Алфред Херши

Биография

Он посещал общеобразовательную школу в Овоссо и Лансинге до поступления в Мичиганский государственный колледж (в настоящее время – Мичиганский государственный университет), где получил степень бакалавра естественных наук в 1930 г. Оставшись в штате Мичиган для завершения обучения, Х. в 1934 г. получил степень доктора по бактериологии, а затем приступил к работе в качестве ассистента на кафедре бактериологии Вашингтонского университета в Сент-Луисе (штаг Миссури). Через два года он становится преподавателем, в 1938 г. назначается ассистентом профессора, а в 1950 г. – адъюнкт-профессором.

В первые годы работы в Вашингтонском университете Х. проводил исследования под руководством профессора Бронфенбреннера, который изучал бактериофаги с момента их открытия в 1915 г. Бактериофаг – разновидность вируса, поражающего бактериальные клетки, – представляет собой простейшую форму жизни и, подобно другим вирусам, состоит из белка и нуклеиновой кислоты.

В начале XX в. ученые показали, что гены отвечают за наследование физических свойств и расположены в хромосомах ядра каждой клетки. Хромосомы содержат белки, связанные с нуклеиновыми кислотами, крупными молекулами, состоящими из моносахаридов, фосфата и азотсодержащих оснований, называемых пуриновыми или пиримидиновыми. Биохимики обнаружили два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК). Считалось, что только белки, состоящие из соединенных в цепочки аминокислот, представляют собой комплексы, достаточные для того, чтобы нести генетическую информацию, а молекулы ДНК являются слишком однообразными и повторяющимися. Однако в 40-е гг. было обнаружено, что гены состоят из ДНК и что ДНК направляет синтез белков клетки, ферментов и коферментов (термостабильных факторов, необходимых для обеспечения нормальной активности ферментов); таким образом была установлена роль ДНК в контроле биохимических процессов в клетке.

В период с 1940 по 1947 г. Макс Дельбрюк в Университете Вандербильта в Нэшвилле (штат Теннесси) изучал жизненный цикл бактериофага. Совместно с Сальвадором Лурия из Колумбийского университета он доказал, что бактериальные клетки претерпевают спонтанную мутацию, для того чтобы противостоять разрушению под влиянием бактериофагов. Результаты этих исследований, опубликованные в 1943 г., стали образцом для анализа экспериментальных результатов в бактериологии. Дельбрюк, Лурия и Х. сформировали неофициальную группу, названную «фаговой группой», с целью изучения бактериофага, в частности механизмов его репликации. «Фаговая группа» призвала других ученых сконцентрировать свои усилия на изучении семи штаммов бактериофага, поражающего штамм В кишечной палочки Escherichia соli, чтобы можно было легко сравнивать экспериментальные результаты.

В 1946 г. Х. и Дельбрюк, проводя исследования независимо друг от друга, обнаружили, что различные штаммы бактериофага могут обмениваться генетическим материалом, если одну и ту же бактериальную клетку поражает не один, а несколько штаммов. Будучи блестящим экспериментатором в отличие от Дельбрюка-теоретика, именно Х. получил бесспорное доказательство обмена генетической информацией, который он назвал рекомбинацией генов. Это одно из первых доказательств в экспериментах рекомбинации генетическим материалом между вирусами.

В 1950 г. Х. ушел из Вашингтонского университета, чтобы присоединиться к работавшим в отделе генетических исследований при Институте Карнеги в Колд-Спринг-Харборе на Лонг-Айленде в Нью-Йорке. Электронно-микроскопический анализ показал, что структ

ура бактериофага представлена белковой головкой, инкапсулированной ДНК, и тонким хвостовым отростком. В 1952 г. Х. совместно с генетиком Мартой Чейз обнаружил, как бактериофаги поражают бактериальные клетки. Использованный Х. и Чейз метод исследования был основан на факте, что в белке фага не содержится фосфор, а его ДНК не содержит серу. После культивирования двух партий бактериофага – одной с радиоактивным фосфором, другой с радиоактивной серой – исследователи проследили путь изотопа в процессе взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой. Они определили, что бактериофаг сначала прикрепляется к мембране бактериальной клетки своим белковым хвостовым отростком, находящаяся внутри фага нуклеиновая кислота вводится затем в бактериальную клетку. Для отделения свободных оболочек бактериофагов, содержащих изотоп серы, от бактериальных клеток, меченных фосфором, суспензию помещали в смеситель и перемешивали, для того чтобы разрушить прикрепление хвостовых отростков фага к бактериальным мембранам. На последнем этапе суспензию прогоняли через центрифугу для отделения клеточной фракции от жидкой. Результаты этих экспериментов подтвердили, что ДНК является генетическим материалом бактериофага, следовательно, и всех других организмов.

В течение 50-х и 60-х гг. Х. продолжал изучать биохимическую структуру и функцию ДНК бактериофага. Своими исследованиями он доказал, что ДНК бактериофага представлена одной цепочкой – в отличие от ДНК высших организмов, – а некоторые ДНК бактериофагов имеют кольцевую структуру. Кроме того, ДНК одних видов отличаются от ДНК других видов.

В 1969 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена Х., Лурия и Дельбрюку «за открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов». На презентации по поводу вручения премии Свен Гард из Каролинского института отметил значение этих открытий для биохимии, генетики и других областей науки. Он добавил, что всех трех лауреатов «можно по праву назвать основателями новой науки – молекулярной биологии».

С 1962 г. до ухода на пенсию в 1974 г. Х. возглавлял отдел генетических исследований в Колд-Спринг-Харборе. «Хотя трудно представить людей более несхожих, чем Дельбрюк, Лурия и Херши, – писал Гюнтер Стент из Гарвардской медицинской школы, – они имели одну общую черту – абсолютную честность, и именно эта черта обусловила влияние этих людей на целую научную дисциплину».

В 1943 г. Макс Дельбрюк так описал первую встречу с Х. в письме к Лурия: «Предпочитает виски чаю, простой в общении, кстати, любит путешествовать в парусной шлюпке, ценит независимость».

В 1946 г. Х. женился на Харриет Дэвидсон; у них родился сын.

Х. получил почетную степень Чикагского университета, премию Альберта Ласкера от Американского национального общества здоровья (1958) и Кимберовскую награду по генетике Национальной академии наук (1965). Он член Американской академии наук и искусств и Национальной академии наук