Текст книги "Нобелевские премии по физиологии или медицине за 100 лет"

Генетика и эмбриология

ВЕРНЕР АРБЕР, Швейцария

(WERNER АRBER)

1929

ДАНИЕЛ НАТАНС, США

(DANIEL NATHANS)

1928–1999

ГАМИЛЬТОН О. СМИТ, США

(HAMILTON O. SMITH)

1931

1933

1935

1946

1958

1959

1962

1965

1966 (а)

1968

1969

1975

1978

1983

1989

1993

1995

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «за открытие ферментов рестрикции и приложение этих знаний к проблемам молекулярной генетики».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: открытие особых ферментов, разрезающих молекулу ДНК в строго определенных местах. Использование этих ферментов позволяет исследователю реконструировать генетический материал: делить ДНК на заранее заданные фрагменты, затем соединять их в новом порядке и т. д.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Законы генетики были открыты Грегором Иоганном Менделем (Gregor Johann Mendel, 1822–1884) в 1854–1863 годы в опытах по скрещиванию сортов гороха. Законы Менделя, опубликованные в 1866 году, были забыты и вновь открыты в 1900 году немцем Карлом Эрихом Корренсом (Carl Erich Correns, 1864–1933), голландцем Хуго Де Фризом (Hugo De Vries, 1848–1935) и австрийцем Эрихом Чермак-Зейзенеггом (Erich Tschermak-Seysenegg, 1871–1962).

Существование носителей наследственности постулировал Мендель (1866). В 1909 году датчанин Вильгельм Людвиг Иогансен (Wilhelm Ludwig Johannsen, 1857–1927) назвал их генами (от греч. genos – род, происхождение). Морган (Нобелевская премия 1933 года) доказал, что гены упорядоченно расположены в хромосомах («как бусины на нитке»).

Скорость большинства химических реакций в живом организме регулируется биологическими катализаторами – белками-ферментами (лат. fermentum — закваска), или энзимами (от греч. en — внутри и zyme — закваска). Каждый фермент катализирует превращение одного вещества или одной группы веществ. В 1902 году Арчибальд Э. Гаррод (Sir Archibald Е. Garrod) описал несколько форм наследственной ферментативной недостаточности, и высказал предположение о том, что генетический дефект проявляется недостаточностью синтеза одного из ферментов. Бидл и Тейтем (Нобелевская премия 1958 года) доказали, что структура каждого синтезируемого белка закодирована в одном из генов; таким образом, гены управляют синтезом белков, в том числе и ферментов, то есть: ген→ фермент→ реакция→ функция.

В 1869 году швейцарский патологоанатом Иоган Фридрих Мишер (Johan Friedrich Miescher, 1811–1887) обнаружил в клеточном ядре нуклеин (лат. nucleus – ядро), который в 1889 году Рихард Альтманн (Richard Altmann, 1852–1901) переименовал в нуклеиновую кислоту. Было показано, что хромосомы состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков. В 1944 году Освальд Теодор Эйвери (Oswald Theodore Avery, 1877–1955) и другие доказали, что наследственные признаки могут быть переданы от одной бактерии к другой путем переноса чистой ДНК (без белков). В 1953 году Крик и Уотсон (Нобелевская премия 1962 года) установили структуру молекулы ДНК.

В 1957 году Крик предположил, что на матрице ДНК выстраиваются в строгом порядке некие вещества, переносящие аминокислоты в строящуюся молекулу белка. В 1957 году Э. Волькиным (Е. Volkin) и Л. Астраханом (L. Astrachan) из фага Е. соН была выделена фракция рибонуклеиновой кислоты, которую Жакоб и Моно (Нобелевская премия 1965 года) описали потом как матричную, или информационную РНК (иРНК), считывающую информацию с ДНК и передающую ее аппарату белкового синтеза.

Холли (Нобелевская премия 1968 года) раскрыл структуру транспортной РНК (тРНК). Таким образом, было закончено описание механизма, с помощью которого генетическая информация воплощается в белковой молекуле и далее – в функциях организма: ДНК → иРНК → рибосома → белок → реакция→ функция.

В 1961 году Ниренберг (Нобелевская премия 1968 года) расшифровал значение первого из кодонов, и в последующие пять лет главным образом его усилиями и работами разделившего с ним Нобелевскую премию Кораны, генетический код был полностью расшифрован.

Появились новые задачи: (а) полностью прочесть геном (последовательность нуклеотидов в ДНК) какого-либо организма, пока самого простого; и (б) научиться произвольно реконструировать молекулу ДНК с тем, чтобы задать ей новые свойства.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Арбер начал свои исследования ферментов рестрикции в Женеве в 1960-е годы. До этого он изучал явление, известное как «рестрикция бактериофага, управляемая хозяином» и обнаружил, что этот процесс включает в себя изменение ДНК вирусов. Целью рестрикции, очевидно, являлось создание барьера против проникновения чужеродного генетического материала. Арбер показал, что это явление может быть разделено на два компонента: рестрикцию и модификацию. Рестрикция включала в себя повреждение ДНК, модификация представляла собой метилирование ДНК, которое предупреждало рестрикцию. Арбер предполагал, что оба процесса катализируются специфическими ферментами рестрикции и модификации. Он думал, что молекулы ДНК содержат особые сайты, способные связывать ферменты обоих типов. Эти сайты созданы повторяющимися структурными элементами, сформированными из особого рода последовательностей парных азотистых оснований. Ферменты действуют на эти сайты, или разрезая молекулу (рестрикция) или метилируя ее (модификация).

Итак, Арбер первым обнаружил ферменты рестрикции. Он постулировал, что эти ферменты связываются с ДНК на специфических участках, содержащих повторяющиеся структурные элементы, составленные из специфических последовательностей парных азотистых оснований.

Биохимик Смит работал в Балтиморе независимо от Арбера. Он проверил гипотезу Арбера и в 1970 году опубликовал две классические статьи, в которых описал открытие фермента рестрикции у бактерии Heamophilus influenzae, а также подробно охарактеризовал механизм его действия. До Смита другие ученые в подобных экспериментах потерпели неудачу. Фермент рестрикции из Н. influenzae рассекает чужеродную ДНК на крупные фрагменты (приблизительно по 1000 парных оснований в каждом), но не задевает ДНК бактерии-хозяина. Наиболее важным был установленный Смитом факт: начала и концы всех фрагментов содержали одни и те же последовательности из трех парных оснований. Это доказывало, что фермент разрезает ДНК везде, где встречает запрограммированную последовательность из шести парных оснований. Такая последовательность внутренне симметрична и разрезается посередине.

Множество новых ферментов рестрикции были описаны другими авторами, использовавшими методологию, разработанную Смитом. И в большинстве случаев наблюдалась та же картина: фермент рестрикции распознавал некоторые симметричные последовательности парных оснований и разрезал ДНК везде, где эти последовательности встречались. Различные ферменты распознают различные последовательности, и к настоящему времени в распоряжении экспериментатора имеется целый набор ферментов, с помощью которых можно разрезать ДНК на различных участках, чтобы получить множество фрагментов с заданными характеристиками.

Натане работал в Балтиморе в том же университете, что и Смит, и был первопроходцем в применении ферментов рестрикции к задачам генетики. Свои исследования в этой области он провел в течение 1970-х годов. Натане использовал в экспериментах маленькую (5 тыс. нуклеотидов) ДНК вируса SV40, поражающего обезьян, но значение его результатов шире. В первом сообщении (1971) он показал, что фермент рестрикции, обнаруженный Смитом, разрезает ДНК вируса SV40 на 11 точно отмеренных фрагментов. В этом сообщении Натане также указал на другие возможности применения ферментов рестрикции в генетике и блестяще предсказал многие последующие разработки. Публикация Натанса 1971 года, без сомнения, послужила источником вдохновения для ученых, начавших после этого использовать ферменты рестрикции. Двумя годами позднее он описал способы разрезания ДНК вируса SV40 с помощью двух дополнительных ферментов – рестриктаз. Ему удалось сложить вместе фрагменты, полученные в результате трех расщеплений, и построить полную генетическую карту ДНК SV40 – первую полученную химическим путем. Общий подход, разработанный Натансом для SV40, был позднее использован другими для картирования все более и более сложных структур ДНК. Они уточнили карту ДНК SV40. В результате была получена полная последовательность нуклеотидов в этой молекуле и полная химическая формула всех генов вируса животного. Натане непрерывно вносил идеи и развивал новые методы использования рестриктаз в решении генетических задач. Он был великим энтузистом в этой области исследований.

Вклад Натанса состоял в том, что он первым показал, как использовать ферменты рестрикции для конструирования генетических карт, разработал методологию использования этих ферментов для решения задач генетики.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Итоги работ Арбера, Натанса и Смита сразу же после выхода оказали влияние на развитие генетики. Задача этой науки, как известно, состоит еще и в том, чтобы объяснить, как гены организованы и как они экспрессируются. Открытие ферментов рестрикции обеспечило новые средства для детального химического анализа механизма действия гена. Уже за первые несколько лет после открытия рестриктаз их использование в генетике привело к значительным достижениям, в особенности в понимании организации и экспресиии генов высших животных.

Ферменты рестрикции являются «химическими ножами» для нарезания генов, то есть ДНК, на фрагменты. Их можно использовать, чтобы: (1) установить порядок генов в хромосомах; (2) проанализировать химическую структуру генов и областей ДНК, которые регулируют функцию генов; и (3) создать новые комбинации генов. Эти методы открывают возможности для изучения организации и экспрессии генов высших животных и для решения фундаментальных проблем экспериментальной биологии. В медицине эти знания помогают в предупреждении и лечении пороков развития, наследственных болезней и рака.

Наиболее важные ферменты рестрикции используются, для анализа функции сайтов ДНК, которые регулируют экспресию генов, что открывает новые возможности для изучения связи между наследственностью и функцией. Это позволило продвинуться в понимании наиболее важных вопросов биологии, например: как гены направляют развитие единственной оплодотворенной яйцеклетки в целый организм со многими и различными органами? Что заставляет клетки одного органа сохранять их специализированные функции? Многие болезни суть экспресии нарушений нормальных функций, и расширение знаний в молекулярной генетике дает средства предотвращать пороки развития, наследственные болезни и рак.

БИОГРАФИИ:

АРБЕР

Арбер родился 3 июня 1929 года в Гранихене, в немецкоязычном швейцарском кантоне Ааргау в семье Юлиуса и Марии Арбер (Julius, Maria Arber). Здесь он учился в общей школе, а затем поступил в кантональную гимназию, которую окончил в 1949 году. С 1949 по 1953 год он работал над дипломом по естествознанию в Швейцарской политехнической школе в Цюрихе. После защиты диплома Арбер стал ассистентом по электронной микроскопии в лаборатории биофизики в Женевском университете (1953). Здесь, в лаборатории биофизики он начал изучать бактериофаг ламбда (Л) и перенос им бактериального генетического материала. После защиты докторской диссертации (1958) Арбер получил предложение работать в университете Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. В 1960 году он вернулся в Женеву для исследования воздействия излучения на микроорганизмы (эта тема хорошо финансировалась правительством в те годы). Основная часть его исследований касалась механизмов генетической модификации и рестрикции. В 1965 году Арбер стал профессором молекулярной генетики в Женевском университете. В 1968 году он принял предложение стать профессором Базельского университета, но начал работать там лишь в 1971 году, после того, как провел год на кафедре молекулярной биологии Калифорнийского университета в Беркли.

В 1966 году Арбер женился на Антонии (Antonia). У них родились две дочери.

НАТАНС

Натане родился 30 октября 1928 года в Уилмингтоне (Wilmington), Дэлавер, США, последним из девяти детей в семье Самюэля Натанса (Samuel Nathans) и Сары Левитан (Sarah Levitan), еврейских эмигрантов из России. Он учился в общей школе Уилмингтона. Идя по стопам своих братьев и сестер, он поступил в университет штата Дэлавер, где изучал химию, философию и литературу. Для его отца увлечение Даниеля естествознанием означало начало карьеры врача, да и самому Даниелю нравилась такая перспектива. В результате он поступил в Медицинскую школу, получив стипендию в Вашингтонском университете Сент-Луиса, Миссури. Это был удачный выбор. Работа убедила Натанса, что карьера исследователя удовлетворит его больше, чем медицинская практика. После получения степени доктора медицины в 1954 году Натане поступил в интернатуру Колумбийского пресвитерианского медицинского центра. Два года его пребывания в Центре были прерваны работой в качестве клинического исследователя в Национальных институтах здоровья в Бетесде, где Натане женился (1956) на Джоане Э. Гомберг (Joanne Е. Gomberg). В Бетесде Натане занимался биосинтезом белков. Это привело его в лабораторию Липмана (Нобелевская премия 1953 года) в Рокфеллеровском институте (1959). Здесь он занимался бактериальными «факторами удлинения» аминокислотной цепи и совместно с коллегами доказывал, что белковая капсула вируса кодируется вирусной РНК. Новая должность на кафедре микробиологии Медицинской школы университета Джонса Хопкинса заставила Натанса переехать в Нью-Йорк, а в 1962 году он возглавил отделение генетики в Балтиморе. В середине 1960-х годов Натане заинтересовался вирусным онкогенезом и провел первую половину 1969 года в Вейсмановском институте в Реховоте, Израиль. По возвращении в Балтимор Натане продолжил исследования и собрал большой коллектив выдающихся исследователей.

У супругов Натане было три сына.

Натане умер в Балтиморе 16 ноября 1999 года в возрасте 71 года.

СМИТ

Гамильтон Отанел Смит родился 23 августа 1931 года в Нью-Йорке в семье Томми Харки Смита (Tommie Harkey Smith) и Банни Отанел (Bunnie Othanel). В последующие пять лет его семья часто ездила из Нью-Йорка в Гэйнсвилл (отец Смита был профессором университета Флориды). В 1937 семья переехала в Шампейн-Урбана, Иллинойс. Гамильтон и его брат получали частные уроки французского, игры на фортепьяно и скрипке. Они учились у талантливых музыкантов, но Гамильтон не проявлял музыкальных дарований. Его друзья были главным образом детьми университетских сотрудников. Их увлечения включали футбол, баскетбол, музыку, химию, и электронику. Гамильтон учился в средней школе при университете – из этой школы вышло еще два Нобелевских лауреата: Дойзи (1943) и Холли (1968) – и, досрочно закончив ее, поступил в Иллинойсский университет, где специализировался в области математики. Однако на втором курсе брат дал Гамильтону книгу по математическому моделированию центральной нервной системы, и тот настолько заинтересовался этой проблемой, что в 1950 году стал слушателем курсов по физиологии клетки, биохимии и биологии в Калифорнийском университете в Беркли. Там Смит занялся физиологией зрения. С 1952 он начал работу в Медицинской школе университета Джонса Хопкинса в Балтиморе. Смит получил степень доктора медицины в 1956 году и прошел интернатуру в госпитале Сент-Луисе, где встретил свою будущую жену. В 1957 году Смит был призван во флот и прослужил по медицинской части два года в Сан-Диего, Калифорния. Чтобы избавиться от безделья он начал читать литературу по генетике и хромосомным аберрациям у человека. После демобилизации в 1959 году Смит переехал в Детройт, где он работал в больнице Генри Форда. Там он нашел богатую библиотеку со статьями по бактериофагам, оперонной структуре гена и понял, что нашел главный интерес своей жизни. В 1962 году он начал карьеру исследователя в отделении генетики человека в Мичиганском университете. В 1965 году они обнаружили ген, контролирующий присоединение профага, теперь известный как ш£-ген. В 1967 году Смит перешел в университет Джонса Хопкинса.

В 1957 году Смит женился на Элизабет Энн Болтон (Elizabeth Anne Bolton). У Смитов родились четверо сыновей и дочь.

ЛИТЕРАТУРА

Работы Арбера:

Biological specificities of deoxyribonucleic acid// Pathol. Microbiol. 1962. V. 25. P. 668–681;

Host-controlled restriction and modification of bacteriophage// Symp. Soc. Gen. Microbiol. 1968. V. 18. P. 295–314;

DNA modification and restriction // Progr. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 1974. V. 14. P. 1–37;

Genetic Manipulation: Impact on Men and Society. New York, 1984.

О нем:

Asimov’s Biographical Encyclopedia of Science and Technology. Garden City, New York, 1982. P. 888–889.

Работы Натанса:

Purtification of a supernatanat factor that simulates amino acid transfer from soluble ribonucleic acid to protein//Ann. N. Y. Acad. Sci. 1960 V. 88. P. 718–721;

Cell-free protein synthesis directed by coliphage MS2 RNA: Synthesis of intact viral coat protein and other products//J. Mol. Biol. 1965. V. 13. P. 521–531;

Natural RNA coding of bacteria protein synthesis // Meth. Enzymol. 1968. V. 12. P. 787–791;

Restriction endonucleases in the analysis and restructuring of DNA molecules // Ann. Rev. Biochem. 1975. V. 44. P. 273–293 (with H. O. Smith).

О нем:

Biographical Encyclopedia of Scientists. New York, 1981. P. 584–585;

Работы Смита:

A restriction enzyme from hemophilus influenzae: I. Purification and general properties // J. Mol. Biol. 1970. V. 51. P. 375 (with K. W. Wilcox);

A restriction enzyme from hemophilus influenzae: II. Base sequence of the recognition site // J. Mol. Biol. 1970. V. 51. P. 393;

Restriction endonucleases in the analysis and restructing of DNA molecules // Ann. Rev. Biochem. 1975. V. 44. P. 273–293 (with D. Nathanas).

О нем:

Biographical Encyclopedia of Scientists. New York, 1981. P. 737–738.

О них:

Roberts R.; Lindley M. The Nobel prizewinners 1978: Medicine. From modest beginnings… // Nature. 1978. V. 275. N. 5682. P. 689–690;

Linn S. The 1978 Nobel Prize in Physiology or Medicine // Science. 1978. V. 202. N. 4372. P. 1069–1071;

Nobel Prizes: Research with an impact. Medicine: Enzyme scientists get prize // Sci. News. 1978. V. 114. N. 17. P. 276–277;

Nobel to Mitchell for chemiosmotic theory // Chem. Eng. News. 1978. V. 56. N. 43. P. 4–5.

Медицина

АЛЛАН М. КОРМАК, США

(ALLAN M. CORMACK)

1924–1998

ГОДФРИ Н. ХАУНСФИЛД, Великобритания

(GODFREY N. HOUNSFIELD)

1919

1902

1903

1907

1912

1926

1927

1928

1934

1939

1945

1948

1949 (б)

1952

1954

1966 (б)

1976

1979

1988

1990

1997

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «за разработку компьютерной томографии».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: за принципиальное усовершенствование методов рентгенологического исследования – создание аппаратуры, производящей серию снимков одного объекта под разными углами, и систему компьютерной обработки данных.

ПРЕДЫСТОРИЯ

28 декабря 1895 года Рентген (Нобелевская премия по физике за 1901 год) сообщил об открытии им X-лучей, позднее названных рентгеновскими.

Применение открытия в медицине не заставило себя ждать: поместив под поток лучей руку своей жены Анны Берты, Рентген получил первую в мире рентгенограмму — негативный фотоснимок, на котором кости фрау Рентген выглядели светлыми, а мягкие ткани – темными. Особенно ярко выделялись белые полоски золотых колец – металл полностью задерживал поток лучей.

Анализ рентгенограмм быстро стал обязательным элементом работы травматологов, чему особенно способствовало начало «травматической эпидемии» – Первой мировой войны. Были созданы стационарные и мобильные аппараты для получения рентгенограмм. На снимках были отчетливо видны не только костные отломки, но и структура возникающей в месте перелома костной мозоли.

Хуже обстояло дело с исследованием внутренних органов: снимки были менее четкими, изображения органов, через которые последовательно проходил луч, накладывались одно на другое. Для производства съемки необходимо было придавать больному специальные позы, с таким рассчетом, чтобы лучи по возможности проходили только через исследуемый орган. Полые органы – желудок, кишку, сосуды иногда заполняли специальной смесью (как правило, солей бария), непроницаемой для рентгеновских лучей. Особые трудности возникали при исследовании головного мозга: кости черепа сильно поглощают рентгеновские лучи и скрывают изображение мягких тканей. Искусству анализа («чтения») рентгенограмм медик учится годами.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Более полувека казалось, что эти трудности неизбежны, пока за решение медицинской проблемы не взялся физик Кормак. В 1956 году он начал работать в области медицинской физики в отделении радиологии госпиталя Грооте Схюр в Кейптауне – лечебном учреждении, которое вскоре приобретет всемирную славу благодаря первой в мире пересадке человеческого сердца, произведенной Кристианом Н. Барнардом (Christian N. Barnard) 3 декабря 1967 года.

Наблюдая за лучевой терапией онкологических больных, Кормак предположил, что, если сделать одновременно несколько снимков под разными углами, то сравнение их даст более полную информацию о состоянии органа. Но вопрос был в том как интерпретировать получаемые данные для воссоздания деталей внутреннего строения и получить трехмерную реконструкцию объекта? – В течение нескольких лет Кормак разрабатывал и совершенствовал математические методы анализа данных, получаемых при рентгенологических исследованиях. В Кейптауне и в университете Тафта в Медфорде, Массачусетс, Кормак проводил эксперименты с γ-излучением Со⁶⁰, пропуская тонкий пучок лучей сквозь сложные муляжи человеческого тела, имитирующие череп, мозг и даже опухоли. Работы Кормака были опубликованы в 1963–1964 годах, но не привлекли особого внимания научного сообщества. Из-за отсутствия в это время быстродействующих компьютеров для анализа данных метод Кормака оставался примитивным и трудоемким. Изображения, полученные им, были названы томограммами (от греч. tomos — срез, рассечение).

Когда Хаунсфилд в начале 1960-х годов работал в качестве инженера в “Electrical and Musical Instruments Ltd” (EMI), он участвовал в создании компьютерных программ для распознавания изображений, и у него появилась идея создать устройство, которое было бы способно так оценивать степень поглощения рентгеновских лучей биологическими тканями, чтобы разграничить нормальную и измененную ткань, например, опухоль.

К этому времени Кормак уже создал свой математический метод для оценки поглощения рентгеновских лучей биологическими тканями. В 1967 году Хаунсфилд независимо от Кормака начал работу по созданию своей системы компьютерной томографии. Он разработал несколько иную математическую модель и использовал быстродействующие компьютеры. После начальной экспериментальной работы, проектирования и сооружения четырех клинических опытных образцов началась разработка пяти более сложных опытных образцов для сканирования мозга и целого тела (три из которых пошли в производство). Хаунсфилду удалось внедрить томографический метод исследования в практику. Так его усилиями томография превратилась в компьютерную аксиальную томографию (CAT), или компьютерную томографию (СТ).

Уже в 1971 году в госпитале Аткинсона Морли (Уимблдон, Великобритания) был смонтирован первый клинический компьютерный томограф для исследования больных с опухолями и другими заболеваниями головного мозга. В 1972 году корпорация EMI объявила о производстве первого коммерческого компьютерного томографа EMICT-1000.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Первые публикации Кормака (1963–1964), как уже говорилось, не вызвали отклика, и только в 1970–1972 годах на медицинские журналы обрушилась лавина статей по применению томографии. Изображения внутренних органов и особенно головного мозга («срезы»), получаемые на любой заданной глубине, давали врачу такое количество полезной информации, каким он не располагал никогда прежде. Клинические испытания томографов показали, что компютерная томография – революционный шаг в рентгенологии. Хаунсфилд вообще утверждал, что томограф в 100 раз эффективнее обычного рентгеновского аппарата, гораздо чувствительнее и экономичнее, при том что суммарная доза облучения пациента оказывается примерно той же. Томограмма позволяет четко отличить здоровые ткани от пораженных, даже если разница в поглощении лучей невелика. Сравнение компьютерных томограмм, полученных в разное время, позволяет точно оценить изменение размеров различных структур и в частности опухолей. Вскоре все сколько-нибудь крупные медицинские центры обзавелись собственными компьютерными томографами и стали накапливать опыт их применения.

Томографы, первоначально разработанные для сканирования мозга, используются сейчас для исследования практически любых участков тела. К настоящему времени созданы томографические атласы и каталоги изображений органов для большинства болезней, сопровождающихся значительными изменениями в структуре органов. Это позволило значительно улучшить диагностику, отслеживать развитие болезни и оценивать результативность лечения.

Применение СТ позволило своевременно поставить верный диагноз сотням тысяч больных, особенно страдающим онкологическими заболеваниями, и тем самым спасло их жизни. Главным недостатком СТ является относительная дороговизна применяемой аппаратуры. Тем не менее СТ подтолкнула физиков и инженеров к разработке новых, еще более мощных методов исследования человеческого тела. Так, в 1980-е годы появились аппараты, основанные на принципах ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).

Награждение Кормака и Хаунсфилда стало уникальным в том смысле, что никогда ранее и никогда после Нобелевскую премию по физиологии или медицине не получали физик и инженер.

БИОГРАФИИ:

КОРМАК

Аллан Маклеод Кормак родился 23 февраля 1924 года в Йоханнесбурге, Южная Африка и был младшим из троих детей Джорджа Кормака (George Cormack) и Амелии Маклеод (Amelia MacLeod). Его семья много ездила по стране и в 1936 году осела в Кейптауне. Там Аллан учился в средней школе и интересовался астрономией, зачитываясь популярными работами астрономов. В то время занятие астрономией не было прибыльным делом, и Аллан поступил в Кейптаунский университет, чтобы изучать электротехнику. После получения степени магистра (1945) Кормак отправился в Сент-Джонс-колледж в Кембридже, где работал в Кавендишских лабораториях.

На лекциях Дирака (Нобелевская премия по физике за 1933 год) по квантовой механике Кормак встретил будующую жену – американку Барбару Джин Севи (Barbara Jeanne Seavey), женился в 1950 году и уехал с ней в Кейптаун работать лектором на кафедре физики. В 1956 году он случайно заинтересовался задачей, которая теперь известна как компьютерно-томографическое сканирование. Возможность работы на циклотроне в Гарварде привела к переезду Кормака в США и положила начало обширной серии экспериментов. Позднее он получил приглашение возглавить кафедру физики в университете Тафта, что привело к его невозвращению в Южную Африку.

У Кормака и его жены был сын и две дочери.

Кормак умер 7 мая 1998 года в возрасте 74 лет.

ХАУНСФИЛД

Годфри Ньюболд Хаунсфилд родился 28 августа 1919 года в Ньюарке, Англия. После Первой мировой войны его отец Томас Хаунсфилд (Tomas Hounsfield) купил там небольшую ферму, которая стала идеальным местом для игр его пяти детей. В раннем возрасте Годфри интересовался всякими механическими и электрическими устройствами. Он строил электрические проигрыватели и записывающие устройства, делал опасные исследования принципов полета, слетая на самодельных планёрах с вершин стогов сена. Самолеты еще больше заинтересовали Хаунсфилда в начале Второй мировой войны, и он пошел служить в Королевские ВВС добровольцем. Он много читал по радиолокации и после небольших тестов был направлен инструктором по радиолокационной механике в Королевский научный колледж в Южном Кенсингтоне, а позднее – в радиолокационную школу. Он учился в Сити-энд-Гилд-колледж (Лондон) и получил квалификацию инженера по радиокоммуникациям (1938).

После войны (1951) он закончил электротехнический инженерный колледж Фарадея (Лондон) и получил степень «инженер-электрик и механик». Хаунсфилд пришел в корпорацию EMI в Миддлсексе в 1951 году, и трудился там некоторое время на разработке радаров и управляемых снарядов, а позже руководил небольшой лабораторией. Тогда он заинтересовался компьютерами, которые находились еще «в пеленках». Начиная с 1958 года, Хаунсфилд руководил созданием первого полностью транзисторного британского компьютера (ЕМI DEC 1100). Он занимался разработкой устройств памяти, накопителей, процессоров. Позднее, в 1967 году, при работе над системами распознавания изображений Хаунсфилду пришла в голову идея, положившая начало методу компьютерной томографии. Только в конце 1970-х годов Хаунсфилд, наконец, определился с постоянным местом жительства. Кроме работы, его основным хобби были лыжные прогулки и игра на фортепьяно.

Хаунсфилд никогда не был женат.

ЛИТЕРАТУРА

Работы Кормака:

Representation of a function by its line integrals, with some radiological applications // J. Appl. Phys. 1963. V. 34. P. 2722–2727;

Representation of a function by its line integrals, with some radiological applications. II // J. Appl. Phys. 1964. V. 35. P. 2908–2913;

Small-angle scattering of 143-mev polarized protons //Nucl. Phys. 1964. V. 56. P. 46–64 (with J. N. Palmieri, D. J. Steinberg);

Measurement of cross sections with neutrons as targets // Phys. Rev. 1965. V. 138. P. 823–830 (with M. W. Shapiro, A. M. Koehler).

О нем:

Physics Today. 1979. V. 32. P. 19–20;

Di Chiro G.; Brooks R. A. The 1979 Nobel Prize for Physiology or Medicine // Science. 1979. V. 206. N. 4422. P. 1060–1062;

Работы Хаунсфилда:

Magnetic films for information storage. British Patent 1083673. 1967, September 20 (with P. H. Brown);

Computerized transverse axial scanning (Tomography) // Brit. J. Radiol. 1973. V. 46. P. 1016.

О нем:

Physics Today. 1979. V. 32. P. 19–20;

Di Chiro G.; Brooks R. A. The 1979 Nobel Prize for Physiology or Medicine // Science. 1979. V206. N. 4422. P. 1060–1062;

Current Biography Yearbook. New York, 1980. P. 153–155.

О них:

WalgateR.; Dickinson D. 35^th prize for inventor of EMI X-ray scanner //Nature. 1979. V. 281. N. 5732. P. 512–513;

Nobel Prizes: Emphasis on applications. Medicine // Sci. News. 1979. V. 116. N. 16. P. 261.