Алфавит ДНК: как Маршалл Ниренберг разгадал генетический код

В середине XX века генетический код оставался неразгаданным. Ученые знали, что ДНК хранит наследственную информацию, но не понимали, как клетки могут ее «читать». Все изменилось в 1966 году, когда Маршалл Ниренберг смог расшифровать загадочный код жизни.

Первые шаги Маршалла Ниренберга в науке

Маршалл Ниренберг родился в простой семье. Его отец был мастером по пошиву рубашек, а мать — домохозяйкой. В детстве семья переехала из Нью-Йорка во Флориду, где мальчик заинтересовался природой. Ему нравилось собираться насекомых, зарисовывать растения и вести дневник наблюдений.

После школы Маршалл поступил в Университет Флориды, где начал изучать зоологию и химию. В 1948 году он получил степень бакалавра, а спустя четыре года — магистра. Затем он увлекся биохимией — наукой о химических процессах в живых организмах, что привело его в Мичиганский университет, где в 1957 году он защитил докторскую диссертацию, о том, как клетки поглощают сахара.

Прорыв в расшифровке генетического кода

После окончания уже второго университета Ниренберг устроился в Национальный институт здоровья (NIH) в Бетесде. Сначала он занимался ферментами, но вскоре его привлекла генетика.

В 1959 году Маршалл решил выяснить, какую роль в этом процессе играет РНК — молекула, участвующая в кодировании и выражении генов. Он объединился с немецким аспирантом Генрихом Маттеи для решения этой задачи. Однако их эксперименты оставляли больше вопросов, чем ответов: как РНК передает инструкции для создания белков?

Тогда они решили взять синтетическую РНК, состоящую только из урацила (U) — одного из четырех «букв» генетического кода. Затем ученые добавили ее в пробирку с бактериальными клетками и «строительными блоками» для белков. Они обнаружили, что цепочка «UUU» заставляла клетки производить фенилаланин — одну из 20 аминокислот, из которых состоят белки.

Это означало, что что три нуклеотида кодируют одну аминокислоту. Так был впервые расшифрован генетический код.

Гонка за полной расшифровкой генетического кода

После успеха с «UUU» Ниренберг и его команда начали искать комбинации для остальных аминокислот. В результате они установили, что «ААА» кодирует лизин, а «ССС» — пролин.

Так, к 1966 году они смогли расшифровать все 64 кодона — последовательность из трех расположенных подряд нуклеотидов. И с помощью этого доказали, что генетический код универсален для всех живых организмов.

Спустя два года Маршалл Ниренберг получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за работу по «интерпретации генетического кода и его функции в синтезе белка». Он разделил награду с Робертом Холли и Харом Гобиндом Кораной.

В 1970-х Ниренберг решил сменить направление своих исследований и занялся нейробиологией. Он изучал, как работают нервные клетки, как морфин влияет на мозг, и какие гены управляют развитием плодовых мушек.

Кроме того, Маршалл Ниренберг занимался социальными вопросами общества. Он множество раз предупреждал о безумии гонки вооружений и выступал за объединение усилий для скорейшего развития науки.