Sydney Brenner zmarł 5 kwietnia 2019 roku w wieku 92 lat. Jego sława wynikała z trzech dziedzin, w których operował z niezwykłą żywiołowością intelektualną. Pierwsze były jego przewidywane pomysły i przełomowe eksperymenty, które zdefiniowały kod genetyczny DNA i sposób, w jaki informacje zawarte w nim są przekazywane do białek. Po drugie, w późniejszej karierze, opracował modelowy organizm, glisty Caenorhabditis elegans, aby określić, w jaki sposób komórki zwierzęcia schodzą, jeden po drugim, wzdłuż ścieżek rosnącej specjalizacji. Ostatni był jego urzekające umiejętności jako intelektualnego snajpera, często zaskakując kolegów przez bezpośredniość jego „podjęcia” problemu, nawet tych nieco poza jego ken. Zawsze był bardzo szybki do sedna i natychmiastowy z mądrą odpowiedzią.

Sydney Brenner, 1927-2019. Zdjęcie dzięki uprzejmości Science Photo Library / James King-Holmes.

chociaż większość kariery Brennera dotyczyła genu, należy podkreślić, że od początku był zapalonym biologiem. Jako licencjat na University of Witwatersrand, najlepszym Uniwersytecie RPA, odszedł od swojego programu nauczania przedmedycznego i stał się biegły w patrzeniu na różne pierwotniaki i hodowaniu ich w laboratorium. Zainteresował się również mejozą i napisał krótki raport w Nature na temat wysokiej częstotliwości wielobiegunowych wrzecion, biologicznej dziwności, którą znalazł w spermie południowoafrykańskiej ryjówki skaczącej, Elephantulus (1). Zauroczony chromosomami i genami na tym wczesnym etapie, przeczytał publikacje Cyrila Hinshelwooda w Oksfordzie, chemika, który stał się bakteriologiem. Dzięki stypendium na studia w Oksfordzie fascynacja Brennerem genem została katalizowana przez Hinshelwooda. Tam wykonał ważne prace nad tym, jak fagi mogą przejść w przejściowy stan uśpienia. Wydaje się prawdopodobne, że robiąc te eksperymenty, zauważył, że DNA może być aktywne lub ciche, koncepcja, która pojawiła się gdzie indziej, ale było to prawdopodobnie jego pierwsza sugestia.

Brenner mógł kontynuować pracę z wirusami bakteryjnymi, dziedziną zrewolucjonizowaną w tym czasie przez byłego fizyka Maxa Delbrucka, lub mógł wrócić do swoich ukochanych pierwotniaków. Ale stało się coś innego: przybył gość.

do Oksfordu przybył Naukowiec Jack Dunitz z Caltech. Był ekspertem od struktury białek, a ponieważ jego mocną stroną była metoda dyfrakcji rentgenowskiej skrystalizowanych białek, był również bardzo dostrojony do trwających prac Jamesa Watsona i Francisa Cricka w Cambridge. Dunitz zabrał Brennera do Cambridge, by zobaczyć podwójną helisę, którą wymyślili Watson i Crick. Ten moment w karierze Brennera nie zawsze był odpowiednio przekazywany przez historyków, ale uważam, że był ogromny.

oczywiście ta podróż do Cambridge miała drugi wpływ, który również był silnie katalityczny i trwały: Sydney i Francis Crick spotkali się. Wiele napisano o intelektualnej intensywności ich dziesięcioleci rezonansu, a gdybym miał jedno życzenie, aby anioł mógł zstąpić i zaoferować mi, byłoby to muchą na ścianie biura, które dzielili.

zrobiono podwójną helisę, ale co dalej? W jednym z projektów brał udział Mahlon Hoagland, odkrywca transferowego RNA, co Crick przewidział, ale uważał, że może wystarczyć tylko trzy nukleotydy (ok . . . geniusz może być wyłączony do 25 i ujdzie mu to na sucho). Transfer RNA są małymi cząsteczkami, które przekształcają kodowanie DNA w białko przez każdą z nich łącząc się i wprowadzając do maszyny syntezy białek konkretny aminokwas, budulec białka, jeden po drugim. Hoagland i Crick pracowali w laboratorium na poddaszu w Molteno Institute w Cambridge, szlifując wątróbki szczura w poszukiwaniu enzymów, które zaczepiają aminokwasy aktywowane adenozyną 5′-trifosforanem na transfer RNA. To była kompletna klapa. Sydney obserwowała to i myślała, że lepszym podejściem jest genetyka. Jego obserwacja była, jak sądzę, jednym z tych działań poza jego własnym laboratorium, które monitorował z dobrym okiem, zarówno optymistycznym, jak i sceptycznym. W tym konkretnym przypadku podsycało to jego Konstytucyjny talent do ” znalezienia innej drogi.”

w jednej z najbardziej eleganckich serii eksperymentów, jakie kiedykolwiek przeprowadzono w biologii molekularnej, i o wiele bardziej eleganckiej jako mózgowa gra wstępna i konstrukcja niż odkrycie podwójnej helisy, Brenner, współpracując z Crickiem, odkrył, że cztery litery w DNA—A, C, G i T—są” odczytywane ” w zestawach. Brenner i Crick zaobserwowali, jak wpływa to na powstające białko kodowane przez ten gen. Zdumiewająca moc tej serii eksperymentów została wzmocniona przez fakt, że Brenner wcześniej przeprowadził analizę, która przekonała go, że niezależnie od tego, jaki jest ten kod genetyczny, litery określające każdy aminokwas w liniowej sekwencji białka nie mogą nakładać się na dowolną liczbę liter określających jeden z 20 aminokwasów (2). Skąd to ma? Spojrzał na ograniczone sekwencje aminokwasowe, które następnie były pod ręką i spostrzegł, że częstotliwość tych samych dwóch aminokwasów pojawiających się kolejno była zbyt niska, aby można było to wytłumaczyć „nakładającym się kodem”, w którym na przykład (hipotetyczne) litery DNA AAA kodujące lizynę (to odkryte później) powinny dawać lizynę-lizynę, gdy w DNA są cztery litery A z rzędu. Z perspektywy epistemologicznej, w tym wglądie, Brenner pomógł rozwinąć koncepcję, że jakkolwiek to zostało osiągnięte, było coś „kolinearnego” między sekwencją liter w DNA a tymi w kodowanym białku, jak przewidywane eksperymenty Charlesa Yanosfsky ’ ego przewidywały.

każdego roku, kiedy uczę kod genetyczny (3), martwię się, że uczniowie ” nie dostaną tego.”Ale tak jest i wspaniale to widzieć. Wyczuwają dialektyczną konstrukt, i być może wyczuwają również, że tego, lub niektórych z nich, brakuje we wszystkich dokumentach z epoki nowożytnej, które mają czytać. Na tych zajęciach zawsze zwracam uwagę na coś innego. Autorzy „przyznali się”, że ich eksperymenty tak naprawdę nie dowiodły, że kod ma trzy litery, wspominając, że może to być Kod heksetowy lub, w zasadzie, jeden oparty na dowolnym współczynniku trzech. Uczniowie też to lubią i mówią: „Wow, byli bardzo mądrzy.”Brenner zostawił nam tak wiele takich rzeczy.

ale w tym momencie Brenner nie skończył z kodem genetycznym. W dalszych badaniach potwierdził, że kod manifestuje się jako kolinearność między genem a białkiem (4). Ale to wciąż nie wystarczyło dla jego zwinnego umysłu. Następnie odkrył w kodzie trzy tak zwane nonsensowne elementy, które powodują zakończenie syntezy białek i ujawnił, w jaki sposób ich niepożądane działanie jest kompensowane (5).

po tym wszystkim umysł tak niezwykły jak Sydney Brenner nie wszedł w tempomat. O dziwo, w tym samym czasie, gdy pracował z Crickiem nad kodem genetycznym, on i współpracownicy codiscovered messenger RNA (6). Był to kolejny Tour de force Sydney Brenner. Wyczuł, że zakażenie bakterii przez wirus, o którym wiadomo, że powoduje zamknięcie syntezy RNA komórki gospodarza, będzie dawało szansę na „zobaczenie” wytwarzanego przez wirusa RNA. W rozsądnie wybranych warunkach eksperymentalnych gatunek RNA rzeczywiście ujawnił się i spełnił wszystkie przewidywane właściwości długo poszukiwanego „Posłańca” RNA. Z tego wspaniałego eksperymentu skorzystali również Mathew Meselson z Caltech oraz Francois Jacob z Paryża. Jednak zapis pokazuje, że Brenner był inspiracją (7).

w tym czasie Brenner stał się legendą i dziesiątki doktorów zalało Laboratorium Biologii Molekularnej na Uniwersytecie w Cambridge. Ta uświęcona sala biologii molekularnej sama w sobie jest legendą (8), a Sydney uczynił to po stronie genetyki, podczas gdy Max Perutz i John Kendrew zrobili to w biologii strukturalnej. Wielu amerykańskich doktorów, którzy przybyli, chciało pracować nad RNA (9), ale pod koniec lat 60.niektórzy z tych gości wyczuli, że Sydney jest na czymś nowym i zamienili swoje projekty. Co to było?

gen był dobry dla Brennera, a on był dobry dla jego zrozumienia. Ale przypomnijmy sobie jego początki. Biologia qua biology. Około 1965 roku zaczął powracać do tych korzeni. Był pod wpływem pobliskich kolegów, takich jak Lewis Wolpert i Peter Lawrence, a także Francis Crick, z których wszyscy byli zainteresowani poglądem, że rozwój embrionalny i różnicowanie komórek może być wyjaśnione przez gradienty chemiczne. To nie był nowy pomysł, ale Wolpert miał szczególny talent do określenia problemu w nowoczesnych kategoriach i on i Brenner zdawali się rezonować.

w tym czasie Brenner rozpoczął okres nieustannego czytania o wielu zwierzętach, zastanawiając się, które mogą być odpowiednie do ataku na nic innego, jak na to, jak rozwija się zarodek i jako dorosły pełni swój repertuar funkcji. To, jak doszedł do nicienia, jest pełne Potwierdzającego bogactwa intelektualnego, które było jego métier. Chciał stworzenia, które miało złożone zachowanie (tj. miał mózg), a zatem było reaktywne na doświadczenie. Chciał takiego, który mógłby być hodowany i był na tyle mały, aby umożliwić inspekcję mikroskopową. Czytał żarłocznie i przesiewał wiele organizmów, co do ich plusów i minusów. Następnie zdecydował się na C. elegans, naziemnego niszowca glebowego. Jego kolega, John Sulston, prześledził linie komórkowe od zapłodnionego jaja do osoby dorosłej, a inni z jego grupy wkrótce zrobili to dla zstępowania komórek linii zarodkowej. To monumentalne osiągnięcie było świętym Graalem w nauce embriologii przez ponad wiek, a jego frustrujące wyzwanie sprawiło, że nikt inny, jak Thomas Hunt Morgan, nie zrezygnował z embrionów morskich jako trudnych do zniesienia i przeniósł się do muszki owocowej.

za uruchomienie przełomowego programu C. elegans Brenner został w końcu uhonorowany Nagrodą Nobla. Dlaczego nie dostał tej nagrody wcześniej to długa i intrygująca historia.

każda relacja Sydneya Brennera wspomina o jego niezwykle zwinnym poczuciu humoru. Nie będę recytował wielu żartów, które wszyscy lubiliśmy przez lata, ani z jego mównicy na spotkaniach, ani w barze, ale powiem po prostu, że myślę, że odzwierciedlało to intelektualną bystrość niezwykłej zręczności, która była zgodna z wielką arboryzacją w neuronalnych korytarzach tego niesamowitego umysłu i stanowiła jego geniusz.

geniusz najlepiej zdefiniować jako zdolność rozpoznawania analogii. Sydney Brenner miała to i miała mocniejszą dawkę niż jakikolwiek Naukowiec, jakiego znałam. Jego podobni nie pojawią się w najbliższym czasie. Tyle mu zawdzięczamy. Kto teraz będzie nas szturchać za błędną logikę lub, z drugiej strony, zachęcić nas do kontynuowania i myślenia poza pudełkiem, gdy nasz pomysł wydaje się skazany na zagładę? Co może być dla kogoś większym dziedzictwem?

Przypisy

  • ↵1email: thoru. pederson{at}umassmed.edu.
  • author contributions: T. P. written the paper.

  • autor deklaruje brak konfliktu interesów.

opublikowany na licencji PNAS.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.