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

Безумные идеи

Как люди научились летать

Механизм ответственной власти

Популярная библиотека химических элементов

Приключения великих уравнений

Яды – вчера и сегодня

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

СМИТ (Smith), Хамилтон

род. 23 августа 1931 г.

Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1978 г.
совместно с Вернером Арбером и Даниелом Натансом

 

Американский специалист по молекулярной биологии и генетик Хамилтон Отанел Смит родился в Нью-Йорке, в семье Банни Смит (Отанел) и Томми Харки Смита; кроме Хамилтона, в семье был еще один ребенок. Его отец преподавал в Нью-Йорке педагогику студентам Колумбийского университета в летние месяцы. Остальное время года семья проводила в Гейнсвиле (штат Флорида), где отец С. занимал должность ассистент-профессора педагогики в университете штата Флорида. В 1937 г. Смит-старший, получив докторскую степень, перешел на преподавательскую работу в Иллинойский университет и семья переехала в Урбану.

Во время учебы в государственной школе в Урбане С. занимался легкой атлетикой и интересовался химией и электроникой. Он проводил многие часы в химической лаборатории, которую он и его брат оснастили оборудованием, купленным на заработанные ими деньги. В 1948 г., закончив всего за три года среднюю университетскую школу, С. поступил в Иллинойский университет, чтобы получить математическое образование. В 1950 г. он перешел в Калифорнийский университет в Беркли для изучения биологии. Здесь С. впервые начал заниматься клеточной физиологией, биохимией и биологией – предметами, вызывавшими у него большой интерес.

В 1952 г. С. получил степень бакалавра в Беркли и поступил в медицинский колледж Джонса Хопкинса. В этом колледже он проходил обычный курс обучения, и у него было мало возможности заниматься исследовательской работой. Спустя четыре года он получил медицинский диплом, после чего в течение года работал интерном в больнице Барнса Вашингтонского университета в Сент-Луисе. В этом же году он женился на Элизабет Энн Болтун, обучавшейся профессии медицинской сестры. В семье у них родились четыре сына и дочь. В 1957 г. С. был призван в военно-морские силы Соединенных Штатов и два года служил в качестве старшего офицера медицинской службы в Сан-Диего (штат Калифорния). В это же время он начал на досуге читать литературу по генетике.

После демобилизации С. с 1960 по 1962 г. стажировался в больнице Генри Форда в Детройте (штат Мичиган). В свободное время он продолжал изучать литературу по генетике, и в частности по генетике бактерий, и биохимии нуклеиновых кислот. В 1962 г. он поступил в докторантуру в Национальном институте здоровья и начал изучать генетику бактериофагов и механизмов функционирования профагов в отделе генетики человека Мичиганского университета. Особый интерес у него вызывали процессы разрушения бактериальных клеток. частицами бактериофагов.

Бактериофаги – вирусы, поражающие бактериальные клетки, это простейшие формы жизни, включающие внутреннее ядро, состоящее из нуклеиновых кислот, и наружную белковую оболочку. Когда бактериофаг проникает в бактериальную клетку, он может начать размножаться и вызвать ее разрушение в результате высвобождения новых частиц бактериофага. Кроме того, он может внедряться в генетическую структуру бактериальной клетки, образованную дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) – в этом случае он называется профагом, – и передаваться дочерним клеткам в процессе деления. Наконец, бактериофаг может быть расщеплен и инактивирован ферментативными системами бактериальной клетки; это явление называется рестрикцией-модификацией, контролируемой клеткой-хозяином.

Рестрикция-модификация происходит под действием двух ферментов бактериальной клетки – рестрикционной эндонуклеазы и метилазы. Рестрикционная эндонуклеаза распознает специфическую последовательность нуклеатидных оснований в ДНК бактериофага и расщепляет эту ДНК на несколько фрагментов. Метилаза же распознает идентичную последовательность в бактериальной ДНК (или ДНК клетки-хозяина), метилирует ее и тем самым предохраняет против ферментативного расщепления собственной эндонуклеазой. (Метилирование – это присоединение к молекуле ДНК метиловой группировки, состоящей из одного атома углерода и трех атомов водорода.)

Вернер Арбер, работавший в 60-х гг. в Женевском университете, предположил, что эта система из двух ферментов свойственна всем бактериальным клеткам. Он назвал ее системой рестрикции-модификации, поскольку под ее влиянием происходит рестрикция бактериофагов и модификация клетки-хозяина. Кроме того, Арбер обнаружил рестрикционную эндонуклеазу в бактерии Escherichia coli, обитающей в толстой кишке; эта эндонуклеаза расщепляет ДНК фага в случайных, или неспецифических, участках. Она была названа эндонуклеазой типа I. Арбер предсказал, что у других бактерий должны быть найдены рестрикционные эндонуклеазы типа II, расщепляющие ДНК фага в специфических участках, и что эти эндонуклеазы смогут оказаться полезными для определения генной структуры молекул ДНК.

Проработав два года в Мичиганском университете, С. получил должность научного сотрудника в отделе микробиологии колледжа Джонса Хопкинса. Здесь он изучал ферментативные механизмы систем рестрикции-модификации, которые ранее исследовал совместно с Арбером в течение года в Женеве.

Вернувшись в 1967 г. в колледж Джонса Хопкинса, С. получил должность ассистент-профессора микробиологии, а спустя два года – адъюнкт-профессора. К этому времени С. и его коллеги провели ряд важных опытов по изучению ферментов системы рестрикции-модификации на бактериях Haemophilis influenzae. Выделив и очистив рестрикционную эндонуклеазу типа II, С. и его сотрудники впервые идентифицировали специфичную, т.е. действующую на определенные участки, эндонуклеазу. Кроме того, они установили специфическую нуклеотидную последовательность ДНК, которую распознает этот фермент, и тот участок, на который он действует. С тех пор было обнаружено множество специфичных ферментативных систем типа П. По мере того как число идентифицированных систем рестрикции-модификации возрастало, становилось возможным, как и предсказывал Арбер, анализировать генную структуру молекул ДНК. Вскоре после того, как С. выделил в чистом виде рестрикционную эндонуклеазу Н. influenzae, один из его коллег по колледжу Джонса Хопкинса Даниел Натане, используя открытую С. рестрикционную эндонуклеазу и другой фермент, установил точную локализацию и функцию генов ДНК вируса-40 обезьян.

Исследования рестрикционных ферментов С., Арбером и Натансом сделали возможным провести подобный анализ химического строения генов. Это открыло большие перспективы в изучении высших организмов. Благодаря этим работам ученые в настоящее время получили возможность заняться важнейшей проблемой дифференциации клеток. В 1973 г. С. получил звание полного профессора микробиологии в колледже Джонса Хопкинса. В 1975 г. он стал членом совета общества Гуттенхейма в Институте молекулярной биологии Цюрихского университета в Швейцарии, где работал в течение года.

В 1978 г. С. совместно с Арбером и Натансом был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за «открытие рестрикционных ферментов и их использование для решения проблем молекулярной генетики». В поздравительной речи исследователь из Каролинского института Петер Рейхард сказал: «Работы лауреатов этого года открывают новую эру в генетике». Он подчеркнул, что достижения С. заключаются в том, что он проверил гипотезу Арбера о рестрикционных ферментах. «Он выделил в чистом виде один из рестрикционных ферментов и показал, что этот фермент может расщеплять чужеродную ДНК. Сегодня известно, наверное, около 100 таких ферментов. Все они расщепляют ДНК, причем каждый в разном участке. С их помощью, – продолжил Рейхард, – эти гигантские молекулы могут быть разделены на строго определенные фрагменты, которые в дальнейшем можно использовать для структурных исследований или генетических экспериментов».

В 1981 г. С. получил должность профессора молекулярной биологии и генетики колледжа Джонса Хопкинса и с тех пор продолжает исследовать ферментативные механизмы систем рестрикции-модификации, в частности пространственные (трехмерные) механизмы молекулярного взаимодействия между ДНК и эндонуклеазой.

В свободное от преподавания и научной работы время С. любит играть на фортепиано и слушать классическую музыку. Он страстный поклонник пианиста Артура Рубинштейна. С. – член Национальной академии наук США, Американского микробиологического общества, Американского общества биохимиков и Американской ассоциации содействия развитию науки; кроме того, он является членом-корреспондентом 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