НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ – 1969 ГОДИНА – ФИЗИОЛОГИЯ ИЛИ МЕДИЦИНА – МАКС ДЕЛБРЮК

Макс Делбрюк (Max Delbrück)

4 септември 1906 г. – 10 март 1981 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Алфред Хърши и Салвадор Лурия)

(За откритията му, засягащи репликационния механизъм и генетичната структура на вирусите.)

Германско-американският молекулярен биолог Макс Лудвиг Хенинг Делбрюк е роден в Берлин и е най-малкото от седемте деца на Ханс Делбрюк, професор по история в Берлинския университет и издател на списанието „Германски ежегодник“. Майка му, Лина (Тирш) Делбрюк, е дъщеря на професор по хирургия от Лайпциг и внучка на химика Юстус фон Либих. Възпитаван в средите на средната буржоазия в предградието Грюнвалд, Делбрюк още от ранните си години проявява интерес към математиката и астрономията.

След завършването на грюнвалдската гимназия през 1924 г. Делбрюк постъпва в университета в Тюбинген, за да учи астрономия, но след първия семестър се мести в Берлинския университет, където е освободен от такса за обучение, защото баща му е в състава на професорско-преподавателския състав. След това отива в университета в Бон, после се връща пак в Берлинския университет и в края на краищата се установява в университета в Гьотинген, където учи три години. В Гьотинген Делбрюк започва да пише дисертация за възникването на новите звезди, но – тъй като няма възможност да чете литература по специалността на английски език и не познава достатъчно математическия раздел на астрофизическата теория, се отказва от работата си над дисертацията. По това време Гьотинген е водещ център по квантова механика и там Делбрюк среща Е. Р. Вигнер и Макс Борн, които работят към физическия факултет на университета. Като използва една от теоремите на Борн за основа на нова дисертация, Делбрюк разработва математическо доказателство за химическите връзки на лития, за което получава през 1930 г. докторска степен по физика.

Стипендия позволява на Делбрюк да прави изследвания години и половина в Бристълския университет в Англия. Там работи заедно със Сесил Ф. Поуел и се сприятелява с П. М. С. Блект, П. А. М. Дирак и други учени, които скоро допринасят основно за развитието на физиката през ХХ в. Написаното от Делбрюк в Бристъл, до голяма степен теоретично, включва две статии по квантова механика. Субсидия от фонда „Рокфелер“ му дава възможността да работи през следващите шест месеца в университета в Копенхаген под ръководството на Нилс Бор, а следващата половин година – в Цюрихския университет под ръководството на Волфганг Паули. В Копенхаген Делбрюк се сдружава не само с Бор, но и с физиците Джордж (Георгий) Гамов и Виктор Вайскопф. Теорията за комплементарността на Бор променя основно представите на Делбрюк за биологията и генетиката. Според концепцията за комплементарността вълновата и квантовата теория изразяват различни аспекти на електромагнитното взаимодействие, а следователно и различни аспекти на физическата реалност. Предположението на Бор, че този физически феномен ще бъде открит и в биологичните явления, повлиява силно върху бъдещите изследвания на Делбрюк.

Когато се връща в Берлин през 1932 г., Делбрюк започва да работи като асистент на Лиза Майтнер, която заедно с Ото Хан изучава ефекта от излъчването на неутрони от урана. През тези години той се среща често с физици и биолози, които се интересуват от проблемите на генетиката. Малко преди това Херман Мюлер доказва, че йонизиращото излъчване предизвиква генетични мутации. Това потвърждава мнението на берлинските учени, „че гените имат същата стабилност като молекулите с химическа природа“. В средата на 30-те години гените „се използват като алгебрични единици в сложните изследвания на генетиците и се отъждествяват с молекулите, при анализа на които се прилага терминология от структурната химия“. В свое известно съчинение, написано през 1937 г., Делбрюк предлага да се разглеждат гените като молекули, а „репликацията на вирусите като особена форма на примитивната репликация на гените...“ „Подобна гледна точка – казва той – означава значително опростяване на въпроса за произхода на много извънредно сложни и специфични молекули, намиращи се във всеки организъм... и необходими за осъществяването на най-обикновената обмяна на веществата“.

През 1937 г. Делбрюк получава втора стипендия от фонда „Рокфелер“, която използва за изучаване на биология и генетика в Калифорнийския технологичен институт (Калтех) в Пасадена. Работейки там с Томас Хънт Морган, той изследва генетиката на плодовата мушица (Drosophila melanogaster), разпространен при генетичните проучвания организъм, имащ кратка продължителност на живота и многочислено потомство. Докато Морган и други генетици изучават дрозофилата, за да изяснят състоянието на хромозомите и техните промени, Делбрюк започва да се интересува от генетиката на бактериофага, разновидност на вируса, който поразява бактериалните клетки. Бактериофагите (като всички вируси) са проста жизнена форма и се състоят от разположена в центъра им нуклеинова киселина и външна протеинова обвивка. В днешно време са известни три възможни резултата от проникването на бактериофага в бактериалната клетка. Той може да въздейства на биохимичния апарат на клетката, да репликира и да предизвиква разрушаване (лизис) на клетката, освобождавайки нови бактериофаги. От друга страна, бактериофагът може да се включи в ДНК на бактериалната клетка; в този случай възникващият профаг се предава на клетките-потомци в хода на клетъчното делене аналогично на бактериалния ген. Ако профагът се активира (например с ултравиолетово облъчване), той може отново да придобие поведението на автономен бактериофаг и да предизвика лизис на бактериалната клетка. Третата възможност е бактериофагът да бъде разрушен от ферментите на бактериалната клетка. Делбрюк и бактериологът Емори Елис разработват експериментални методи за изучаване на бактериофагите, а също така математическа система за анализ на резултатите от своите експерименти. В първото си съчинение, написано през 1939 г., те разглеждат единичния цикъл на размножаването на фага в отделните клетки; това слага начало на нова ера в изследванията на вирусите.

Когато започва Втората световна война, Делбрюк остава в САЩ. Като става преподавател по физика в университета „Вандербилт“ в Нашвил (щат Тенеси), той продължава да изучава бактериофагите през следващите седем години.

През 1940 г. на заседание на Американското физическо дружество във Филаделфия Делбрюк среща Салвадор Лурия, който изследва бактериофагите в колежа на лекарите и хирурзите към Колумбийския университет в Ню Йорк. Като намират общи интереси в изследователската си работа, Делбрюк и Лурия започват да обсъждат своите експерименти, използвайки кореспонденция и епизодични срещи. Резултатите от изследванията им свидетелстват, че ДНК на бактериалните клетки се подлага на спонтанни мутации, което влияе на имунитета на клетката, или - с други думи, на нейната резистентност по отношение на лизиса от бактериофагите. Тези наблюдения, публикувани през 1943 г., стават образец за анализ и обработване на резултати от експериментални генетични изследвания. Представяйки първото доказателство за предаване на наследствеността у бактериите чрез гените, статията на двамата учени опровергава господстващото мнение за придобиването на генетични черти и поставя началото на ерата на бактериалната генетика и молекулярната биология.

През 1943 г. Делбрюк започва да си сътрудничи в изследването на бактериофагите с Алфред Хърши, микробиолог от Вашингтонския университет. Той, Хърши и Лурия организират група за изучаване на фага, начертавайки план за своите изследвания. Чрез неофициални срещи с други изследователи членовете на групата насочват работата им към изучаването на групата бактериофаги, които атакуват чревния бацил Escherichia соli, за да могат да се сравнят експерименталните данни от различни лаборатории. Две години по-късно Делбрюк организира първите курсове по изследване на бактериофагите в лабораторията „Колд Спринг Харбър“ в Ню Йорк. Тези курсове, по време на които се разглеждат количествените и статистическите методи за изследване, се провеждат всяко лято до 1971 г. и привличат вниманието на биолози, генетици и физици от цял свят. През 1947 г. Делбрюк е назначен за професор по биология в Калтех и две години по-късно е избран за член на Националната академия на науките.

Работейки независимо един от друг, Делбрюк и Хърши откриват през 1946 г. възможността за обмен на генетична информация (гени) между две различни линии бактериофаги, ако една и съща бактериална клетка се атакува от няколко бактериофага. Този феномен, който те наричат генетична рекомбинация, е първото експериментално доказателство за рекомбинацията на ДНК във вирусите. По-късно, през 1952 г., Хърши и колежката му Марта Чейз потвърждават, че гените се състоят от ДНК. През следващата година Франсис Крик и Джеймс Д. Уотсън определят тримерната (пространствената) структура на ДНК; Уотсън излага първите данни за двойната спирална структура на ДНК в писмо до Делбрюк. През 50-те и 60-те години лабораторията на Делбрюк е място за среща на много изследователи – сред които Уотсън и Франсоа Жакоб, - обсъждащи експериментални намерения, проблеми за решаване на генетичния код и други текущи въпроси на генетичните изследвания.

След Втората световна война Делбрюк е канен да работи в различни институти и в края на 1946 г. по предложение на Джордж У. Бидъл е приет за ръководител на биологичните изследвания в Калтех. Започвайки работа през 1947 г., той остава там до оставката си през 1977 г., когато е избран за член на управата на института. През последните си години Делбрюк започва да се интересува от молекулярната биология на сетивните възприятия и изследва Phycomyces – проста гъба, реагираща на светлината и движеща се в нейно направление. По време на отпуската си, взета за своя сметка от 1961 до 1963 г., той работи като външен професор в университета в Кьолн, Западна Германия, помагайки за създаването на институт по генетика към университета.

През 1941 г. Делбрюк се жени за Мери Брус, която среща в Калтех. Семейството има четири деца. Студентите и колегите на Делбрюк ценят не само неговите организаторски способности, но също така неговото остроумие и пренебрежението му към правилата на етикета. Понякога той организира вечеринки, предлагайки на някои от гостите да се облекат официално, а на други да дойдат с облекла за тенис; самият той се появява облечен в различни стилове. Делбрюк проявява голям интерес към философията, музиката и литературата и е много огорчен, че не е може да чуе лекцията, посветена на немския поет Райнер Мария Рилке в Ню Йорк; не му позволява болестта: през 1978 г. му откриват злокачествен тумор на костния мозък, който заедно със страничните явления от химиотерапията ограничава активността му. Умира в Пасадена.

Наградите на Делбрюк включват почетни степени от университетите в Копенхаген, Чикаго, Хайделберг, Харвард и Гьотинген, а също така от колежа „Густав Адолф“ и от университета на Южна Калифорния. Той е удостоен с наградата Кимбър за генетика на Националната академия на науките (1964 г.), с наградата Грегор Мендел на академията на естествоизпитателите „Леополдина“ (1967 г.) и с наградата Луиза Грос-Хорвиц на Колумбийския университет (1969 г.). Делбрюк е член на американската Национална академия на науките, на Американската академия на науките и изкуствата, на Кралската академия на Дания, на Лондонското кралско дружество и на Академията на науките на Франция.

Превод от руски: Павел Б. Николов