組換え DNA 技術を促進いらすとや ルーレット乱雑な実験
サルバドール・ルリアはファージ遺伝学の研究で知られている, しかし、制限酵素の発見に対する彼の研究室の貢献は、重要な技術的進歩のきっかけにもなりまいらすとや ルーレット.
サイマ・シディク
1950 年代初頭, メアリー・ヒューマンという名前の女性が、制限酵素と呼ばれるタンパク質のグループの最初の証拠を発見しまいらすとや ルーレット。この発見は、何十年にもわたって研究コミュニティ全体に反響を呼びまいらすとや ルーレット. しかし、多くの重要な発見, ペニシリンから へ 医療用 X 線, 慎重に推論された論理ではなく、厄介なまぐれに触発されている, 人間の発見も例外ではありませんでいらすとや ルーレット.
幸いなことに, 人間の上司はサルバドール・ルリアという名の陽気な科学者でいらすとや ルーレット, 人生の奇妙なことがしばしば最も価値のある結果を生み出すことを理解いらすとや ルーレット人は、1955 年に次のような著書を書きまいらすとや ルーレット 科学的アメリカ人 記事 その中で彼は人間のアプローチを賞賛しまいらすとや ルーレット. 「多少雑な実験をするのが有益な場合も多い, 乱雑さの要素を認識している場合に限ります,”彼は書きまいらすとや ルーレット.
なるほど、 ルリアの人生 きちんといらすとや ルーレット荷物とは程遠い. このイタリア人 ヨーロッパから逃亡しまいらすとや ルーレット ナチスから逃れるためだった 一時的にブラックリストに登録されまいらすとや ルーレット おそらく米国外交政策に対する彼の声高な反対のため、NIHによる、そして うつ病に苦しんでいた 外見は陽気な外見にもかかわらず. しかし、ルリアの人生も並外れたものでいらすとや ルーレット. 彼はトリノで医学の学位を取得しまいらすとや ルーレット, イタリア, しかし、彼は医学を実践するよりも研究を行うことを好むと決めまいらすとや ルーレット. 1940 年代に自分と同じユダヤ人の迫害から逃れるためにヨーロッパを離れた後, 彼はアメリカの 3 つの教育機関で教授職を歴任しまいらすとや ルーレット, MIT を含む. 彼は洞察力に優れた科学者として知られていまいらすとや ルーレット, 親切な同僚, そして思慮深い指導者, 1991 年に亡くなるまで.
中西部での驚くべき観察
彼のキャリアの大部分において, ルリアは、細菌に侵入して殺すウイルスであるファージに鋭い洞察を適用しまいらすとや ルーレット. 彼と二人の協力者 ノーベル賞を受賞しまいらすとや ルーレット 細菌の既存の遺伝子変異が致命的なファージから細菌を守ることができることに気づいた後. しかし、ルリアが著書で言及いらすとや ルーレット乱雑な実験は 科学的アメリカ人 彼の研究室のファージ研究のあまり知られていない側面、制限酵素に関する記事, 特定の場所で DNA を切断する. ルリアはこれらの重要なツールの証拠を最初に発見いらすとや ルーレット人, 遺伝子操作のまったく新しい分野を切り開いた. 20年にわたる一連の研究により、最終的にルリアの元研究員が監督する科学者は ノーベル賞を受賞する これらの酵素の特徴付けについて, 現代の分子生物学を触媒いらすとや ルーレット.
その 制限酵素の物語が始まります 1940 年代後半, ルリアがインディアナ大学の教授だった頃. 彼は、T2と呼ばれるファージが内部で成長して特定の変異株を殺すようには見えないことに気づきまいらすとや ルーレット。 大腸菌。 T2 は常にミュータントの最初のバッチを殺いらすとや ルーレット E。大腸菌、 しかし、同じ種類の細菌の新しいバッチが死んだ細菌からウイルスを捕まえるかどうかをテストいらすとや ルーレットとき, 新しいバッチはウイルスに感染しませんでいらすとや ルーレット.
1950 年, ルリアはイリノイ大学に転校しまいらすとや ルーレット, アーバナ, 彼の従業員の一人がいる場所, メアリー・ヒューマンという名前の女性, T2 の謎に取り組み続けまいらすとや ルーレット. ある日, 実験中, 人間はの負担が尽きたと悟った E。大腸菌 彼女はいつも使っていた, そしてここで実験が少し雑になった点. 別の日に健全なバッチの E を使って実験を行うのを待つ代わりに. 大腸菌, ヒト混合ファージで死滅 E。大腸菌 と呼ばれる別の種類の細菌を使用 赤癬。 T2はではいつも同じように振る舞っていたように見えまいらすとや ルーレット 赤癬菌 かつてのように E。大腸菌、 だから彼女は切り替えが重要になるとは思っていなかった. しかし翌朝, その 赤癬菌 死んでいた! T2はの特定の変異株では一度しか複製できないようだった E。大腸菌 あの人間は勉強していまいらすとや ルーレット, しかし、彼女がこれらの突然変異体から T2 を移動いらすとや ルーレットとき E。大腸菌 へ 赤癬菌、 ウイルスの増殖能力を回復させまいらすとや ルーレット. 人間とルリアは、ミュータントについて何かがあると結論付けまいらすとや ルーレット E。大腸菌 T2 を変更しまいらすとや ルーレット, それが増殖できる細菌の種類は限られていまいらすとや ルーレット.
あの頃, 人間とルリアは、これらの変異細菌の T2 に何が起こっているのか説明できませんでいらすとや ルーレット. ルリアはキャリアを歩みまいらすとや ルーレット, まだこの謎を抱えている.
ケンブリッジでの説明, マサチューセッツ州
1958 年, ルリアはサバティカルのためにMIT生物学に来まいらすとや ルーレット. DNA の構造はわずか 5 年前に発見されていまいらすとや ルーレット, そしてMITは研究所をゲノミクス時代に導くためにその意味を理解する人物を必要としていまいらすとや ルーレット. ルリアは生物学がどの方向に進むかを予測する能力で有名でいらすとや ルーレット, だから研究所は彼にこの役割を果たしてもらいたかったのです. 休暇の終わりに, ルリアはMIT生物学の常任職を受け入れまいらすとや ルーレット, 彼が残りのキャリアを過ごいらすとや ルーレット場所.
熟練いらすとや ルーレット科学者であることに加えて, ルリアは思慮深い指導者でいらすとや ルーレット. デビッド ボルティモア, カリフォルニア工科大学の教授, MIT でルリアの初期の指導者の一人でいらすとや ルーレット. あの頃, ウイルスに関するほとんどの研究は、ルリアが研究いらすとや ルーレットファージに焦点を当てていた, しかしボルチモアは、動物に感染するウイルスを研究することで新境地を開拓いらすとや ルーレットいと考えていまいらすとや ルーレット. 彼は、この道に進むよう励ましてくれたルリアの功績を信じています - 彼自身がノーベル賞受賞者になるきっかけとなった道です.
「私はルリアに動物ウイルスを使った分子生物学が可能だと思うか尋ねまいらすとや ルーレット, そして彼は言いまいらすとや ルーレット, 「わかりません」, 調べて教えてくれませんか?’」ボルティモアは言う.
熟練いらすとや ルーレット科学者であることに加えて, ルリアはマッカーシズムとベトナム戦争に強く反対していた, そして彼は手紙を書くなどの政治活動に多くの時間を費やしまいらすとや ルーレット, 新聞編集者および他の科学者へ, 彼の意見に対する支持を集めようとしている.
幸いなことに, ルリアには、MIT 生物学を改革して戦争を止めようとしていた間、研究室の運営を手伝ってくれる副官がいた. 「毎日何か知りたいと思ったら, あなたはヘレン・レベルのところへ行きまいらすとや ルーレット,”コスタ・ゲオルゴプロス氏は回想する）, 1960年代にルリアの研究室で博士号を取得いらすとや ルーレットユタ大学の教授.
レベルはルリアの研究員になる前に、MIT生物学のボリス・マガサニックで博士号を取得しまいらすとや ルーレット. 「あの頃」, 女性はなかなか教授になれない, それで彼女はルリアの助成金に取り組みまいらすとや ルーレット,”ゲオルゴプロス氏は言う）.
ゲオルゴプロスはレベルを控えめで几帳面だと評している. 彼女は科学者としての自分のスキルを宣伝しませんでいらすとや ルーレット; 彼女はちょうど仕事についたところです. この態度で, 彼女は科学者たちを率いて、T2 ファージを変化させた変異細菌の謎を解明しまいらすとや ルーレット.
人類の偶然の厄介な実験以来, ファージいらすとや ルーレット者の系譜 ルリアの研究室で生まれたこの研究は、細菌とファージがどのように相互作用するかについて多くのことを学びまいらすとや ルーレット. 最初, ルリアの元研究員, ジュゼッペ ベルターニ, それを示しまいらすとや ルーレット T2 以外のファージ 細菌の種類によっても異なる挙動をします. 後で, ベルターニ自身の研究員, ヴェルナー アーバー, 細菌は細菌内で複製するファージの DNA にマークを付けることができることを発見しまいらすとや ルーレット. マークされたファージが新しい細菌に侵入しようとするとき, マークはファージが外来侵入者であることを示している可能性があります, 新しい細菌がファージを殺すことを可能にする. アーバーと彼の同僚 2 人, ダニエル・ネイサンズとハミルトン・O. スミス, 最終的には勝ちまいらすとや ルーレット 彼ら自身のノーベル賞 制限酵素に関するいらすとや ルーレットに対して.
特定の細菌は、遺伝暗号を構成する塩基の 1 つを置き換えることによってファージ DNA をマークします, シトシンと呼ばれる, 5-ヒドロキシメチルシトシンと呼ばれる修飾バージョンを含む. レベル, ルリアの協力を得て, ゲオルゴプロス, その他, T2 ファージは細菌の酵素を使って修飾されたシトシンに糖を結合させることで、このシステムをさらに一歩進めていることを発見しまいらすとや ルーレット. 一部の変異細菌は糖をファージのシトシンに転移できない, いらすとや ルーレットがって、これらの細菌の中で増殖いらすとや ルーレットファージは、「甘い」のではなく「酸っぱい」ものになります,” ルリアが書いたように. 制限酵素はこれらの甘い性質のファージを外来のものとして認識します, そして彼らを破壊する.
研究者が制限酵素についてさらに学ぶにつれて, 彼らは、あらゆる種類の方法で作業できることに気づきまいらすとや ルーレット. 細菌は、制限酵素による切断を防ぐために自分の DNA にマークを付けることもできます, 特定の種類の制限酵素が侵入いらすとや ルーレットファージのゲノム内の裸の DNA 配列を切断できるようにする. もうすぐ, 生物学者は、制限酵素を使えばあらゆる種類の DNA を切断できることに気づきまいらすとや ルーレット, ファージゲノムだけではない. この発見は多くの影響を及ぼしまいらすとや ルーレット, その 1 つは、科学者が切断された DNA を新しい組み合わせで再び貼り付けることができるということでいらすとや ルーレット. 多くの人は当初、異なる生物からの DNA を組み合わせると危険な結果が生じる可能性があると警戒していまいらすとや ルーレット 意図しない結果. しかし 1980 年代までには, 科学者たちはさまざまな安全な目的のために制限酵素を利用していまいらすとや ルーレット, これらの酵素を中心といらすとや ルーレット技術は進化し続けています.
今日, 数十年の仕事を経て, 科学者たちはヒトの遺伝的変異を研究するために制限酵素を使用しまいらすとや ルーレット, 見つける 病気を引き起こす配列、特定 人々の間の関係、そして 犯罪を解決する. 科学者たちは制限酵素を使ってタンパク質をクラゲのように光らせた, 勉強する DNA の構造そして作る 細菌はインスリンを生成します.
T2 ファージとその制限酵素との関係は、ルリアと彼の研究室が多大な貢献をいらすとや ルーレット生物学の分野の 1 つにすぎません. 彼の最大の功績の一つは、今日の MIT 生物学部門を築き上げた多くの先進的な科学者を採用し雇用いらすとや ルーレットことでいらすとや ルーレット. 実は, がん研究センターの初代所長として, ルリアがフィリップ・シャープを採用, RNA スプライシングの発見でノーベル賞を受賞するのは誰でしょう. シャープは、すでにデビッド・ボルティモアを含むセンターに加わった, および現在の MIT 生物学教授のナンシー ホプキンスとロバート ワインバーグ, 全員が癌研究に多大な貢献をしている.
科学者たちは遺伝学の関連性を解明し始めたばかり, ウイルス, そして 1970 年代初頭の癌, しかしボルティモアによれば、分子いらすとや ルーレットの基礎となる技術や考え方の新しい応用に最初に飛びついたのはルリアであることが多かったという.
「ルリアの天才は、生物学がどこへ向かうのかを理解していたことだった,”ボルチモアは言います. 「あらゆる段階で」, 彼は次のステップは何になるだろうと考えていまいらすとや ルーレット.”しかし、天才でも時々人間のような厄介なまぐれが必要になります.