Маршалл Ниренберг 1968

После получения в 1948 г. степени бакалавра в Университете Флориды Н. приступил к завершению обучения в отделе биологии. В качестве научного сотрудника он провел год в лаборатории питания и написал диссертацию по таксономии и экологии майской мухи (типичного насекомого Флориды) на соискание ученой степени магистра. В 1952 г. ему была присвоена степень магистра по биологии. После перехода в Мичиганский университет в Энн-Арборе Н. изучал биохимию как преподаватель-стажер. В 1957 г. он получил степень доктора биохимии, защитив диссертацию, посвященную утилизации гексозы (моносахарида, содержащего в своей молекуле 6 атомов углерода) раковыми клетками.
В этом же году Н. была вручена постдокторская стипендия Американского общества рака для обучения в Институте артрита и болезней обмена веществ Национального института здравоохранения (НИЗ) в Бетесде (штат Мэриленд) под руководством Дэвита Стэта. А через два года он получил субсидию Национального совета здравоохранения США, позволившую ему изучать биохимию веществ, контролирующих биосинтез белка. В 1960 г. Н. стал научным сотрудником по биохимии в отделе метаболизма ферментов Института артрита и болезней обмена веществ, где впервые начал работу по расшифровке генетического кода.
Генетика как наука зародилась в 1866 г., после публикации результатов исследований Грегора Менделя о наследовании окраски цветков у садового гороха. Мендель высказал мысль, что «элементы», называемые в настоящее время генами, осуществляют наследование физических свойств организма. В 1869 г. швейцарский биохимик Фридрих Мишер открыл нуклеиновые кислоты, но лишь в первой половине XX в. были выяснены их биохимические свойства. Существует два вида нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Гены состоят из участков молекулы ДНК, которая направляет синтез клеточных белков, ферментов и коферментов. Ферменты представляют собой белки, выполняющие роль катализатора биохимических реакций в клетке; коферменты же необходимы для обеспечения активности ферментов.
Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон определили химическую структуру ДНК, показав в 1953 г., что молекула имеет форму двойной спирали наподобие винтовой лестницы. Каждая цепь ДНК является цепью нуклеотидов, состоящих из дезоксирибозы (моносахарид), азотистого основания и молекулы фосфата. Молекулы фосфата связывают нуклеотиды вдоль всей цепи. Две цепи ДНК соединяются внутри парами азотистых оснований по типу «перекладин лестницы». ДНК содержит четыре азотистых основания: аденин, тимин, гуанин и цитозин. Молекула аденина в цепи ДНК всегда находится в паре с молекулой тимина другой цепи ДНК; аналогично молекула гуанина всегда связана с молекулой цитозина. Таким образом, две цепи ДНК комплементарны, и репликацию ДНК можно представить следующим образом: две цепи отделяются друг от друга и параллельно каждой из них синтезируется новая нуклеотидная цепь. Последовательность азотистых оснований в ДНК составляет генетический код, т.е. триплет нуклеотидов кодирует генетические инструкции по включению одной аминокислоты в молекулу белка. (Белки образованы из аминокислот, связанных в цепи.) Ген содержит инструкции по биосинтезу целой белковой молекулы.
Молекулы РНК, которые также образованы нуклеотидными цепями, снимают копию с генетического кода ДНК в ядре клетки и переносят ее в цитоплазму к рибосомам, где формируются молекулы белка. РНК также отвечает за перенос аминокислот к месту синтеза белка, обеспечивая таким образом их соединение в надлежащей последовательности.
Незадолго до начала исследований Н. по биохимии нуклеиновых кислот в НИЗ были выделены и очищены ферменты, ответственные за биосинтез ДНК и РНК. В начале 60-х гг. Н. и его коллеги провели важную серию экспериментов, которые позволили им расшифровать генетический код. Сначала они синтезировали полиурацил, молекулу РНК, которая содержит только урацил (РНК в отличие от ДНК содержит урацил вместо тимина). Затем исследователи поместили полиурацил в бесклеточную экспериментальную систему, образованную осторожным размельчением бактерий, способствующим получению смеси аминокислот, РНК, рибосом, необходимых ферментов и других веществ. Полиурациловая РНК направляла синтез молекулы белка, состоящего из цепочки молекул аминокислоты фенилаланина. Следовательно, код для фенилаланина представлял собой триплет урацил-урацил-урацил (т.к. урацил является единственным азотистым основанием в полиурациле), или УУУ. Поскольку ДНК содержит 4 азотистых основания, а генетический код образуется из триплетов азотистых оснований, то существует 64(4 х 4 х 4) возможные триплетные комбинации для ДНК. Н. и его коллегам удалось синтезировать все возможные триплетные последовательности, повторив бесклеточные эксперименты с каждой из них и открыв таким путем коды триплетов азотистых оснований для всех 20 аминокислот. Некоторые из аминокислот кодируются более чем одним триплетом, а некоторые триплеты известны как «бессмысленные», т.к. они не кодируют ни одну аминокислоту. Н. обнаружил, что «бессмысленные триплеты», как точка в предложении, могут сигнализировать об окончании процесса биосинтеза в клетке. Он и его коллеги провели позднее дополнительные эксперименты, чтобы определить последовательность азотистых оснований в каждом триплете.
Генетический код контролирует не только образование всех белков, необходимых организму для поддержания своего существования, но также и передачу наследственных признаков. Расшифровав код, Н. предоставил сведения, которые со временем могут дать возможность ученым контролировать наследственность и устранять заболевания, вызванные генетическими дефектами.
В 1968 г. Н. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Робертом У. Холлы и Харом Гобиндом Кораной, которая была присуждена им «за расшифровку генетического кода и его функционирования в синтезе белков». В Нобелевской лекции Н. сказал: «Передача информации от нуклеиновой кислоты к белковому синтезу происходит последовательно, в соответствии с систематическим кодом по относительно простым правилам. Каждая единица нуклеиновой кислоты определяет вид отобранных молекул, их положение относительно предыдущей отобранной молекулы и время события относительно предыдущего. Таким образом, нуклеиновая кислота функционирует одновременно как матрица для других молекул и как биологические часы».
После того как генетический код был разгадан, Н. обратил внимание на клеточные механизмы контроля, надеясь понять, почему определенный набор биохимических реакций происходит именно в данной клетке. Его также интересовало, как различные типы клеток, такие, как нервные и мышечные, дифференцируются в ходе эмбрионального развития или в случае опасности в окружающей среде. Его работа дала основание предположить, что генетический код млекопитающих существует несколько биллионов лет и что он одинаков у всех видов.
С 1966 г. Н. – главный биохимик в генетической лаборатории Национального института сердца, легких и крови. Он и его жена, урожденная Перола Зальцман, биохимик, с которой он вступил в брак в 1961 г., живут в Бетесде (штат Мэриленд).
Многочисленные награды Н. включают Национальную медаль науки Национального научного общества (1965), медаль Франклина Франклиновского института распространения технических знаний (1968), медаль Пристли Американского химического общества (1968) и награду Луизы Гросс-Хорвиц Колумбийского университета (1968). Он – член Национальной академии наук, Американского химического общества, Биофизического общества и Общества эволюционной биологии; имеет почетные степени университетов Мичигана, Чикаго, Виндзора, Йельского университета, Университета им. Джорджа Вашингтона и Вейцмановского института (Израиль).
Список лауреатов
2016 – Ёсинори Осуми
2015 – Уильям Кэмпбелл | Сатоши Омура | Юю Ту
2014 – Джон О'Киф | Мэй-Бритт Мозер | Эдвард Мозер
2013 – Джеймс Ротман | Рэнди Шекман | Томас Зюдхоф
2012 – Синъя Яманака | Джон Гёрдон
2011 – Жюль Хоффман | Брюс Бойтлер | Ральф Стейнмен
2010 – Роберт Эдвардс
2009 – Элизабет Блэкбёрн | Кэрол Грейдер | Джек Шостак
2008 – Харальд цур Хаузен | Франсуаза Барре-Синусси | Люк Монтанье
2007 – Марио Капеччи | Мартин Эванс | Оливер Смитис
2006 – Эндрю Файер | Крейг Мелло
2005 – Барри Маршалл | Робин Уоррен
2004 – Ричард Эксел | Линда Бак
2003 – Пол Лотербур | Питер Мэнсфилд
2002 – Сидней Бреннер | Роберт Хорвиц | Джон Салстон
2001 – Леланд Хартвелл | Тимоти Хант | Пол Нерс
2000 – Арвид Карлссон | Пол Грингард | Эрик Кандел
1999 – Гюнтер Блобель
1998 – Роберт Ферчготт | Луис Игнарро | Ферид Мурад
1997 – Стенли Прузинер
1996 – Питер Доэрти | Рольф Цинкернагель
1995 – Эдвард Льюис | Кристиана Нюсляйн-Фольхард | Эрик Вишаус
1994 – Алфред Гилмэн | Мартин Родбелл
1993 – Ричард Робертс | Филлип Шарп
1992 – Эдмонд Фишер | Эдвин Кребс
1991 – Эрвин Неэр | Берт Сакманн
1990 – Джозеф Мюррей | Эдуард Томас
1989 – Джон Бишоп | Харолд Вармус
1988 – Джеймс Блэк | Гертруда Элайон | Джордж Хитчингс
1987 – Судзуми Тонегава
1986 – Стенли Коэн | Рита Леви-Монтальчини
1985 – Майкл Браун | Джозеф Голдштейн
1984 – Нильс Йерне | Георг Кёлер | Сезар Мильштейн
1983 – Барбара Мак-Клинток
1982 – Суне Бергстрём | Бенгт Самуэльсон | Джон Вейн
1981 – Роджер Сперри | Дэвид Хьюбел | Торстен Визел
1980 – Барух Бенасерраф | Жан Доссе | Джордж Снелл
1979 – Аллан Кормак | Годфри Хаунсфилд
1978 – Вернер Арбер | Дениэл Натанс | Хемилтон Смит
1977 – Роже Гиймен | Эндрю Шалли | Розалин Ялоу
1976 – Барух Бламберг | Карлтон Гайдузек
1975 – Дэвид Балтимор | Ренато Дульбекко | Хоуард Темин
1974 – Альбер Клод | Кристиан Де Дюв | Джордж Паладе
1973 – Карл Фриш | Конрад Лоренц | Николаас Тинберген
1972 – Джералд Эделмен | Родни Портер
1971 – Эрл Сазерленд
1970 – Бернард Кац | Ульф Эйлер | Джулиус Аксельрод
1969 – Макс Дельбрюк | Алфред Херши | Сальвадор Лурия
1968 – Роберт Холли | Хар Корана | Маршалл Ниренберг
1967 – Рагнар Гранит | Холден Хартлайн | Джордж Уолд
1966 – Пейтон Роус | Чарлз Хаггинс
1965 – Франсуа Жакоб | Андре Львов | Жак Моно
1964 – Конрад Блох | Феодор Линен
1963 – Джон Эклс | Алан Ходжкин | Эндрю Хаксли
1962 – Фрэнсис Крик | Джеймс Уотсон | Морис Уилкинс
1961 – Дьёрдь Бекеши
1960 – Фрэнк Бёрнет | Питер Медавар
1959 – Северо Очоа | Артур Корнберг
1958 – Джордж Бидл | Эдуард Тэйтум | Джошуа Ледерберг
1957 – Даниеле Бове
1956 – Андре Курнан | Вернер Форсман | Дикинсон Ричардс
1955 – Хуго Теорелль
1954 – Джон Эндерс | Томас Уэллер | Фредерик Роббинс
1953 – Ханс Кребс | Фриц Липман
1952 – Зельман Ваксман
1951 – Макс Тейлер
1950 – Эдуард Кендалл | Тадеуш Рейхштейн | Филип Хенч
1949 – Вальтер Гесс | Эгаш Муниш
1948 – Пауль Мюллер
1947 – Карл Кори | Герти Кори | Бернардо Усай
1946 – Герман Мёллер
1945 – Александер Флеминг | Эрнст Чейн | Ховард Флори
1944 – Джозеф Эрлангер | Герберт Гассер
1943 – Хенрик Дам | Эдуард Дойзи
1939 – Герхард Домагк
1938 – Корней Хейманс
1937 – Альберт Сент-Дьёрди
1936 – Генри Дейл | Отто Лёви
1935 – Ханс Шпеман
1934 – Джордж Уипл | Джордж Майнот | Уильям Мёрфи
1933 – Томас Морган
1932 – Чарлз Шеррингтон | Эдгар Эдриан
1931 – Отто Варбург
1930 – Карл Ландштейнер
1929 – Христиан Эйкман | Фредерик Хопкинс
1928 – Шарль Николь
1927 – Юлиус Вагнер-Яурегг
1926 – Йоханнес Фибигер
1924 – Виллем Эйнтховен
1923 – Фредерик Бантинг | Джон Маклеод
1922 – Арчибалд Хилл | Отто Мейергоф
1920 – Август Крог
1919 – Жюль Борде
1914 – Роберт Барани
1913 – Шарль Рише
1912 – Алексис Каррель
1911 – Альвар Гульстранд
1910 – Альбрехт Коссель
1909 – Эмиль Кохер
1908 – Илья Мечников | Пауль Эрлих
1907 – Альфонс Лаверан
1906 – Камилло Гольджи | Сантьяго Рамон-и-Кахаль
1905 – Роберт Кох
1904 – Иван Павлов
1903 – Нильс Финзен
1902 – Рональд Росс
1901 – Эмиль Беринг
2015 – Уильям Кэмпбелл | Сатоши Омура | Юю Ту
2014 – Джон О'Киф | Мэй-Бритт Мозер | Эдвард Мозер
2013 – Джеймс Ротман | Рэнди Шекман | Томас Зюдхоф
2012 – Синъя Яманака | Джон Гёрдон
2011 – Жюль Хоффман | Брюс Бойтлер | Ральф Стейнмен
2010 – Роберт Эдвардс
2009 – Элизабет Блэкбёрн | Кэрол Грейдер | Джек Шостак
2008 – Харальд цур Хаузен | Франсуаза Барре-Синусси | Люк Монтанье
2007 – Марио Капеччи | Мартин Эванс | Оливер Смитис
2006 – Эндрю Файер | Крейг Мелло
2005 – Барри Маршалл | Робин Уоррен
2004 – Ричард Эксел | Линда Бак
2003 – Пол Лотербур | Питер Мэнсфилд
2002 – Сидней Бреннер | Роберт Хорвиц | Джон Салстон
2001 – Леланд Хартвелл | Тимоти Хант | Пол Нерс
2000 – Арвид Карлссон | Пол Грингард | Эрик Кандел
1999 – Гюнтер Блобель
1998 – Роберт Ферчготт | Луис Игнарро | Ферид Мурад
1997 – Стенли Прузинер
1996 – Питер Доэрти | Рольф Цинкернагель
1995 – Эдвард Льюис | Кристиана Нюсляйн-Фольхард | Эрик Вишаус
1994 – Алфред Гилмэн | Мартин Родбелл
1993 – Ричард Робертс | Филлип Шарп
1992 – Эдмонд Фишер | Эдвин Кребс
1991 – Эрвин Неэр | Берт Сакманн
1990 – Джозеф Мюррей | Эдуард Томас
1989 – Джон Бишоп | Харолд Вармус
1988 – Джеймс Блэк | Гертруда Элайон | Джордж Хитчингс
1987 – Судзуми Тонегава
1986 – Стенли Коэн | Рита Леви-Монтальчини
1985 – Майкл Браун | Джозеф Голдштейн
1984 – Нильс Йерне | Георг Кёлер | Сезар Мильштейн
1983 – Барбара Мак-Клинток
1982 – Суне Бергстрём | Бенгт Самуэльсон | Джон Вейн
1981 – Роджер Сперри | Дэвид Хьюбел | Торстен Визел
1980 – Барух Бенасерраф | Жан Доссе | Джордж Снелл
1979 – Аллан Кормак | Годфри Хаунсфилд
1978 – Вернер Арбер | Дениэл Натанс | Хемилтон Смит
1977 – Роже Гиймен | Эндрю Шалли | Розалин Ялоу
1976 – Барух Бламберг | Карлтон Гайдузек
1975 – Дэвид Балтимор | Ренато Дульбекко | Хоуард Темин
1974 – Альбер Клод | Кристиан Де Дюв | Джордж Паладе
1973 – Карл Фриш | Конрад Лоренц | Николаас Тинберген
1972 – Джералд Эделмен | Родни Портер
1971 – Эрл Сазерленд
1970 – Бернард Кац | Ульф Эйлер | Джулиус Аксельрод
1969 – Макс Дельбрюк | Алфред Херши | Сальвадор Лурия
1968 – Роберт Холли | Хар Корана | Маршалл Ниренберг
1967 – Рагнар Гранит | Холден Хартлайн | Джордж Уолд
1966 – Пейтон Роус | Чарлз Хаггинс
1965 – Франсуа Жакоб | Андре Львов | Жак Моно
1964 – Конрад Блох | Феодор Линен
1963 – Джон Эклс | Алан Ходжкин | Эндрю Хаксли
1962 – Фрэнсис Крик | Джеймс Уотсон | Морис Уилкинс
1961 – Дьёрдь Бекеши
1960 – Фрэнк Бёрнет | Питер Медавар
1959 – Северо Очоа | Артур Корнберг
1958 – Джордж Бидл | Эдуард Тэйтум | Джошуа Ледерберг
1957 – Даниеле Бове
1956 – Андре Курнан | Вернер Форсман | Дикинсон Ричардс
1955 – Хуго Теорелль
1954 – Джон Эндерс | Томас Уэллер | Фредерик Роббинс
1953 – Ханс Кребс | Фриц Липман
1952 – Зельман Ваксман
1951 – Макс Тейлер
1950 – Эдуард Кендалл | Тадеуш Рейхштейн | Филип Хенч
1949 – Вальтер Гесс | Эгаш Муниш
1948 – Пауль Мюллер
1947 – Карл Кори | Герти Кори | Бернардо Усай
1946 – Герман Мёллер
1945 – Александер Флеминг | Эрнст Чейн | Ховард Флори
1944 – Джозеф Эрлангер | Герберт Гассер
1943 – Хенрик Дам | Эдуард Дойзи
1939 – Герхард Домагк
1938 – Корней Хейманс
1937 – Альберт Сент-Дьёрди
1936 – Генри Дейл | Отто Лёви
1935 – Ханс Шпеман
1934 – Джордж Уипл | Джордж Майнот | Уильям Мёрфи
1933 – Томас Морган
1932 – Чарлз Шеррингтон | Эдгар Эдриан
1931 – Отто Варбург
1930 – Карл Ландштейнер
1929 – Христиан Эйкман | Фредерик Хопкинс
1928 – Шарль Николь
1927 – Юлиус Вагнер-Яурегг
1926 – Йоханнес Фибигер
1924 – Виллем Эйнтховен
1923 – Фредерик Бантинг | Джон Маклеод
1922 – Арчибалд Хилл | Отто Мейергоф
1920 – Август Крог
1919 – Жюль Борде
1914 – Роберт Барани
1913 – Шарль Рише
1912 – Алексис Каррель
1911 – Альвар Гульстранд
1910 – Альбрехт Коссель
1909 – Эмиль Кохер
1908 – Илья Мечников | Пауль Эрлих
1907 – Альфонс Лаверан
1906 – Камилло Гольджи | Сантьяго Рамон-и-Кахаль
1905 – Роберт Кох
1904 – Иван Павлов
1903 – Нильс Финзен
1902 – Рональд Росс
1901 – Эмиль Беринг