destillationer

Marshall Nirenberg-bryde koden

Marshall Nirenberg

Marshall Nirenberg.

Science History Institute

Marshall Nirenberg ville bare have det sjovt på arbejdet. Som han fortalte mig i 2009, ” med sjov mener jeg, at jeg ville udforske et vigtigt problem, og jeg ville opdage ting.”

fem årtier tidligere Nirenberg, vinder af Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1968, stod over for et dilemma: Hvad skal han studere? Han var blevet tilbudt en stilling som forskning biokemiker ved National Institutes of Health og efter nogle tanker besluttede at undersøge forholdet mellem deoksyribonukleinsyre (DNA), ribonukleinsyre (RNA) og proteinproduktion.

” de bedste biokemikere i verden arbejdede på mekanismen for proteinsyntese, og de bedste molekylærbiologer i verden arbejdede på, hvordan gener reguleres i E. coli,” sagde han.

den brash unge Nirenberg havde ingen erfaring inden for begge områder. Hans ph.d. fokuserede på mekanismen for sukkeroptagelse i tumorceller. Men i 1959, kun to år efter at have fået sin ph.d. og uden uddannelse som molekylærbiolog, foreslog han at undersøge den genetiske kode.

Nirenbergs første spørgsmål viste sig at være afgørende: eksisterer messenger RNA—det vil sige, kunne RNA formidle syntesen af proteiner?

interessen for den genetiske kode kogte over i disse år, efter at James og Francis Crick elektrificerede verden ved at afsløre deres Dobbelt-spiralmodel af DNA-struktur i deres Naturartikel fra 1953. De to erkendte, at dobbeltstrengsstrukturen muligvis tillader replikation. Men hvordan kunne DNA, der kun består af fire forskellige nukleotider, bestemme sammensætningen af de mange proteiner i levende organismer? Dette spørgsmål drev løbet om at opdage den genetiske kode, gennem hvilken information kodet i DNA oversættes til proteiner.

Nirenbergs oprindelige mål var at bestemme skabelonen til proteinsyntese. Uden formel træning, intet Personale og ingen erfaring inden for området gik han ind i et løb, hvor de professionelle indsatser var høje.

Nirenberg gik sammen med Heinrich Matthaei, en postdoktor fra Tyskland. I en række eksperimenter blev celleindholdet af E. coli tilsat til reagensglas. “Jeg bad Heinrich om at lave 20 forskellige opløsninger af aminosyrer, hver med 19 ‘kolde’ og en radioaktiv aminosyre og at teste poly U,” sagde Nirenberg. Enhver reaktion medieret af RNA, der involverer en” varm “aminosyre, ville producere et” varmt ” protein.

succes kom klokken tre om morgenen den 27.maj 1961, da Matthaei tilføjede syntetisk RNA (UUU eller poly U) lavet af kun en af de fire baser—uracil (U)—til hvert af de 20 reagensglas og fandt usædvanlig aktivitet i et af rørene indeholdende den “varme” aminosyre phenylalanin. Uracil havde givet phenylalanin instruktioner. Nirenberg, derefter ved University of California, Berkeley, skyndte sig tilbage til Bethesda. De to havde vist, at messenger RNA transkriberer genetisk information fra DNA og dirigerer samlingen af aminosyrer til komplekse proteiner. En nøgle til at bryde den genetiske kode—molekylærbiologiens Rosetta Stone—var blevet opdaget.

i August 1961 rejste Nirenberg til Moskva for at præsentere sine resultater på den internationale kongres for Biokemi. Som ukendt deltog kun 35 personer i hans tale. Men i en af de serendipitøse begivenheder, der ændrer alt, havde Nirenberg mødt ham Dagen før og fortalt ham om hans resultater. Selvom han var skeptisk, konsulterede han en kollega, der rapporterede, at Nirenbergs resultater var reelle. Han fortalte dette til Crick, som sørgede for, at Nirenberg kunne præsentere sit papir igen. Denne gang modtog han en stående ovation. “I de næste fem år blev jeg som en videnskabelig rockstjerne,” sagde han.

men selv rockstjerner er nødt til at producere eller risikere at falde ud af rampelyset. Kort efter nirenbergs succes i Moskva viste forskere i Severo Ochoas laboratorium, at andre polynukleotider eller kombinationer af de fire baser styrer inkorporeringen af aminosyrer i proteiner. Ochoas laboratorium var nu langt foran i løbet om at knække den genetiske kode. Nirenberg spekulerede på, hvordan han kunne konkurrere mod Ochoas gruppe på 20 forskere.

dagen efter at han lærte om Ochoas succes, løb Nirenberg ind i en kollega, Robert Martin, der lovede at “give en hånd” og stoppede sit eget arbejde i flere måneder for at syntetisere polynukleotider for Nirenberg.

hvad Nirenberg kaldte “et ret mærkeligt samarbejde døgnet rundt” begyndte. Martin arbejdede fra midafternoon til 1: 00; Matthaei arbejdede natten over test for proteinsyntese (når radioaktivitetstællerne var mere tilbøjelige til at være tilgængelige). Nirenberg arbejdede dagskiftet med at analysere de data, der blev genereret af 24-timers cyklus. Ved udgangen af 1961 var de foreløbigt nået frem til et stort antal kodeord.

Nirenberg byggede på det originale poly-u-eksperiment, hvor han og Matthaei havde knækket det første “ord” (UUU for phenylalanin) af den genetiske kode. I 1966 havde Nirenberg og hans team dechiffreret 64 RNA tre bogstaver kodeord (kodoner) til styring af alle 20 aminosyrer.

to år senere vandt Nirenberg Nobelprisen, som han delte med har Gobind Khorana, der mestrede syntesen af nukleinsyrer, og Robert Holley, der opdagede den kemiske struktur af transfer RNA.

som Nobelpristager modtog Nirenberg mange universitetsjobtilbud. Han afviste dem alle. “Jeg regnede med, at hvis jeg gik på et universitet, ville jeg bruge en tredjedel af min tid til at skrive tilskud,” sagde han. “Jeg troede, jeg kunne bruge den tid mere produktivt ved at lave eksperimenter.”Nirenberg døde den 15. januar 2010, efter en levetid på bare den slags sjov, han kunne lide.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.