НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ – 1965 ГОДИНА – ФИЗИОЛОГИЯ ИЛИ МЕДИЦИНА – ФРАНСОА ЖАКОБ

Франсоа Жакоб (François Jacob)

17 юни 1920 г. – 19 април 2013 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Андре Лвоф и Жак Моно)

(За откритията му, свързани с генетичния контрол на ензимния и вирусния синтез.)

Френският биолог Франсоа Жакоб е роден в Нанси, в семейството на търговеца Симон Жакоб и Терез Жакоб (Франк). След като завършва местното начално училище, той постъпва в парижкия лицей „Карно“. Мечтаейки да стане хирург, след завършването на лицея Жакоб започва да учи в Парижкия университет (Сорбоната), но през 1940 г. немската армия окупира Франция и това слага край на учебните му занимания. Той успява да напусне страната, присъединява се в Лондон към движението „Свободна Франция“, участва в боевете по време на Втората световна война като офицер от медицинските служби под командването на генерал Пол Льоклерк в Северна Африка, а след това в състава на 2-ра танкова дивизия на Съединените щати в Нормандия. В Африка и Нормандия получава тежки рани по ръцете, които няма да му позволят да стане хирург. Удостоен е с висши френски бойни награди, сред които Военен кръст и кръста Освобождение.

След края на войната Жакоб се връща в Сорбоната и през 1947 г. получава медицинска диплома. Продължавайки учението си, започва да работи през 1950 г. като асистент в института „Пастьор“ под ръководството на Андре Лвоф. По това време Лвоф изучава лизогенните бактерии, които загиват при инфектиране с бактериофаги – вируси, заразяващи бактериалните клетки. Размножението на бактериофага в клетката предизвиква нейното лизиране (разпадане) и освобождаване на нови частици на фага. Лвоф установява, че бактериофагът отначало съществува в бактериалната клетка в неинфекционна, или латентна, фаза, която той нарича профаг. Изследването на лизогенните бактерии и на профагите става основа на докторската дисертация на Жакоб, която той защитава през 1954 г. в Парижкия университет и получава докторска степен. В продължение на следващите десет години Жакоб изучава клетъчните генетични механизми на бактериите.

Генетиката като наука се заражда през XIX в., когато Грегор Мендел открива закона за наследствеността. Мендел смята, че организмите наследяват физическите особености благодарение на някакви „елементи“, които ние днес наричаме гени. Към началото на ХХ в. вече е известно, че гените са разположени в хромозомите на клетъчното ядро, а през следващите няколко десетилетия биохимиците постепенно разшифроват химическата структура на нуклеиновите киселини – рибонуклеиновата киселина (РНК) и дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). През 40-те години е установено, че гените се състоят от участъци ДНК, регулиращи биохимичните процеси в клетките. След като през 1953 г. Франсис Крик и Джеймс Д. Уотсън разшифроват химическата структура на ДНК, става възможно да се разбере не само как тази молекула се възпроизвежда, но и по какъв начин съдържащия се в нея генетичен код обуславя наследяването на свойствата на организма.

В началото на 50-те години Жакоб и неговият колега Ели Волман, правейки изследвания в института „Пастьор“, установяват, че хромозомите на бактериалните клетки представляват пръстеновидни структури, прикрепени към клетъчната мембрана, и че към тези хромозоми могат да се добавят или, напротив, да се отнемат от тях малки фрагменти генетичен материал. В края на 50-те години Жакоб и Жак Моно откриват една от трите разновидности на РНК – информационната РНК (другите две разновидности са рибозомната РНК и транспортната РНК). Всяка от тези три разновидности на РНК изпълнява строго определена функция при последователното предаване на генетичната информация – от ДНК чрез РНК към синтеза на протеини. Информационната РНК приема генетичната информация от ДНК, разположена в клетъчното ядро, и я пренася до рибозомите. Частиците, в които става синтеза на протеини, се намират в цитоплазмата - извънядрената част на клетъчната протоплазма. Транспортната РНК пренася до рибозомите структурните елементи на белтъчините – аминокиселините. Аминокиселините се подреждат в протеинови вериги в строго определен ред въз основа на матрицата, записана в информационната РНК.

Освен това Жакоб и Моно откриват, че в ДНК има два различни вида гени – структурни и регулаторни. Структурните гени отговарят за предаването на генетичния код от едно поколение клетки на друго, а също така управляват синтеза на протеини. Регулаторните гени взаимодействат със структурните и регулират всички биохимични процеси в клетката, позволявайки ѝ по този начин да се приспособява към промените на околната среда, например към промените в количеството и качеството на постъпващите в нея хранителни вещества. Ако околоклетъчната среда е стабилна, регулаторните гени потискат (репресират) структурните. Ако състоянието на околната среда се променя, структурните гени се активират и така помагат за адаптирането на клетката към новите условия. Жакоб и Моно наричат съвкупността от структурни и регулаторни гени оперон, а гена, отговарящ за репресията и активацията – ген оператор.

В хода на изследванията Жакоб и неговите колеги установяват, че в частиците бактериофаги има както структурни, така и регулаторни гени. По време на инфекционния стадий от развитието на тези вируси (стадия на профаг) структурните гени, отговарящи за тяхното размножаване (репликация), са потиснати. Лвоф установява, че ултравиолетовото излъчване може да активира структурния ген, отговарящ за размножаването на фага, което довежда до неговата репликация и до разрушаване на бактериалната клетка.

Жакоб и колегите му от института „Пастьор“ са привърженици на вирусната теория за канцерогенезата – образуването на ракови тумори. Те смятат, че вирусните частици съществуват в човешките клетки в латентно състояние (подобно на неактивната фаза на профага в бактериалните клетки) и че техните канцерогенни свойства могат да се инициират от най-различни фактори. При което активираните вируси се намесват в биохимичния механизъм на клетката, предизвиквайки раков тумор.

През 1960 г. Жакоб заема длъжността завеждащ отдел по клетъчна генетика в института „Пастьор“, а четири година по-късно в „Колеж дьо Франс“ за него е създадена катедра по клетъчна генетика.

През 1947 г. Жакоб се жени за Лиз Блох. Семейството има четири деца.

Жакоб е удостоен с много награди, сред които наградата Шарл Леополд Майер на Френската академия на науките (1962 г.). Той е член на Френската академия на науките и чуждестранен член на Лондонското кралско научно дружество, на Датската академия на науките и литературата и на Американската академия на науките и изкуствата.

Превод от руски: Павел Б. Николов