Нобелови лауреати – 1958 година

Джордж Уелс Бидъл (George Wells Beadle)

22 октомври 1903 г. – 9 юни 1989 г.

Нобелова награда за медицина или физиология (заедно с Едуард Тейтъм и Джошуа Лидърбърг)

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

Американският генетик Джордж Уелс Бидъл е роден в Уаху (щат Небраска). Негови родители са Чонси Елмър Бидъл и Хети (Елбро) Бидъл. Той е средното по възраст от трите деца на семейството. Когато Джордж е на четири години, майка му умира. След като големият му син загива при авария, бащата решава, че Джордж след време ще управлява семейната ферма, която се простира на участък от шестнадесет хектара. Но младият учител на Джордж по физика в средното училище успява да пробуди у него интерес към науката и да го убеди да постъпи в колеж. През 1922 г. Бидъл постъпва в селскостопанския колеж към университета на щата Небраска. По време на втората си лятна ваканция той проучва генетиката на хибридната пшеница в катедрата по агрономия.

През 1926 г. Бидъл получава степента бакалавър, а през следващата година – степента магистър. След това започва да учи биология като аспирант в университета „Корнел“. Там той работи под ръководството на Р. А. Емерсън, известен специалист по генетика на растенията, при когото учи между другото и Барбара Макклинтък, бъдеща лауреатка на Нобелова награда. Емерсън взема Бидъл на половин заплата като асистент и му поръчва да направи обзор за генетикатка на царевицата. Затова дисертацията на Бидъл е посветена на мейозата (един от начините за делене на клетките) при царевицата.

Хромозомите - носителите на генетичен материал в ядрата на растителните и животинските клетки – се състоят от гени. Гените са молекули дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), насочващи и регулиращи биохимическите процеси в клетките. В процеса на мейозата се образуват зародишни, или полови, клетки (гамети), притежаващи половин комплект хромозоми от неполови (соматични) клетки. При оплождането отново се образуват двойка хромозоми и броят им става нормален. Бидъл открива, че наследяването на генетичните дефекти на царевичния прашец е свързано с нарушаване на деленето на хромозомите при мейозата.

През 1931 г. Бидъл получава докторска степен по генетика в университета „Корнел“ и през следващите две години работи като сътрудник в Националния съвет за научни изследвания към факултета по биология на Калифорнийския технологичен институт в Пасадена. Там негов ръководител е Томас Хънт Морган, един от водещите генетици, изследващ генетичните процеси на плодовата мушица дрозофила (Drosophila melanogaster). Бидъл изследва кросинговъра на хромозомите – процес, проявяващ се по време на мейозата и водещ до обмяна на генетичен материал между хромозомите. Той открива, че кросинговърът и рекомбинациите на генетичния материал при мейозата протичат случайно.

През 1933-1935 г. Бидъл е преподавател във факултета по биология на Калифорнийския технологичен институт и сътрудничи на Борис Ефруси, ембриолог от Парижкия университет, който работи временно в отдела на Морган. Изследователите се интересуват от наследяването на цвета на очите на дрозофилата, по-специално от биохимичните процеси, водещи до формирането на определен фенотип (физическите особености на организма, например цвят на очите) въз основа на един или друг генотип (съвкупност от всичките гени на даден индивид). През 1935 г. Бидъл работи в лабораторията на Ефруси в Института по физико-химическа биология в Париж. Там учените установяват, че биохимическият предшественик на очния пигмент (на веществото, от което се образува пигментът) при дрозофилите е аминокиселината триптофан.

През 1936 г. Бидъл се връща в Съединените щати и става асистент-професор по генетика в Харвардския университет. През следващата година получава длъжността професор по биология в Станфордския университет. По това време биохимичната генетика, изучаваща биохимичните процеси, водещи до реализиране на генотипа във вид на фенотип, едва се заражда. Съвременната генетика се появява през 1856 г., когато чешкият монах-доминиканец Грегор Мендел публикува теорията за законите на наследствеността. Мендел смята, че за наследяването на физическите признаци (например багрите на цветята) отговарят особени „елементи“, които днес наричаме гени. Опитите на Мендел с растения показват, че едни гени са доминиращи, а други – рецесивни. Доминиращият ген предизвиква развитието на един или друг физически признак даже в случай, че се намира само в една от двете хромозоми; а рецесивният ген се проявява само когато се намира в двете хромозоми. Статията на Мендел и неговите закони за наследствеността са забравени за половин век и едва в началото на XX столетие към него се обръщат генетиците от новото поколение.

При изследванията, проведени през първата третина на ХХ в., е установено, че гените се намират в хронозомите. През 1902 г. английският лекар и биохимик Арчибал Гарод открива, че някои видове недостатъчност на ферменти (протеини, необходими за биохимичните промени в организма) у неговите болни са вродени. Изследванията на Гарод повдигат въпроса дали отделни гени не отговарят за управлението на синтеза на специфичните ферменти. Този въпрос вълнува и Бидъл. През 1926 г. Херман Мълър, който изследва дрозофилите, открива, че рентгеновото облъчване предизвиква мутации в генетичния материал на мушиците и че тези мутации водят до дефекти във физическото устройство и до деформации.

През 1937 година към изследванията на Бидъл, който работи в Станфордския университет, се присъединява Едуард Л. Тейтъм, който провежда изследвания в областта на микробиологията и биохимията в Уисконсинския университет. По това време Бидъл търси за своите опити по-подходящ обект от дрозофилите. Още като аспирант в университета „Корнел“, а след това в Калифорнийския технологичен институт той чува за генетичните изследвания, провеждани с Neurospora crassa – гъбички, образуващи светлорозова плесен по хляба. Тъй като тези микроорганизми растат и се размножават бързо, е възможно за кратко време да се изследват няколко техни поколения. Генетичните особености на Neurospora са частично изследвани от други учени и Тейтъм, който проучва хранителните особености на гъбичките, решава да започне през 1941 г. генетични опити с тях.

Бидъл и Тейтъм предполагат основателно, че функциите на гените могат да се проучат, като се увредят някои от тях. От изследванията на Мълър е известно, че при рентгеново облъчване на генетичния материал честотата на генетичните мутации нараства около сто пъти. Затова Бидъл и Тейтъм започват да култивират колонии Neurospora в среда, съдържаща само някои необходими за храненето на гъбичките вещества, и после ги облъчват с рентгенови лъчи. След това облъчване едни колони се размножават нормално, други загиват, а трети продължават да растат, но не могат да се размножават нормално. Бидъл и Тейтъм изследват последната група. Те пресаждат гъбичките от нея в хиляда различни среди и към всяка от тях добавят вещество, което нормално развиващите се гъбички могат да синтезират самостоятелно. В среда № 299, към която е добавен витамин В6, облъчената култура започва да расте нормално, което означава, че облъчването е предизвикало мутация на гена, отговарящ за синтеза на този витамин. За да определят наистина ли става въпрос за генетичен дефект, Бидъл и Тейтъм кръстосват облъчени гъбички с нарушен синтез на витамин В6 и здрави. Оказва се, че нарушението се предава по описания от Мендел рецесивен път. Опитите доказват, че определени гени отговарят за синтеза на специфични клетъчни вещества. Лабораторните методи, които Бидъл и Тейтъм разработват в Станфордския университет, се оказват полезни за увеличаването на фармакологичното производство на открития от Александър Флеминг пеницилин - вещество, образуващо се от гъбички.

До 1946 г. Бидъл работи в Станфордския университет, а след това става професор по биология и ръководител на отдела, който преди това ръководи Морган, в Калифорнийския технологичен институт. През 1953 г., избран за президент на Американската асоциация за съдействие на развитието на науката, той призовава правителството да преразгледа политиката си по отношение на секретността, предлагайки да се създаде по-отворено общество, изискващо по-малко засекретени научни изследвания и допускане на учените до наличната специална информация. Ръководената от него асоциация приема през 1955 г. постановление, според което в градовете, където съществува сегрегация, не трябва да се провеждат научни конференции.

През 1961 г. Бидъл напуска Калифорнийския технологичен институт и става професор по биология и ректор на Чикагския университет. През 1968 г. се оттегля от административната дейност и продължава да проучва генетиката и еволюцията на царевицата. През 1970 г. се връща в Калифорния и става попечител на Калифорнийския технологичен институт. През следващата година става почетен попечител на Чикагския университет.

През 1928 г. Бидъл се жени за Марион Сесил Хил. Семейството има един син. През 1953 г. съпругите се развеждат и през същата година Бидъл се жени за писателката Мюриъл Бърнет. От предишния си брак тя също има един син. Общи деца Бърнет и втората му съпруга нямат. Бърнет има външен вид на човек, постоянно вдъхновен от някакви идеи. Той обича да кара ски, да се занимава с алпинизъм и градинарство. Освен това обожава сиамските котки.

Освен с Нобелова награда Бърнет е удостоен с много други награди, сред които Ласкър на Американската асоциация за здравеопазване (1950 г.), наградата на Фонда „Емил Кристиан Хансен“ за изследвания в областта на микробиологията, присъждана от Датската кралска лаборатория (1953 г.), мемориалната награда Алберт Айнщайн на университета „Йешива“ (1958 г.) и наградата Кимбър за генетика на Националната академия на науките на САЩ (1960 г.). Той е член на много научни дружества, сред които Американското дружество на генетиците (от 1946 г. – президент), Американската асоциация за съдействие на развитието на науката (от 1953 г. – президент), Лондонското кралско научно дружество и Датската кралска академия на науките. Работи в Комитета за генетични изменения в резултат от атомната радиация към Националната академия на науките и в Консултативния комитет по биология и медицина към Комисията по атомна енергия.

Превод от руски: Павел Б. Николов