Marshall Warren Nirenberg- wielki zapomniany?07.03.2010

autor: Marcin Sajek
słowa kluczowe: DNA, genetyka, kod genetyczny

Nirenberg

Marshall Warren Nirenberg (po prawej), źródło: http://profiles.nlm.nih.gov/

Kiedy zapyta się studenta biologii, biotechnologii, chemii lub innych pokrewnych nauk kto odkrył strukturę podwójnej helisy DNA- prawdopodobnie bez zająknięcia odpowie, że James Watson i Francis Crick. Kiedy tegoż samego studenta spytać, kto „złamał” kod genetyczny, prawdopodobnie nie będzie znał odpowiedzi.

Tym, znacznie mniej znanym i popularnym, ale bez wątpienia wielkim naukowcem był Marshall Warren Nirenberg. Urodził się 10 kwietnia 1927 roku w Nowym Jorku. W 1939 roku rodzina Nirenbergów przeniosła się do Orlando na Florydzie. W 1948 Nirenberg ukończył studia pierwszego stopnia, a w 1952 studia drugiego stopnia z biologii na University of Florida w Gainesville. W swojej pracy dyplomowej przedstawił badania ekologiczne i taksonomiczne chruścików (Trichoptera). W tym czasie zaczął się interesować biochemią. Naukę w tym kierunku kontynuował na University of Michigan w Ann Arbor, gdzie w 1957 uzyskał tytuł doktora (praca dotyczyła roli permeazy w transporcie heksoz w komórkach nowotworowych płynu z jamy otrzewnowej i wykonana była u Dr Jamesa Hogga).

Następnie przeniósł się na staż podoktorski do Narodowego Instytutu Zdrowia (National Institute of Health- NIH), gdzie w 1960 r. otrzymał stanowisko pracownika naukowego w Sekcji Enzymów Metabolicznych, kierowanej przez dr Gordona Tompkinsa. W 1959 r. rozpoczął badania nad powiązaniem pomiędzy DNA, RNA a białkami. Zdawał sobie sprawę, że bezkomórkowy system do syntezy białek byłby idealnym narzędziem do badania funkcji mRNA. Nad stworzeniem takiego systemu pracował wspólnie z Heinrichem Matthaei. Zaobserwował, że gdy do takiego systemu doda się DNazy w celu zahamowania syntezy białka, a następnie doda nieoczyszczoną frakcję mRNA- układ odzyskuje zdolność do syntezy białka. Kolejną, przełomową obserwacją było zauważenie, że dodanie kwasu poliurydylowego powoduje syntezę polifenyloalaniny. W tym momencie rozszyfrowany został pierwszy element kodu genetycznego- trójka UUU koduje fenyloalaninę. Następnymi były AAA- kodujące lizynę i CCC- prolinę. Wyniki eksperymentu z użyciem kwasu poliurydylowego zostały zaprezentowane na Międzynarodowym Kongresie Biochemii w Moskwie w sierpniu 1961 r. Początkowo mało znany naukowiec nie wzbudził większego zainteresowania. Zmieniło się to, gdy Francis Crick zorganizował prezentacje Nirenberga po raz drugi, tym razem w większej sali.

W tym momencie rozpoczął się swego rodzaju wyścig o rozszyfrowanie kodu genetycznego pomiędzy biochemikami z New York University, kierowanymi przez Severo Ochoa, a grupą Nirenberga z NIH. Użycie mieszanych kopolimerów jako matryc pozwoliło w 1962 r.  określić skład zasad, ale nie sekwencje tripletów kodujących poszczególne aminokwasy.

W 1964 Nirenberg odkrył, że trinukleotydy stymulują wiązanie specyficznych tRNA przez rybosomy. Pozwoliło to określić sekwencje trójek nukleotydowych, kodujących poszczególne aminokwasy. Swój wkład w rozszyfrowanie kodu genetycznego miał również Har Gobind Khorana, chemik, który opracował metodę syntezy polirybonukleotydów o zdefiniowanej, powtarzającej się sekwencji, które służyły jako matryce w systemie bezkomórkowym. W 1964 r. na Międzynarodowym Kongresie Biochemii w Nowym Jorku Nirenberg ogłosił wyniki swojej pracy.

kod genetyczny
Ryc.1. Tabela kodu genetycznego- wersja współczesna. Źródło: [5].

Wspólnie z Khorana i Robertem Holleyem (autorem pierwszej sekwencji tRNA) w 1968 r. otrzymali Nagrodę Nobla z Medycyny i Fizjologii. W latach 70-tych Nirenberg zajął się badaniami układu nerwowego.

W 1961 Nirenberg ożenił się z Perolą Zaltzman, chemikiem z University of Brazil w Rio de Jeneiro, a po jej śmierci w 1970 z Myrną Weissman- profesorem epidemiologii i psychiatrii na Columbia University.

Zmarł 15 stycznia tego roku w wieku 82 lat na rzadki rodzaj raka neuroendokrynnego. W opinii ludzi, którzy mieli szczęście z nim pracować, był nie tylko doskonałym naukowcem, ale również wspaniałym przełożonym i nauczycielem, zawsze mającym czas na dyskusje i chętnie udzielającym pomocy.

Literatura:

  1. Strona Komitetu Noblowskiego- http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1968/nirenberg-bio.html
  2. Leder P.; Marshall Warren Nirenberg  (1927–2010); Science; 327, 927 (2010)
  3. Scolnick E.; Marshall Nirenberg 1927–2010; Cell; 140, 450-451 (2010)
  4. Stryer L.; Biochemia; przekład zbiorowy pod red. J. Augustyniaka i J. Michejdy; Wydawnictwo Naukowe PWN (2003)
  5. Gabryelska M. M., Szymański M., Barciszewski J.; DNA – cząsteczka, która zmieniła naukę. Krótka historia odkryć; Nauka; 2/2009, 111-134

ISSN 1689-7730