Sydney Brenner kuoli 92-vuotiaana 5. huhtikuuta 2019. Hänen fame syntyi kolme aloilla, joissa hän toimi harvinaista henkistä eloisuutta. Ensin olivat hänen ennakkokäsityksensä ja läpimurtokokeensa, joissa määriteltiin DNA: n geneettinen koodi ja miten sen sisältämä informaatio siirtyy proteiineihin. Toiseksi hän kehitti myöhemmällä urallaan malliorganismin, sukkulamato Caenorhabditis elegansin, jonka avulla hän pystyi määrittämään, miten eläimen solut laskeutuvat yksitellen lisääntyvän erikoistumisen polkuja pitkin. Viimeinen oli hänen beguiling taitoa kuin älyllinen tarkka-ampuja, usein yllättävää kollegansa, jonka välittömyys hänen ”ottaa” on ongelma, jopa niitä hieman pidemmälle hänen ken. Hän oli aina hyvin nopea ytimeen ja heti viisas vastaus.

Sydney Brenner, 1927-2019. Kuva: Science Photo Library / James King-Holmes.

vaikka suurin osa Brennerin urasta käsitteli geeniä, on korostettava, että hän oli innokas biologi alusta alkaen. Opiskellessaan perustutkintoa Etelä-Afrikan huippuyliopistossa Witwatersrandin yliopistossa hän poikkesi lääketieteellisestä opetussuunnitelmastaan ja tuli taitavaksi tarkastelemaan erilaisia alkueläimiä ja viljelemään niitä laboratoriossa. Hän innostui myös meioosista ja kirjoitti lyhyen raportin Nature-lehdessä moninapaisten spindleiden tiheästä esiintymistiheydestä, biologisesta kummallisuudesta, jonka hän löysi eteläafrikkalaisen hyppypäästäisen Elephantuluksen (1) siittiöistä. Kromosomien ja geenien kiehtomana hän luki Oxfordissa Cyril Hinshelwoodin, bakteriologiksi kääntyneen kemistin, julkaisuja. Kun Brenner sai stipendin Oxfordiin, Brennerin viehtymys geeniin katalysoitiin täyteen toimintaan. Siellä hän teki tärkeää työtä sen suhteen, miten fagit voivat vaipua ohimenevään horrokseen. Näyttää todennäköiseltä, että tehdessään näitä kokeita, hän tuli ymmärtämään, että DNA voi olla aktiivinen tai hiljainen, käsite, joka oli syntynyt muualla, mutta tämä oli todennäköisesti hänen ensimmäinen vihje.

Brenner olisi saattanut jatkaa työskentelyä bakteerivirusten parissa, kentän mullisti tuolloin entinen fyysikko Max Delbruck, tai hän olisi saattanut palata rakkaan alkueläimensä pariin. Mutta jotain muutakin tapahtui: paikalle saapui vieras.

Oxfordiin saapui tiedemies Jack Dunitz Caltechista. Hän oli proteiinin rakenteen asiantuntija, ja koska hänen vahvuutensa oli kiteytyneiden proteiinien Röntgendiffraktiomenetelmä, hän sattui myös olemaan hyvin viritetty James Watsonin ja Francis Crickin jatkuvaan työhön Cambridgessa. Dunitz vei Brennerin Cambridgeen katsomaan Kaksoiskierrettä, jonka Watson ja Crick olivat keksineet. Tätä hetkeä Brennerin uralla historioitsijat eivät ole aina välittäneet riittävästi, mutta uskon, että se oli valtava.

toki tuo matka Cambridgeen toi toisenkin vaikutuksen, joka oli myös voimakkaasti katalyyttinen ja kestävä: Sydney ja Francis Crick kohtasivat. Heidän vuosikymmeniä kestäneen resonanssinsa älyllisestä intensiteetistä on kirjoitettu paljon, ja jos minulla olisi yksi toive, että enkeli voisi laskeutua ja tarjota minulle, se olisi ollut Kärpänen heidän yhteisen toimistonsa seinällä.

kaksoiskierre tehtiin, mutta mitä seuraavaksi? Yhdessä projektissa oli mukana Mahlon Hoagland, siirtäjä-RNA: n koodinpoistaja, jonka Crick oli ennustanut, mutta arveli tarvitsevansa vain kolme nukleotidia (OK . . . nero voi olla pois ∼25 ja päästä kuin koira veräjästä). Transfer RNAs ovat pieniä molekyylejä, jotka kääntävät DNA-koodauksen proteiiniksi siten, että jokainen niistä yhdistää ja tuo proteiinisynteesin koneeseen tietyn aminohapon, proteiinin rakennuspalikat, yksi kerrallaan. Hoagland ja Crick työskentelivät Cambridgen Molteno-instituutin ullakkolaboratoriossa ja jauhoivat rotan maksoja etsiäkseen entsyymejä, jotka yhdistävät adenosiini-5’–trifosfaattiaktivoituja aminohappoja siirtäjä-RNA: han. Se oli täydellinen epäonnistuminen. Sydney katsoi tätä ja ajatteli, että parempi lähestymistapa oli genetiikka. Hänen havaintonsa tästä oli mielestäni jälleen yksi niistä toimista oman laboratorionsa ulkopuolella, joita hän valvoi tarkalla silmällä, sekä toiveikkaana että skeptisenä. Tässä nimenomaisessa tapauksessa se ruokki hänen perustuslaillista lahjakkuuttaan ” löytää toinen tie.”

kenties yksi kaikkien aikojen tyylikkäimmistä molekyylibiologian kokeista ja aivojen esileikkinä ja suunnitteluna paljon elegantimpi kuin kaksoiskierteen keksimisessä Brenner havaitsi Crickin kanssa, että DNA: n neljä kirjainta—A, C, G ja T—”luetaan” sarjoina. Brenner ja Crick havaitsivat, miten tämä vaikutti tämän geenin koodaamaan proteiiniin. Tämän koesarjan hämmästyttävää voimaa lisäsi se, että Brenner oli aiemmin tehnyt analyysin, joka sai hänet vakuuttuneeksi siitä, että riippumatta siitä, mikä tämä geneettinen koodi oli, proteiinin lineaarisen sekvenssin jokaisen aminohapon määrittelevät kirjaimet eivät voineet olla päällekkäisiä riippumatta siitä, kuinka monta kirjainta määritteli yhden 20 aminohaposta (2). Miten hän sai tämän? Hän tarkasteli rajoitettu aminohappo sekvenssejä sitten käsillä ja tarkasti tunnustettu, että taajuus saman kaksi aminohappoa esiintyy peräkkäin oli liian alhainen selitettäväksi ”päällekkäinen koodi”, jossa esimerkiksi (sitten hypoteettinen) DNA kirjaimet AAA koodaus lysiini (tämä havaittiin myöhemmin) pitäisi antaa lysiini-lysiini aina, kun on neljä A: n peräkkäin DNA. Tietoteoreettisesta näkökulmasta Brenner oli tässä oivalluksessa edistänyt sitä käsitystä, että miten se sitten saavutettiinkin, DNA: n kirjainten ja koodatun proteiinin kirjainten välillä oli jotain ”kolineaarista”, kuten Charles Yanosfskyn ennalta tekemät kokeet olivat ennustaneet.

joka vuosi, kun opetan geneettisen koodin paperia (3), pelkään, että oppilaat eivät ” saa sitä.”Mutta he tekevät, ja se on hienoa nähdä. He aistivat dialektisen Konstruktion, ja ehkä he myös aistivat, että tämä tai osa siitä puuttuu kaikista nykyajan papereista, joita heidän on määrä lukea. Näillä tunneilla sanon aina toisenkin asian. Kirjoittajat ”tunnustivat”, että heidän kokeensa eivät olleet todella todistaneet, että koodissa on kolme kirjainta, mainiten, että se voisi olla hextet-koodi tai periaatteessa sellainen, joka perustuu mihin tahansa tekijään kolme. Oppilaatkin pitävät tästä, ja sanovat asioita kuten ” Vau, he olivat hyvin fiksuja.”Brenner on jättänyt meille paljon tällaista.

, mutta tässä vaiheessa Brenner ei saanut geneettistä koodia valmiiksi. Lisätutkimuksissa hän vahvisti koodin ilmenevän geenin ja proteiinin välisenä kollineaarisuutena (4). Se ei kuitenkaan riittänyt hänen ketterälle mielelleen. Hän löysi koodista kolme niin sanottua nonsense-elementtiä, jotka aiheuttavat proteiinisynteesin päättymisen, ja paljasti, miten niiden ei-toivottu vaikutus kumoutuu (5).

kaiken tämän jälkeen niin harvinainen mieli kuin Sydney Brennerillä ei mennyt vakionopeudensäätimeen. Hämmästyttävää kyllä, samaan aikaan kun hän työskenteli Crickin kanssa geneettisen koodin parissa, hän ja yhteistyökumppanit löysivät lähetti-RNA: n (6). Tämä oli toinen Sydney Brenner tour de force. Hän vaistosi, että viruksen aiheuttama bakteeritartunta, jonka tiedetään johtavan isäntäsolun RNA-synteesin tyrehtymiseen, antaisi mahdollisuuden ”nähdä” viruksen tuottama RNA. Harkitusti valituissa koeolosuhteissa eräs RNA-laji todellakin paljasti itsensä ja täytti kaikki kauan etsityn ”lähetti” RNA: n ennustetut ominaisuudet. Tämä suuri kokeilu hyötyi myös Mathew Meselson at Caltech, ja Francois Jacob vierailevat siellä Pariisista, Ranska. Brenner oli kuitenkin esikuvana (7).

tähän mennessä Brenneristä oli tullut legenda ja Cambridgen yliopiston molekyylibiologian laboratorioon tulvi kymmeniä postdokkeja. Tämä molekyylibiologian pyhitetty sali on itsessään legenda (8), ja Sydney teki niin genetiikan puolella, kun taas Max Perutz ja John Kendrew tekivät niin rakennebiologiassa. Monet paikalle saapuneista amerikkalaisista postdokeista halusivat työskennellä RNA: n (9) parissa, mutta 1960-luvun lopulla jotkut näistä vierailijoista aistivat Sydneyn olevan keksimässä jotain uutta ja vaihtoivat projektinsa. Mikä se oli?

geeni oli ollut hyvä Brennerille, ja hän oli ollut hyvä sen ymmärtämisessä. Mutta muistelkaamme hänen alkujaan. Biologia qua biologia. Niinpä joskus vuoden 1965 tienoilla hän alkoi kääntyä takaisin näille juurille. Häneen vaikuttivat läheiset kollegat kuten Lewis Wolpert ja Peter Lawrence sekä Francis Crick, jotka kaikki innostuivat ajatuksesta, että alkionkehitys ja solujen erilaistuminen voitaisiin selittää kemiallisilla gradienteilla. Tämä ei ollut uusi ajatus, mutta Wolpertilla oli erityinen taito todeta ongelma nykyaikaisin termein ja hän ja Brenner näyttivät resonoivan.

tähän aikaan Brenner alkoi lukea lakkaamatta monia eläimiä ja miettiä, mikä voisi olla sopiva hyökkäys ei vähempää kuin se, miten alkio kehittyy ja suorittaa aikuisena ohjelmansa toimintoja. Se, miten hän päätyi sukkulamatoon, on täynnä todistusvoimaista älyllistä rikkautta, joka oli hänen métierinsä. Hän halusi olion, jolla oli monimutkainen käyttäytyminen (eli jolla oli aivot) ja joka oli siten reaktiivinen kokemukselle. Hän halusi sellaisen, joka voitaisiin viljellä ja joka olisi tarpeeksi pieni mikroskooppisen tarkastuksen mahdollistamiseksi. Hän luki ahnaasti ja seuloi läpi monia eliöitä niiden plussien ja miinusten suhteen. Sitten hän päätti C. elegans, maanpäällinen niche mato. Hänen kollegansa John Sulston jäljitti solulinjat hedelmöittyneestä munasolusta aikuiseen, ja muut hänen ryhmänsä jäsenet tekivät sen pian sukusolujen polveutumiseksi. Tämä monumentaalinen saavutus oli Graalin malja tieteen embryology yli vuosisadan, sen turhauttavaa haaste on johtanut kukaan muu kuin Thomas Hunt Morgan luopua meren alkioita kuin hankala ja siirtyä hedelmäkärpänen.

transformatiivisesti vaikuttavan C. elegans-ohjelman käynnistämisestä Brenner sai vihdoin Nobelin palkinnon. Se, miksi hän ei saanut palkintoa aiemmin, on pitkä ja kiehtova tarina.

jokaisessa Sydney Brennerin kertomuksessa mainitaan hänen äärimmäisen ketterä huumorintajunsa. En lausu monia letkautuksia, joista me kaikki nautimme vuosien varrella, joko hänen puhujakorokkeestaan kokouksissa tai baarissa, vaan sanon vain, että mielestäni tämä heijasti älyllistä terävyyttä, harvinaista taitavuutta, joka oli linjassa suuren arborisaation kanssa tuon hämmästyttävän mielen neuronaalisissa käytävissä ja muodostaa hänen neroutensa.

Genius voitaisiin parhaiten määritellä kyvyksi tunnistaa analogioita. Sydney Brennerillä oli tämä, ja hänellä oli vahvempi annos kuin kenelläkään tuntemallani tiedemiehellä. Hänen kaltaisiaan ei tule lähiaikoina. Olemme hänelle paljon velkaa. Kuka nyt tökkii meitä virheellisestä logiikasta tai toisaalta yllyttää meitä jatkamaan eteenpäin ja ajattelemaan laatikon ulkopuolelta, kun ideamme näyttää tuhoon tuomitulta? Mitä suurempaa perintöä kenelläkään voisi olla?

alaviitteet

  • ↵1email: thoru. pederson{at}umassmed.edu.
  • kirjoittaja osuudet: T. P. kirjoitti paperin.

  • kirjoittaja ilmoittaa, ettei eturistiriitoja ole.

julkaistu PNAS-lisenssillä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.