Нобелови лауреати – 1958 година

Едуард Тейтъм (Edward Tatum)

14 декември 1909 г. – 5 ноември 1975 г.

Нобелова награда за медицина или физиология (заедно с Джордж Бидъл и Джошуа Лидербърг)

(За откритията, свързани с ролята на гените при специфичните биохимични процеси.)

Американският генетик и биохимик Едуард Лаури Тейтъм е роден в Боулдър (щат Колорадо) и е най-голямото от трите деца на Артър Лаури Тейтъм, лекар и фармаколог в Уисконскинския университет, и Мейбъл (Уеб) Тейтъм, една от първите жени, които завършват Колорадския университет. Едуард получава начално образование в експерименталното училище към Чикагския университет. Две години учи в този университет, а след това се мести в Уисконсинския университет, където през 1931 г. получава званието бакалавър, а през 1932 г. - званието магистър по природни науки. През 1934 г., след като защитава дисертация, посветена на особеностите на храненето и на клетъчната биохимия на бактериите, получава и званието доктор по философия. През следващата година работи като изследовател по биохимия в Уисконсин, а през 1936 г. получава стипендия от главния отдел на народното образование за една година обучение в Утрехтския университет в Холандия.

След завръщането си в САЩ през 1937 г. Тейтъм работи като асистент-изследовател в отдела по биологически науки в Станфордския университет (щат Калифорния), където след четири години става професорски асистент. Ранните му изследвания в Станфорд засягат проучването на особеностите на храненето и на клетъчната биохимия на микроорганизмите. Той доказва, че за развитието на Neurospora cracca, розовата плесен, образуваща се по хляба, е необходим биотин, витамин от групата В. Той описва също така особеностите на храненето на плодовата мушица, Drosophila, която обикновено се използва за генетични изследвания, и идентифицира кинуренина, вещество, влияещо върху цвета на очите. В началото на 40-те години Тейтъм си сътрудничи с генетика Джордж У. Бидъл, професор в Станфорд, за изясняване на химическите процеси, участващи в генетичните механизми на Neurospora.

Началото на генетиката е поставено през 1866 г., когато Григор Мендел, австрийски естествоизпитател, който живее в Чехословакия, публикува своята теория за законите на наследствеността, основаваща се на анализ на резултатите от хибридизация на различни сортове грах. Мендел изказва предположението, че някакви „елементи“, днес наричани гени, управляват наследяването на физическите признаци и се проявяват чрез тези признаци. Изследванията на Мендел показват, че някои гени са доминантни, а някои - рецесивни. Доминантният ген може да се прояви, ако го носи само една хромозома от двойка хромозоми, а рецесивният ген се проявява, ако се намира в двете хромозоми на двойката.

Законите на Мендел за наследствеността, неизвестни до началото на ХХ в., са открити повторно от новото поколение генетици. Установено е, че гените се намират в хромозомите, които са носители на генетичния материал в ядрата на растителните и животинските клетки. Гените, представляващи молекули дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), носят генетичен код, който насочва и контролира биохимичните процеси в клетката. През първите три десетилетия на ХХ в. генетиците концентрират вниманието си върху кръстосването на растенията (например получаване на хибрид от царевица и пшеница) и изучаването на нормалното и ненормалното състояние на хромозомите.

През 1926 г. Херман. Д. Мълър доказва, че рентгеновите лъчи предизвикват мутации в генетичния материал на плодовата мушица, които се изразяват в аномалии и промяна на физическите свойства. Двадесет и пет години преди това английският изследовател Арчибал Гарод открива, че дефицитът на ферменти у някои от неговите болни е вроден. Изследванията на Гарод повдигат въпроса управляват ли специфичните гени синтеза на специфични ферменти; именно този въпрос занимава Тейтъм и Бидъл, когато започват своите изследвания през 1941 г.

Учените избират за своите опити Neurospora, защото бързото ѝ развитие и активното ѝ размножаване позволяват да се изследват за кратко време няколко поколения. Освен това нейното размножаване може да се осъществи по два начина: безполов (за сметката на спорите, образувани от отделния индивид) и полов (със съединяване на два индивида). Генетиката на Neurospora е описана частично от други изследователи, а Тейтъм вече е изучил особеностите на нейното хранене.

В началото на своите изследвания Тейтъм и Бидъл предполагат основателно, че „за да открият как функционират гените, трябва да направят някои от тях дефектни“. Още от времето на изследванията на Мълър е известно, че макар гените да са подложени на спонтанни мутации, скоростта на мутациите на генетичния материал може да се увеличи приблизително сто пъти, когато се подложи на рентгеново облъчване. Затова Тейтъм и Бидъл отглеждат колонии Neurospora в културна среда, която съдържа само хранителни вещества, необходими за нейното развитие, след това облъчват колониите с рентгенови лъчи. След облъчването някои колонии се размножават нормално, други - загиват; една част започва да расте, но не може да се размножава в минимална културна среда.

Именно върху тази трета група колонии Тейтъм и Бидъл съсредоточават своето внимание. Те пресаждат клетки от колонията върху хиляди различни културни среди, всяка от която съдържа определено вещество, което нормалната Neurospora може да синтезира. В среда № 199, към която е добавен витамин В6, облъчените организми растат нормално, което предполагаемо свидетелства за мутации под радиационното влияние на гена, отговорен за синтезирането на витамин В6. За да изяснят дали наистина този дефект е генетичен, изследователите съединяват щам на Neurospora, дефектна по отношение на витамин В6, с нормален щам и откриват, че дефектът е вроден и се определя от рецесивен ген (по Мендел), което е доказателство за контрола на специфичните гени над синтеза на специфични клетъчни вещества.

Пеницилинът, открит през 1928 г. от Александър Флеминг, се синтезира от гъбичка, и лабораторните методи, разработвани от Тейтъм, позволяват да се увеличи фармацевтичното производство на антибиотика в годините на Втората световна война, когато еособено необходим. През цялата 1944 г. Тейтъм служи като цивилен в Американската служба за научни изследвания и развитие.

Към края на войната Тейтъм заема длъжността професор по ботаника, а през 1946 г. става професор по микробиология в Йейлския университет. Там той работи заедно с Джошуа Лидербърг, млад студент-медик от Колумбийския университет. Със серия от експерименти Тейтъм и Лидербърг доказват, че бактериалните клетки, аналогично на гъбичките и висшите организми, се размножават по полов път; този процес те наричат генетична или полова рекомбинация. Генетичната рекомбинация на бактериите предполага временно съединяване на две отделни бактериални клетки с образуване на трета, наречена дъщерна, която придобива чертите на всяка от родителските клетки.

През 1948 г. Тейтъм се връща в Станфорд като професор по биология, а през 1956 г. получава длъжността професор и завеждащ отдела по биохимия. Като такъв той е един от инициаторите за преместването на Станфордското медицинско училище от Сан Франциско в университетското градче в Пало Алто (щат Калифорния). През следващата година става професор в Рокфелеровия институт (днес - Рокфелеров университет) в Ню Йорк. Тейтъм продължава да изучава генетиката на гъбичките и бактериите, стремейки се, както казва, да достигне до „ясно разбиране на молекулярно равнище как гените определят характеристиката на живите организми“.

В Рокфелеровия университет Тейтъм посвещава своите усилия на подготовката на млади изследователи и на административните си задължения. Той е един от основателите на годишника по генетика и през 1957 г. е член на редакционния съвет на списание „Сайънс“ („Science“).

През 1934 г. Тейтъм се жени за Джун Олтън, от която има две дъщери. През 1956 г. се развежда и след няколко месеца се жени за Виола Кантър, стоматолог. След смъртта ѝ през 1974 г., не след дълго време се жени, за Елзе Бергланд.

Добре развит физически, Тейтъм се занимава с плуване и се пързаля с кънки; обича много музиката, увлича го фотографията. В последните години от живота му здравето му се влошава рязко. Умира в дома си в Ню Йорк.

Освен с Нобелова награда Тейтъм е удостоен с наградата Ремзен на Американското химическо дружество (1953 г.). Той е член на няколко професионални организации, сред които Американското дружество на биохимиците, Американската асоциация за съдействие на развитието на науката, Американската академия на науките и изкуствата, Ботаническото дружество на Америка и Американското философско дружество. Член е на съвещателните комитети на Националния фонд, на Американския комитет на Националния изследователски съвет за развитие и на Американското онкологическо дружество.

Превод от руски: Павел Б. Николов