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

РОБЕРТ Ф. ФУРЧГОТТ, США

(ROBERT F. FURCHGOTT)

1916

ЛУИС ДЖ. ИГНАРРО, США

(LOUIS J. IGNARRO)

1941

ФЕРИД МЮРАД, США

(FERID MURAD)

1936

1904

1920

1922

1924

1956

1998

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «за открытия, касающиеся окиси азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: за открытие того, что окись азота NO является передатчиком сигналов от одной клетки к другой – абсолютно новый принцип передачи сигналов в биологических системах.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Окись азота NO (или оксид азота) была открыта в 1774 году англичанином Джозефом Пристли (Joseph Priestley, 1733–1804). Источником NO (как и других оксидов азота) являлась деятетельность почвенных бактерий, связывающих азот воздуха. В XX веке главным поставщиком окиси азота стал двигатель внутреннего сгорания. Превращаясь в диоксид, это вещество, участвует в образовании такого бедствия цивилизации как кислотные дожди.

Нитроглицерин был изобретен итальянским врачом и химиком Асканио Собреро (Ascanio Sobrero, 1812–1888) в 1846 году. Крайняя взывоопасность вещества делала его транспортировку слишком опасной. Альфред Нобель (Alfred Nobel) в 1867 году смешал нитроглицерин с кизельгуром – рыхлой кремнистой осадочной породой, содержащей большое количество панцирей диатомовых водорослей. Так появился относительно безопасный динамит, вещество, доходы от производства которого стали в определенной мере основой промышленной империи Нобеля.

Было также выявлено, что это вещество способно не только взрывать скальные породы, но и (в малых дозах) – уменьшать боли в груди у больных, страдающих стенокардией, которую тогда называли грудной жабой. Незадолго до своей кончины Нобель писал: «Ирония заключается в том, что теперь мой врач предписывает мне принимать нитроглицерин». К сожалению, снижая боли в груди, нитроглицерин вызывает и довольно сильную головную боль, поэтому Нобель отказался его принимать.

Причину болей в груди выяснили значительно позднее, установив, что она происходит в результате сужения сосудов, снабжающих кровью сердечную мышцу. Нитроглицерин на время расширяет сосуды и улучшает поступление кислорода в миокард. Несмотря на многочисленные попытки в течение целого столетия не удавалось установить механизм этого важнейшего лечебного эффекта.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Фурчготт, работая в Нью-Йорке, изучал влияние лекарств на кровеносные сосуды и часто получал противоречивые результаты: одно и то же вещество иногда вызывало расширение сосудов, а иногда – их сужение. Фурчготта заинтересовало, не вызвана ли разница в эффектах тем, что в части случаев может быть поврежден эндотелий — слой клеток, выстилающий внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов, а также полостей сердца.

В 1980 году, проведя остроумный эксперимент, Фурчготт показал, что ацетилхолин расширяет кровеносные сосуды только при сохраненном эндотелии. Фурчготт сделал вывод, что кровеносные сосуды расширяются благодаря тому, что клетки эндотелия выделяют неизвестную сигнальную молекулу, заставляющую расслабиться клетки гладкой мускулатуры сосудов. Он назвал эту гипотетическую сигнальную молекулу EDRF (англ, endothelium-derived relaxing factor— происходящий из эндотелия релаксирующий фактор, или, в русской литературе: эндотелиальный релаксирующий фактор), и занялся установлением его природы.

Еще один экспериментатор – Мюрад также исследовал, каким образом нитроглицерин и родственные ему соединения действуют на стенку сосуда. В 1977 году он обнаружил, что эти вещества разлагаются с образованием оксида азота, который и расслабляет клетки гладкой мускулатуры. Мюрад увлекся этой совершенно новой идеей: газ регулирует важнейшие функции клетки! Мюрад предположил, что действие некоторых эндогенных (то есть производимых самим организмом) факторов, например, гормонов, может быть связано с тем, что они вызывают образование в тканях NO. Однако в то время не было еще сколько-нибудь значимых экспериментальных данных, говорящих в поддержку этой идеи.

Игнарро в Лос-Анжелесе параллельно с Фурчготтом и Мюрадом исследовал химическую природу EDRF. Он провел блестящую серию анализов и в 1986 году одновременно с Фурчготтом и независимо от него сделал вывод о том, что EDRF идентичен NO. Проблема была решена – эндотелиальный релаксирующий фактор Фурчготта был идентифицирован.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Доклад Фурчготта и Игнарро на конференции в июле 1986 года вызвал всплеск исследовательской активности в лабораториях по всему миру. То, что этот простой компонент выхлопных газов автомобиля регулирует важные функции в организме человека, стало настоящей сенсацией. В 1992 году “Science” назвал NO «молекулой года».

Особенно удивительно было то, что окись азота выполняет функции гуморального (лат. humor — жидкость) регулятора, будучи веществом крайне нестабильным. Период полураспада NO составляет в среднем 3 с, однако этого оказалось достаточно, чтобы молекулы успели диффундировать сквозь клеточную мембрану в тканевую жидкость и подействовать на соседние клетки.

В теле человека окиси азота производится более 10 мг/сут. Источником ее оказалась аминокислота аргинин. Реакция ускоряется ферментом NO-синтета-зой. NO был обнаружен в организме большинства живых существ, где вырабатывается многими типами клеток.

Дальнейшие исследования подтвердили ключевую роль NO в регуляции сердечно-сосудистой системы. Окись азота вырабатывается эндотелием артерии, проходит через клеточные мембраны к гладкомышечным клеткам в стенке того же сосуда, подавляет сокращение этих клеток, чем вызывает расширение артерии. Так NO снижает кровяное давление, увеличивает кровоток в органах и предотвращает образование тромбов.

Было показано также участие NO в работе нервной системы. NO, образующийся в нервных клетках, активирует соседние нейроны, чем влияет на многие функции – от проведения возбуждения по отросткам нейронов до двигательной активности желудочно-кишечного тракта.

NO токсичен для бактерий, грибов и паразитов, поэтому клетки иммунной системы макрофаги вырабатывают большие количества этого вещества.

При атеросклерозе способность эндотелия производить NO снижается. Однако NO можно ввести в организм в составе нитроглицерина. Фармакологи надеются создать и более сильные избирательно действующие сердечные препараты, основанные на знании об NO как о сигнальной молекуле.

NO может играть в организме и вредоносную роль. При некоторых бактериальных инфекциях лейкоциты реагируют на продукты жизнедеятельности бактерий выделением огромного количества окиси азота, которая расширяет кровеносные сосуды. Кровяное давление падает, кровоснабжение жизненноважных органов нарушается – возникает шок. и больной может не только потерять сознание, но и погибнуть. В этой ситуации следовало бы использовать ингибиторы синтеза NO.

Лейкоциты выделяют NO для уничтожения не только микробов и паразитов, но также и опухолей. В настоящее время проверяют, можно ли использовать NO для остановки роста опухолей, так как этот газ стимулирует апоптоз — программированную клеточную гибель.

NO может вызывать эрекцию полового члена, так как расширяет кровеносные сосуды, идущие к пещеристым телам. Это было использовано при создании препарата виагра, мгновенно ставшего знаменитым (что косвенно завидетельствовало печальную ситуацию с мужской потенцией в современном цивилизованном мире).

Анализируя выделение NO, например, из легких и кишечника, можно выявить происходящие в них воспалительные процессы. Это используется при диагностике астмы, колитов и других заболеваний. NO важна для способности распознавать запахи. Возможно, она также важна и для механизмов памяти.

БИОГРАФИИ:

ФУРЧГОТТ

Роберт Франсис Фурчготт (Фёрчготт) родился 4 июня 1916 года в прибрежном городе Чарльстон, Южная Каролина, и жил там до 13 лет. Интерес к естествознанию и особенно к орнитологии возник у него после посещения Чарльстонского музея. В 1929 году семья переехала из Чарльстона в Оранджбург, где Роберт ходил в среднюю школу и где он принял решение стать ученым. Год он учился в университете Южной Каролины, однако в 1934 году отец Роберта перевел свое дело из Оранджбурга в Голджсборо, и нашел средства оплатить обучение сына в университете Северной Каролины на химическом факультете, где он получил степень бакалавра в 1937 году. Особенно Фурчготта увлекала органическая химия. Неожиданно он получил приглашение из кафедры физиологической химии Медицинской школы Северо-Западного университета в Эванстоне, Иллинойс, где стал аспирантом. Перед поездкой в университет в 1937 году Фурчготт работал два месяца на Восточных авиалиниях в аэропорту Филадельфии, куда его устроил старший брат. Эта работа серьезно дополнила его скромное (50 долларов в месяц) академическое жалование. Фурчготт вел экспериментальную работу по денатурации белков, а позднее по электрофоретической подвижности эритроцитов кролика. В результате он очень заинтересовался химией мембраны эритроцитов. Эта работа стала темой диссертации, которую Фурчготт защитил и в 1940 году ему была присвоена степень доктора философии. Затем Фурчготт проработал в Медицинском колледже Корнеллского университета девять лет. Здесь Фурчготт при исследовании биохимии миокарда собаки одним из первых начал использовать радиоактивный фосфат, который получали на ускорителе в Беркли.

Когда начало войны (1941) потребовало увязать исследования с военной тематикой, Фурчготт и его коллеги занялись проблемой гипоксии при кровопотере, обнаружив неизвестные ранее факторы регуляции кровотока. Несмотря на многочисленные экспериментальные неудачи, Фурчготт смог выделить факторы регуляции гладкой мускулатуры и связать один из них с окисью азота. В 1949 году он получил приглашение от фармакологической лаборатории Медицинской школы Вашингтонского университета, где продолжил изучение обмена энергии в гладкой мышце кишки кролика, исследовав массу фармакологических агентов. В 1956 году Фурчготт стал заведующим новой кафедрой фармакологии Научного центра здоровья SUNY в Бруклине, где провел исследованя фоторелаксации кровеносных сосудов, факторов, влияющих на сократимость сердечной мышцы, периферийных адренергических механизмов и теории рецепторных механизмов. В 1980 году он выделил производимый эндотелием фактор расслабления сосудов, а в 1986 году идентифицировал его как окись азота.

В 1941 году Фурчготт женился, а после ее смерти в 1983 году женился вторично.

У него три дочери.

ИГНАРРО

Луис Джозеф Игнарро родился 31 мая 1941 года в Бруклине, Нью-Йорк. Отец его был плотником, а мать – домохозяйкой. Когда Луису было восемь лет, отец после длительных просьб купил ему химический набор, что позднее заставило Луиса пойти в библиотеку за книгами по химии. Этот интерес сохранялся все время обучения в начальной и средней школе и привел Игнарро на химический факультет Колумбийского университета. Он серьезно изучал химию, выходя за пределы обязательного курса, и закончил университет в 1962 году. После недолгих раздумий Игнарро поступил в Школу фармакологии Миннесотского университета в Миннеаполисе. Занятия фармакологией расширили его кругозор в области физиологии нервной системы и сердца. Но этого было недостаточно, так что Игнарро прошел несколько дополнительных курсов биохимии и анатомии. Работа над докторской диссертацией (1966) завершилась четырьмя публикациями. Постдокторантуру Игнарро получил в Национальных институтах здоровья (NIH): в лаборатории химической фармакологии Национального института сердца, легких и крови. Атмосфера NIH стимулировала научную работу, и Игнарро имел возможность обсуждать свою работу с Аксельродом (Нобелевская премия 1970 года) и другими выдающимися учеными. В 1968 году Игнарро начал работать на фирму Джейджи (Geigy) в области производства лекарств, а точнее нестероидных противовоспалительных средств. В 1973 году Игнарро принял приглашение занять должность ассистента профессора фармакологии в Медицинской школе университета Тулана в Новом Орлеане, где изучал физиологию циклического ГМФ в лейкоцитах и сосудах. Ему пришла в голову мысль, что окись азота (NO) может действовать на сердце так же, как на него действует нитрогруппа в молекуле нитроглицерина. Эта идея положила начало его обширным исследованиям роли окиси азота в сердечно-сосудистой системе. Общественные волнения в середине 1980-х мешали работе, и Игнарро принял решение оставить университет и начинать новую жизнь в Медицинской школе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он переехал в Лос-Анджелес в 1985. Одним из побочных результатов исследований циклического ГМФ и окиси азота была разработка лекарственного препарата для лечения импотенции Sildenafil (Viagra R).

С 1967 года Игнарро женат и имеет одного ребенка.

МЮРАД

Отец Ферида, Джабер Мурад Эджупи родился в Албании в 1892 году в семье пастухов и, переехав в США в 1913-м назвался Джоном Мюрадом (John Murad). Ферид родился 14 сентября 1936 года в маленькой квартирке при пекарне в Уилинге, Индиана. Сам Мюрад считает примечательным, что отец его был мусульманином, мать Жозефина Боумэн (Josephine Bowman) – баптисткой, а большинство в городе – католиками.

С детства Ферид подрабатывал в ресторане по вечерам после занятий в школе. В 12 лет он понял, что хочет стать врачом и по окончании школы поступил в университет Депоу в Гринкасле, Индиана. Фериду приходилось много работать летом, чтобы оплачивать обучение.

Мюрад закончил университет в 1958 году и поступил в докторантуру в университет Кейс Вестерн-Резерв в Кливленде, Огайо, что обеспечило ему скромное жалование в 2000 долларов в год. Исследовательский проект Мюрада включал изучение механизмов действия катехоламинов на циклический АМФ, а позднее и на ГМФ. Эта работа привела к выводу, что многие гормоны, связываясь с рецепторами, действуют через изменение активности аденилатциклазы и, соответственно, циклического АМФ. С 1965 по 1967 год Мюрад был интерном Массачусетской общей больницы, где работал вместе с многими яркими личностями. Когда он впоследствии перешел в Национальные институты здоровья (NIH) в качестве ординатора Института сердца, то смог сделать многие из запланированных им экспериментов. Мюрад оставался в NIH в течение трех лет (1967–1970), после чего его пригласил Виргинский университет на должность доцента медицины и фармакологии новой кафедры клинической фармакологии, где он исследовал циклический ГМФ как возможный передатчик сигнала в клетке. Он оставался в университете с 1970 по 1981 год, после чего перешел в Станфордский университет в Калифорнии. Работая начальником медицинской части в госпитале для ветеранов Пало-Альто, Мюрад продолжал сотрудничать с коллегами из Станфорда, которые как раз тогда начали первые эксперименты с окисью азота. В 1988 году Мюрад стал вице-президентом лабораторий фирмы Эбботт, где получил богатые финансовые и кадровые ресурсы для исследования циклического ГМФ и окиси азота.

Свою будущую жену Кэрол Энн Леопольд (Carol Ann Leopold) Мюрад встретил 1957 году на весенних каникулах в Лодердейле, Флорида и на следующий год они поженились. У них сын и четыре дочери.

ЛИТЕРАТУРА

Работы Фурчготта:

The obligatory role of the endotelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine //Nature. 1980. V. 288. N. 5789. P. 373–376 (with J. V. Zawadzki);

Role of endotelium in responses of vascular smooth muscle // Circulation Res. 1983. V. 53. P. 557–573;

Endotelium-derived relaxing factor: Discovery, early studies, and identification as nitric oxide // Biosci. Reports. 1999. V. 19. P. 235–251.

Работы Игнарро:

Nitric oxide as a mediator of relaxation of the corpus cavemosum in response to nonadrenergic noncholinergic neurotransmission//N. Engl. J. Med. 1992. V. 326. P. 90–94;

Nitric oxide inhibits neuronal nitric oxide synthase by interacting with the heme prosthetic group. Role of tetrahydrobiopterin in modulating the inhibitory action of nitric oxide // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 21644-21649;

Nitric Oxide: Biology and Pathobiology. San Diego, California, 2000.

Работы Мюрада:

Advances in Pharmacology: Cyclic Gmp: Synthesis, Metabolism, and Function. San Diego, California, 1994;

Signal transduction using nitric oxide and cyclic guanosine monophosphate // J. Am. Med. Ass. 1996. V. 276. P. 1189–1192;

Advances in Pharmacology. V. 46. San Diego, California, 1999 (with J. T. August, M. W. Anders, J. Coyle);

HIV I: Molecular Biology and Pathogenesis: Clinical Applications. San Diego, California, 2000 (with K.-T. Jeang).

О них:

Зеленин К. Н. Оксид азота (II): новые возможности давно известной молекулы // Соросовский образов, ж. 1997. № 10. С. 105–111;

Елдышев Ю. Нобелевский комитет совершил непростительную ошибку // Поиск. 1998. № 42(492);

Максименко Е. Нобелевскую премию по медицине получили основоположники виагры //Коммерсант. 1998. № 191. С. 10; С. 15;

Зеленин К. Н, Ноздрачев А. Д. Нитроглицерин и люди вокруг него // Вести, образ, и разв. науки РАЕН. 2001. № 5 (2). С. 166–175;

Howlett R. Nobel award stirs up debate on nitric oxide breakdown // Nature. 1998. V. 395. N. 6703. P. 625–626;

Williams N. NO news is good news – but only for three americans / Nobel Prizes: Nine scientists get the call to Stockholm// Science. 1998. V. 282. N. 5389. P. 610–611;

Rawls R. Nobel Prize in Medicine goes for research on NO // Chem. Eng. News. 1998. V. 76. N. 42.P.13.

ГЮНТЕР БЛОБЕЛЬ, США

(GÜNTER BLOBEL)

1936

1910

1929

1931

1937

1943

1947 (а)

1953

1955

1964

1971

1974

1985

1991

1992

1994

1999

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «за открытие того факта, что белки имеют собственные сигналы, управляющие их транспортом и локализацией в клетке».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: за открытие в белковой молекуле особого участка – транспортного кода, который направляет синтезируемую молекулу белка к определенной части клетки и способствует проникновению этой молекулы сквозь мембраны.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Организм взрослого человека состоит приблизительно из 100 триллионов клеток, и каждая клетка имеет собственные «микроорганы», или органеллы, которые различаются своей структурой и функциями. Так, ядро клетки содержит генетический материал (ДНК) и управляет всеми функциями клетки. Митохондрии — «электростанции» клетки – производят энергию, необходимую клетке. Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) и рибосомы отвечают за синтез белков. Хлоропласт — органелла, которая присутствует только в растительных клетках и отвечает за фотосинтез. Выяснение функций клеточных органелл принесло Паладе, Клоду и Де Дюву Нобелевскую премию за 1974 год. Бидл и Тейтем (оба – Нобелевская премия 1958 года) постулировали четкую зависимость структуры белка от генетической информации («один ген – один белок»). Затем (1953) было раскрыто строение молекулы ДНК – «двойная спираль» Уотсона и Крика (оба – Нобелевская премия 1962 года). Жакоб и Моно (оба – Нобелевская премия 1965 года) описали механизм транскрипции — передачи информации от ДНК к иРНК для последующей передачи ее рибосомам, синтезирующим белок. Расшифровка триплетного кода Ниренбергом и Кораной (оба – Нобелевская премия 1968 года) стало завершающим этапом в формировании того, что можно назвать «центральной догмой биологии XX века»: структура белка определяется информацией, хранимой и переносимой нуклеиновыми кислотами.

Генетическая информация, хранимая в ДНК, передается от нее информационной РНК (иРНК), а та передает ее рибосомам. В соответствии с полученной информацией, рибосома связывает аминокислоты в полипептидную цепочку, создавая молекулу белка.

Как принято считать, каждая клетка содержит приблизительно один миллиард молекул белка. Каждый вид белковых молекул выполняет свою функцию. Структурные белки являются строительным материалом клетки, ферменты катализируют тысячи химических реакций. Белки в пределах клетки постоянно расщепляются (в конечном счете – до аминокислот) и повторно синтезируются. Белок состоит из связанных в цепочку аминокислотных остатков (от нескольких десятков до нескольких тысяч в каждой молекуле), цепочка сложным образом многократно закручивается в клубок.

Каждая органелла имеет собственную оболочку, или мембрану, состоящую из белков и липидов (жироподобных веществ). Было загадкой, каким образом крупная молекула белка проникает сквозь плотную мембрану, окружающую органеллу, и тем более, как белок выходит из клетки в межклеточное пространство. Не было понятно и то, как свежесинтезированный белок находит правильную дорогу к своему месту в клетке.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

За решение обеих загадок – транспортировки и адресации – Блобель взялся в конце 1960-х годов. Начиная с этого времени, он в лаборатории биологии клетки Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке изучал структуру клетки и принципы транспортировки вновь синтезированных белков из клетки в межклеточное пространство.

В 1971 году он сформулировал первую версию сигнальной теории, в которой утверждал, что белки, выводимые из клетки, содержат встроенный код, направляющий их к мембране и сквозь нее. В 1975 году Блобель, основываясь на данных произведенных им изящных биохимических экспериментов, подробно описал стадии этого процесса.

Как установил Блобель, один из участков (пептидов) синтезируемой цепочки и является адресным пептидом, или транспортным кодом. Этот код представляет собой часть полипептидной цепочки (последовательности аминокислот) либо на «хвосте» белковой молекулы, либо внутри нее. Сначала кодовый пептид в составе белковой молекулы направляет рибосому к каналу ЭПР. Синтезируемый белок (полипептидная цепь) проникает сквозь мембрану ЭПР по специальному каналу, после чего адресный пептид отщепляется, а оставшаяся часть белковой молекулы встраивается в структуру ЭПР. По мере надобности белки, накопленные в ЭПР, выводятся из него и используются клеткой, например, выводятся ею в межклеточное пространство.

В сотрудничестве с другими исследователями Блобель показал, что подобные встроенные коды нацеливают транспортировку белков также и к другим внутриклеточным органеллам. Эти результаты позволили Блобелю сформулировать в 1980 году основные принципы нацеливания белков на соответствующие органеллы клетки. Согласно этим принципам, каждый белок несет в своей структуре информацию, необходимую для того, чтобы определить его местоположение в структуре клетки. Уникальные аминокислотные последовательности (транспортные коды) определяют, пройдет ли белок сквозь мембрану в соответствующую органеллу, будет ли встроен в клеточную мембрану или будет экспортирован из клетки.

В течение последующих двадцати лет Блобель и его коллеги шаг за шагом уточняли молекулярные детали этих процессов. В конечном итоге было доказано, что теория кода не только правильна, но и универсальна, так как процессы, происходящие при транспортировке вновь синтезируемых белков одинаковы и в дрожжевых, и в растительных, и в животных клетках.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Коды, которые направляют белки к различным частям клетки, теперь достаточно четко идентифицированы, доказывая, что принципы, сформулированные Блобелем, правильны. Эти коды сравнивают с адресным ярлыком, наклеенным на багаж и гарантирующим, что последний будет доставлен куда следует.

Открытие Блобеля оказало огромное воздействие на дальнейшие исследования биологии клетки. Когда клетка делится, производится большое количество белков и формируются новые органеллы. Чтобы клетка функционировала правильно, белки должны быть направлены по правильным адресам внутри формирующейся клетки. Исследования Блобеля существенно расширили понимание молекулярных механизмов, управляющих этими процессами. Например, для медицины важно понимание того, что иммунная система использует транспортные коды при производстве антител.

Исследования Блобеля помогли объяснить молекулярные механизмы, лежащие в основе некоторых генетических болезней. Если транспортный код изменен, то белок может быть неверно размещен в клетке. Примером такого нарушения является наследственная первичная гипероксалурия (ненормально большое количество оксалатов – кислых и средних солей щавелевой кислоты – в моче), которая вызывает появление почечных камней уже в раннем возрасте. При некоторых формах наследственных болезней отмечается чрезвычайно высокий уровень холестерина в крови, и причина этого – также нарушение транспортных кодов. Другие наследственные болезни, например, фиброз мочевого пузыря, вызваны тем, что белки не достигают предписанного им положения в клетке.

Описание генома человека в целом было завершено в 2000 году. В частности, определены и транспортные коды белков. Это знание повысит понимание процессов, приводящих к болезням, и может использоваться для разработки новых способов лечения. Уже сегодня производятся лекарства-белки и полипептиды: инсулин, гормоны роста, эритропоэтин, интерферон. Обычно для производства препарата используются бактерии, но чтобы обладать более полными функциональными возможностями, некоторые человеческие белки должны синтезироваться в более сложных клетках, например, в клетках дрожжей. С помощью генной инженерии в геном дрожжей вводят информацию о необходимом транспортном коде, после чего дрожжи включают нужный пептид (транспортный код) в синтезируемый белок. Такую клетку теперь можно эффективно использоваться как «фабрику белка».

Представление о топогенических (греч. topos — место, положение и – genes – порождающий) сигналах позволило лучше понять многие механизмы, важные для медицины. Так, иммунная система человека использует такие сигналы для выработки антител.

Расширение знаний о процессе адресации белков в различные участки клетки создает возможность для синтеза новых лекарств, которые будут нацелены на специфические органеллы для исправления конкретных дефектов.

БИОГРАФИЯ

Блобель родился 21 мая 1936 года в Вальтерсдорфе, в Силезии (ныне Польша) в семье ветеринарного врача. До 1945 года детство Блобеля было идиллией. Он жил в великолепном доме XVIII столетия с большим залом, украшенным охотничьими трофеями. Путь к школе был длинным, Гюнтер ходил туда пешком в компании соседских детей. В конце января 1945 года из-за наступления Красной Армии семья эвакуировалась. Месяцы в конце Второй мировой войны были хаотичны и полны лишений. Никто из родственников не смог разместить у себя такую большую семью, и Блобели разделились между семьями родственников в разных деревнях. Не было никакой связи и не хватало продовольствия. К счастью, дела пошли лучше, когда отец Блобеля смог продолжить практику ветеринара в саксонском городе Фрейбурге. Большинство членов семьи воссоединились там к 1947 году.

Действовавший в то время в Восточной Германии режим не позволил Блобелю поступить в университет по окончании средней школы в 1954 году по причине его принадлежности к капиталистическому классу. К счастью, в то время, до возведения Берлинской стены, можно было свободно переехать в Западную Германию. В 1954 году Блобель покинул Фрейбург и переехал во Франкфурт-на-Майне в Западной Германии.

Он изучал медицину сначала во Франкфурте, а затем в Киле, Мюнхене и Тюбингене и получил диплом в 1960 году в Тюбингенском университете. Хотя он и прошел два года интернатуры в небольших больницах, но решил не продолжать заниматься медициной, поскольку был увлечен нерешенными ее проблемами, а не клинической практикой. Блобель получил престижную стипендию Фулбрайта для обучения в США, и продолжил изучение микробиологии в Висконсинском университете, где получил степень доктора философии 1967 году. Затем Блобель получил стипендию для работы у Кораны (Нобелевская премия 1968 года).

В 1967 году он пришел работать в Рокфеллеровский университет (Нью-Йорк) в лабораторию биологии клетки, где работал Паладе (Нобелевская премия 1974 года). Здесь он стал ассистентом профессора (1969), доцентом (1973) и профессором (1976). В 1986 году Блобель получил назначение в медицинский институт Ховарда Хаджеса.

В 1994 году Блобель основал благотворительную организацию «Друзья Дрездена», целью которой являлся сбор средств для восстановления церкви Frauenkirche в Дрездене. В память о его сестре Рут всю сумму Нобелевской премии (960 000 долларов) Блобель пожертвовал на восстановление Дрездена и особенно церкви.

Блобель женился на Лауре Майолио (Laura Maioglio) из Нью-Йорка, которая изучала историю искусств, а после смерти ее отца приняла управление рестораном “Барбетта”, который тот основал еще в 1906 году.

ЛИТЕРАТУРА

Работы лауреата:

Transfer of proteins across membranes. I. Presence of proteolytically processed and unprocessed nascent immunoglobulin light chatns on membrane-bound ribosomes of murine myeloma//J. Cell Biol. 1975. V. 67. P. 835–851 (withB. Dobberstein);

Transfer of proteins across membranes. II. Reconstruction of functional rough microsomes from heterologus components // J. Cell Biol. 1975. V. 67. P. 852–862 (with B. Dobberstein).

О нем:

Hagmann M. Protein ZIP codes make Nobel journey / Nobel Prizes: Colleagues say «Amen» to the year’s choices // Science. 1999. V. 286. N. 5440. P. 666;

Heemels M-T Medicine Nobel goes to pioneer of protein guidance mechanisms // Nature. 1999. V.401.N. 6754. P. 625;

Rawls R. Blobel gets Nobel in Medicine for work on protein signaling // Chem. Eng. News. 1999. V. 77. N. 42. P. 13–14.