за «открытие ферментов рестрикации и методов их использования для изысканий в молекулярной генетике». В Нобелевской лекции Н. описал исследования вируса-40 обезьян. «Со временем, – заключил он, – станет возможным понимание основных регуляторных механизмов, используемых клетками растений и животных, и в конечном счете осознание некоторых сложных генетических программ, управляющих ростом, развитием и специализированными функциями высших организмов, включая человека».

С 1980 г. Н. – профессор молекулярной биологии и генетики в медицинской школе Джонса Хопкинса, а также старший исследователь в медицинском институте Говарда Хуга.

В 1956 г. Н. женился на Джоане Комберг; у них родились три сына. «Мои исследования волнуют меня, как всегда, – сказал Н. – У меня талантливые студенты, что вызывает чувство огромного удовлетворения, и я ожидаю от них больших успехов в будущем».

В числе наград Н. – премия по молекулярной биологии Национальной академии наук (1976). Он – член Американской академии наук и искусств.

 

Ранее опубликовано:

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Перевод на русский язык с дополнениями, издательство «Прогресс», 1992.

Дата публикации:

4 мая 2001 года

Электронная версия:

© НиТ. Лауреаты Нобелевской премии, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2016
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика