Основные открытия и Нобелевские премии в области вирусологии
Основные открытия и Нобелевские премии в области вирусологии
Нобелевские награды определены великим автором А. Нобелем как премии по физике, химии, физиологии и медицине, литературе и общественному движению гуманистической направленности. Естественно не определено премий непосредственно по вирусологии, но de facto значительное количество наград получено именно за выдающиеся достижения в области генетики и вирусологии. Вирусы оказались той моделью, тем механизмом, которые открыли многие новые концепции в области физико-химической биологии, медицине и молекулярной генетике.
В 1938 году Астбери ввел понятие молекулярной биологии. Однако, по существу, рождение молекулярной биологии произошло 21.04.1953 г., когда в журнале Nature была опубликована статья Уотсона, Крика и Уилкинсона (900 слов), посвященная вторичной структуре ДНК. Было показано, как ДНК может выполнять функцию гена на основе закона комплементарности; заложены основы механизмов репликации, т. е. синтеза гена. Премия обозначена — «За открытие структуры нуклеиновых кислот и их роли в переносе информации в живом веществе». История открытия ДНК описана Уотсоном в его замечательной книге «Двойная спираль» (1968 г.). В ней он вспоминает элементы творчества, научных контактов и счастливых обстоятельств, которые сопутствовали группе Уотсона (ему тогда было 23 года!) и помогли понять и создать модель ДНК.
Очень важно знать и принять, что концепция комплементарности имеет глубокие истоки. Считается, что биологическая парадигма комплементарности родилась в семинарах С.С. Четверикова и Н.В. Тимофеева-Ресовского в России. Из Москвы она была перенесена в Европу, обсуждена физиками Бором, Дельбрюком, перевезена в Америку и воспринята талантливым бакалавром, биохимиком Уотсоном.
Затем, в течение 25 лет триумфального развития молекулярной биологии были раскрыты общие механизмы хранения генетической информации, репликации, транскрипции, трансляции для самых разных организмов (разных царств живого).
Нобелевская премия была присуждена Корнбергу за расшифровку механизмов биосинтеза РНК и ДНК и открытие ДНК-полимеразы (1959 г.). В 1968 году Нобелевская премия присуждена Корана, Холли и Ниренбергу за открытие новых законов в области молекулярной генетики. Корана — за синтез гена; Холли — за создание модели структуры тРНК, Ниренбергу — за расшифровку генетического кода, что было наиболее знаменательным.
Важными работами для вирусологии непосредственно были исследования Дельбрюк, Лурия и Херши, которые были посвящены особенностям генетической структуры вирусов, механизмам их синтеза и репликации (1969 г.).
Еще в 1939 году Дельбрюк с соавторами изучали процесс воспроизводства и размножения фагов. Обнаружено, что процесс состоит из трех периодов: прикрепление фага к бактерии, скрытый период, в течение которого возможно размножение фага и, наконец, период лизиса бактериальной клетки и выхода большого количества фаговых частиц. Уже тогда было известно, что генетическая основа вирусов — это нуклео-протеины, подобные хромосомам высших организмов. Поэтому именно фаги стали рассматриваться в качестве модели для изучения функций гена.
В1946 году Дельбрюк и группа Херши открыли явление рекомбинации генов у вирусов и построили генетические карты.
В 1952 году Херши и его группа методом меченых атомов доказали, что именно ДНК несет генетическую информацию, что имеет значение и для репликации вирусов.
Таким образом, в возникновении молекулярной генетики как науки, вирусология сыграла фундаментально-прогрессирующую роль. Исключительные заслуги в этой области имеют Дельбрюк (физик), Херши (биохимик) и Лурия (врач), которые превратили учение о бактериофагах не только в прикладную, но и в фундаментальную науку.
Революционное значение в области вирусологии связано с работами группы Темина по открытию РНК-геномных вирусов (1975 г.). История этого прозрения поучительна. В 1970 году группа Темина получила совершенно новые, убедительные данные, что т УНГО возможен синтез ДНК на РНК-матрицах у некоторых вирусов. Результаты были доложены на микробиологическом конгрессе и отвергнуты, «освистаны», как абсурдные, неграмотные, волюнтаристские, «лысенковские», не соответствующие общепринятой логике передачи генетической информации:
Через несколько лет Темин перепроверил свои экспериментальные данные и подтвердил существование РНК-геномных вирусов, которые, как потом оказалось, широко распространены в природе. Таким образом, было доказано, что первая стрелка в формуле передачи генетической информации поворачивается и существует особый фермент ревертаза или обратная транскриптаза, а РНК у вирусов может быть матрицей.
Интересно вспомнить, что возможность передачи генетической информации с РНК на ДНК впервые была экспериментально получена отечественным профессором Гершензоном, однако эксперимент — это не концепция и не открытие.
Практическое и теоретическое значение имеют работы, удостоенные Нобелевских премий, позволившие открыть некоторые вирусы, расшифровать инфекционную природу патологии, разработать методы исследования, которые исключительно перспективны.
В 1952 году Роббинс, Уэллер, Эндерс получили премию за разработку важнейшего метода культивирования вирусов— культуры клеток.
В 1976 г. Бламберг получил Нобелевскую премию за открытие антигена вируса гепатита В. В этот же год Гайдушек был удостоен премии за расшифровку инфекционной природы таких заболеваний, как куру, скрепи, болезни Крейцфельдта-Якоба, а в 1997 г. Прузинер — за разработку прионовой концепции этих заболеваний.
К направлениям вирусологии примыкает одна из самых актуальных проблем человечества — вирусогенетическая теория происхождения рака, эта концепция впервые провозглашена российским ученым Львом Александровичем Зильбером. К сожалению, отечественным ученым очень редко давали (и дают) Нобелевские премии, хотя они их заслуживали и заслуживают. История развития учения о вирусном происхождении бластоматозных опухолей нисходит к 1911 году, когда Раус установил, что один из видов саркомы у птиц (саркома Рауса) вызывается вирусом. Однако это открытие не было принято. В 30-х годах появились важнейшие работы Л. Зильбера. В 1965 г. итальянский ученый, работающий в США, Дульбекко установил, что геном ряда вирусов может присоединяться и интегрировать в клеточную ДНК хозяина, становясь ее составной частью. Эти вирусы в культуре тканей могут привести к неопластической трансформации, что еще раз подтвердило вирусную теорию происхождения онкопроцессов. Выяснилось, что большинство заинтересованных и «подозрительных» онковирусов принадлежит к РНК-содержащим. К числу таких вирусов относится и вирус саркомы Рауса. С большим опозданием Раусу (Роусу) присудили Нобелевскую премию в 1966 г. В 1975 г. Дульбекко, Темин и Балтимор были удостоены Нобелевской премии за раскрытие механизмов интеграционных взаимодействий онкогенных вирусов с клеткой.
Открытия в области вирусологии имеют прямое отношение и к генной инженерии, становление которой было результатом деятельности большого количества школ и ученых. Основополагающим фундаментом возникновения генной инженерии является открытие рестриктаз. Впервые в 50-х годах Лурия заметил интересный феномен - высокая специфичность фагов, в том числе по отношению к различным штаммам бактерий, может быть связана не только с определенными генетическими сайтами, но и ферментативными системами. Этими ферментами оказались эндонуклеазы совершенно нового класса, которые исключительно специфично узнают 4-6 пар нуклеотидов и разрезают обе цепочки ДНК. Рестриктазы — ферменты-ограничители, так как они охраняют, то есть ограничивают генетическую информацию в клетке. Решающий вклад в учение о рестриктазах внесли Арбер, который по существу открыл рестриктазы; Смит, который выделил первые рестриктазы; Натане — создал метод выделения генов с применением рестриктаз и провел полное картирование нескольких вирусных геномов. За эти исключительные достижения и открытия им в 1978 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
Последнее обновление страницы: 28 ноября 2006 E-mail: vira-ss@narod.ru
