Нобелови лауреати – 1958 година

Джошуа Лидърбърг (Joshua Lederberg)

23 май 1925 г. – 2 февруари 2008 г.

Нобелова награда за медицина или физиология (заедно с Едуард Тейтъм и Джордж Бидъл)

(За откритията, засягащи генетичната рекомбинация и организацията на генетичния материал при бактериите.)

Американският генетик Джошуа Лидърбърг е роден в Монтклеър (щат Ню Джърси) в семейството на равина Цви Хирш Лидърбърг и Естер (Холденбаум) Лидърбърг. Две години преди раждането на Джошуа родителите му емигрират от Палестина. Лидърбърг получава начално образование в държавно училище в Ню Йорк. През 1941 г. завършва средно училище. След това учи зоология в началния медицински курс към Колумбийския университети и на деветнадесет години получава степента бакалавър с отличие. После постъпва в медицинското училище към Колежа на лекарите и хирурзите на Колумбийския университет, но продължава изследователската си работа под ръководството на Ф. Райън в катедрата по зоология към университета.

След две години обучение в медицинското училище през лятото на 1944 г. Лидърбърг работи в Йейлския университет като старши лаборант в катедрата по микробиология. Макар че отначало възнамерява да се върне през есента в медицинското училище, той остава в Йейлския университет и продължава изследователската си работа и обучението си, за да получи докторска степен по микробиология, под ръководството на микробиолога и биофимика Едуард Л. Тейтъм.

В Станфордския университет Тейтъм и неговият колега Джордж Бидъл правят опити, които прокарват нови пътища за развитието на биохимичната генетика - раздел от генетиката, изучаващ биохимичните процеси, в резултат от които генотипът на организма (всичките му гени, взети заедно) се реализира в неговия фенотип (всичките му физически признаци). Генетиката се заражда през 1866 г., когато доминиканският монах Грегор Мендел изказва идеята, че за наследствените признаци отговарят определени „елементи“, които днес наричаме гени.

В началото на ХХ в. изследванията на Мендел, които не получават признание, докато е жив, стават основа за нови научни изследвания. Учените откриват, че гените се намират в образувания, намиращи се в клетъчните ядра - хромозоми. Но едва през 1940 г. става известно, че гените са съставени от дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК). В своите изследвания, проведени през 20-те години, Херман Малър /1946/ доказва, че рентгеновите лъчи предизвикват генетични мутации и в началото на 40-те години Бидъл и Тейтъм успяват да предизвикат мутирането на гъбички. При това дваматаустановяват, че гените управляват образуването на клетъчните ферменти (протеини, необходими за различни биохимични реакции в организма) и с това регулират биохимичните процеси в клетките.

По времето, когато Лидърбърг започва да изследва под ръководството на Тейтъм генетиката на бактериите, учените смятат, че тези организми се размножават по безполов път: една бактерия се дели и дава началото на две нови. Но Лидърбърг, благодарение на работата на Тейтъм и Бидъл и на своите изследвания в Колумбийския университет, знае, че гъбичките се размножават по полов път чрез временно свързване (конюгация) на две отделни клетки и образуване на трета - дъщерна. Лидърбърг предполага, че бактериите също би трябвало да се размножават по полов път. За да провери това предположение, той, заедно с Тейтъм, изследва намиращата се в дебелото черво на човека и животните Escherichia coli. Оказва се, че тази бактерия може да се размножава по полов път чрез конюгация на две отделни клетки. При това се образува дъщерна клетка, която се дели, и нейното потомство също претърпява последователни деления; в резултат от това се формира ново поколение бактерии. Кръстосвайки два щама на Escherichia coli, Лидърбърг и Тейтъм откриват, че потомството наследява някои черти на двата родителски щама. Те наричат това явление полова генетична рекомбинация. При генетичната рекомбинация на бактериалните клетки от една клетка на друга се предава пълен допълнителен комплект от хромозоми и техните гени.

През 1947 г. Лидърбърг напуска Йейлския университет и става професор по генетика в Уисконсинския университет. Там той продължава да изследва генетичната рекомбинация на бактериите. През следващата година получава докторска степен по микробиология от Йейлския университет. В Уисконсинския университет Лидърбърг разработва специален метод, при който с помощта на ултравиолетови лъчи или други фактори, предизвикващи мутации, изолира мутантите на един или друг вид бактерии. Той доказва, че мутациите произтичат спонтанно, и с това потвърждава съществуващата преди това хипотеза в еволюционната генетика. Като прилага своя метод за кръстосване на бактериите, резистентни към пеницилина и стрептомицина, Лидърбърг получава бактерии, невъзприемчиви към двата антибиотика. Освен това доказва, че с помощта на подобни методики може да се направят вирулентни относително безвредни бактерии и обратното.

В сътрудничество с Нортън Зиндър, аспирант в Уисконсинския университет, Лидърбърг открива при бактериите процеса трансдукция. При трансдукцията, или пренасянето на фрагменти от хромозомите от една клетка в друга, се променя генетичния код на клетката реципиент. Някои учени предполагат, че вирусите могат да променят генетичния код на бактериите по пътя на сходен процес. Понеже определянето на реда на гените в хромозомите се основава на методи, имащи отношение към трансдукцията, работата на Лидърбърг допринася много за по-нататъшните изследвания и открития в областта на генетиката та бактериите. Освен това тя отварят път за развитието на съвременната рекомбинационна генетика - изучаването на процесите, с помощта на които може да се променя генетичния код на бактериите за изработване на определени биохимични вещества.

През 1957 г. на Лидърбърг е възложено да организира и да оглави катедра по генетика в Уисконсинския университет. Преди да пристъпи към новите си задължения, той - благодарение на стипендия, учредена от фонда „Фулбрайт“, се занимава с изследователска дейност в Мелбърнския университет в Австралия.

През същата година Лидърбърг получава длъжността професор и завеждащ катедрата по генетика в Станфордския университет. През 1962 г. става и директор на лабораторията по молекулярна медицина „Джоузеф Кенеди младши“ в същия университет.

В началото на разработката на американската космическа програма Лидърбърг изказва различни предположения за научните и медицински последици от усвояването на космоса и е назначен за консултант на програмата „Викинг“, която трябва да разработи проект за космически полет до Марс. Освен това той е съветник на Световната организация за опазване на здравето при възможни последици от биологична война и от използване на биологично оръжие.

През 1978 г. Лидърбърг напуска Станфорския университет и става ректор на Рокфелоровия университет. Освен работата си в областта на генетиката, той написва много научни книги, посветени на биологичните науки и на бъдещето на човека като вид.

През 1946 г. Лидърбърг се жени за Естер Цимер, бивша аспирантка на Тейтъм. След развода си през 1968 г. се жени за Маргарита Щайн Кирш; семейството има син и дъщеря.

Освен с Нобелова награда Лидърбърг е удостоен с наградата Ели Лили на Дружеството на американските бактериолози (1935 г.) и с медала Александър Хамилтън на Колумбийския университет. Притежава почетни степени от Йейлския, Колумбийския, Нюйоркския и Туринския университет. Член е на Националната академия на науките на САЩ, на Американското химическо дружество и на Американското дружество на генетиците. През 1979 г. е избран за чуждестранни членове на Лондонското кралско научно дружество.

Превод от руски: Павел Б. Николов