Джордж Дейвис Снелл

Биография

Американский генетик Джордж Дейвис Снелл родился в Бредфорде (штат Массачусетс), в семье Кэтрин Снелл (Дэвис) и Каллена Брайанта Снелла, бывшего секретаря местной христианской юношеской ассоциации и изобретателя, разработавшего метод наматывания индукционных катушек. В семье было трое детей, Джордж был младшим из них. Когда мальчику исполнилось четыре года, семья переехала в Бруклин. Там С. поступил в государственную школу, где проявился его особый интерес к математике и естественным наукам. В юности С. любил читать книги по астрономии и физике, а также играть в футбол с друзьями.

В 1922 г. С. поступил в Дартмут-колледж. Вначале его любимыми предметами были математика и физика, но в дальнейшем, как писал С., «курс генетики, прочитанный нам профессором Джоном Джероулдом, оказался удивительно захватывающим, и именно это определило выбор моего пути». В 1926 г. С. получил степень бакалавра наук в Дартмут-колледже и по совету Джероулда начал изучать генетику в Гарвардском университете. Здесь он работал под руководством Уильяма Касла, первого американского биолога, применившего менделевские законы наследственности к генетике млекопитающих. В студенческих исследовательских работах С. изучал сцепление двух или нескольких генов в хромосоме, ограничивающее или исключающее их независимое наследование. Это явление, открытое в 1910 г. Томасом Хантом Морганом, стало темой докторской диссертации С., которую он защитил в 1930 г.

После получения докторской степени С. в течение двух лет преподавал зоологию сначала в Дартмут-колледже, а затем в Браунском университете. Затем С. получил субсидию Национального совета по научным исследованиям, что дало ему возможность работать в течение двух лет в Техасском университете под руководством Германа Мюллера. Изучая генетические последствия рентгеновского облучения мышей, С. впервые установил, что облучение вызывает у млекопитающих мутации. В 1933 г. С. стал ассистент-профессором в Вашингтонском университете в Сент-Луисе (штат Миссури). Но С. твердо знал, что собирается заниматься не преподаванием, а наукой, и поэтому в 1935 г. стал сотрудником Джексоновской лаборатории.

Джексоновская лаборатория была создана в Бар-Харборе (штат Мэн) в 1929 г. Кларенсом Куком Литтлом, бывшим студентом Уильяма Касла. Эта лаборатория должна была стать центром исследования генетики млекопитающих. Несмотря на то что в 1935 г., когда С. начал работать здесь научным сотрудником, лаборатория была еще небольшой, она уже была известна благодаря трудам ученых по генетике мышей. В естественных условиях нельзя найти двух особей млекопитающих с идентичными генами. Однако Литтл и его коллеги проводили родственное скрещивание (инбридинг) особей многих поколений мышей и в результате получили генетически однородные линии, все особи которых были сходны друг с другом, как однояйцевые близнецы.

В течение первых лет работы в Джексоновской лаборатории С. продолжал исследовать мутации, вызванные радиационным облучением. В конце 30-х гг., завершая исследования, С. начал обдумывать новые научные проекты, в т.ч. касающиеся генетических аспектов трансплантации. К этому времени уже было известно, что органы, пересаженные от генетически различных особей, отторгаются. И хотя Литтл установил, что этот процесс управляется не одним, а несколькими генами, он не смог показать отдельно влияние каждого из этих генов. С. назвал подобные генетические факторы генами тканевой совместимости. На основании своих ранних работ по сцеплению генов он пришел к выводу о существовании отдельного гена, или локуса, играющего особо важную роль в приживании или отторжении трансплантата.

В 1937 г. исследователь из лондонской больницы Гая Питер Горер обнаружил, что в реакции отторжения трансплантата у мышей участвует тканевый белок, который он назвал антигеном II. В 1946 г. Горер перешел в Джексоновскую лабораторию, чтобы работать вместе с С. Ученые обнаружили, что антиген Горера и локус тканевой совместимости Снелла идентичны, поэтому они, объединив термины, ввели новый – ген Н-2 (от английского слова Hictocompatibility – тканевая совместимость). Однако их исследования затруднялись тем, что сравниваемые между собой линии мышей отличались не только наличием этих генов, но и многими другими особенностями.

С. пришла в голову мысль о том, что выведенных с помощью инбридинга лабораторных мышей можно использовать для выделения генов, отвечающих за отторжение трансплантата. С этой целью он скрестил мышей двух инбредных линий – А и В, ткани которых взаимно не приживались. От гибридного потомства этих мышей он выбрал тех, которые отторгали ткани мышей линии А, и скрестил их с мышами линии А. После нескольких поколений количество генов линии А в генотипе у этих животных постепенно возрастало, хотя все еще оставались особи, отторгающие ткани мышей линии А, т.е. обладающие генами тканевой совместимости линии В. После примерно 20 поколений С. получил линию мышей, идентичных мышам линии А, но способных принимать трансплантаты от мышей линии В и отторгать от мышей линии А.

В 1946 г. С. приступил к выведению таких «резистентных мышей с взаимными генами», однако в следующем году в Джексоновской лаборатории произошел пожар, первые полученные линии были уничтожены, и С. был вынужден начать работу сначала. К середине 50-х гг. он получил ряд линий мышей с взаимными генами и приступил к сравнению выделенных генов тканевой совместимости. «Мы обнаружили группу примерно из 10 локусов, отвечающих за отторжение трансплантата, – писал он впоследствии. – Один из этих локусов совершенно отчетливо выделялся среди других по своему влиянию на реакцию отторжения». Этим локусом был ген H-2. К этому времени С. и Горер уже установили, что H-2 – это не отдельный ген, а группа генов, расположенных в тесной близости друг от друга в одной и той же хромосоме. В связи с этим локус Н-2 и несколько расположенных рядом с ним генов были названы главным комплексом тканевой совместимости – МНС (Major Histocompatibility Complex), впоследствии С. назвал его супергеном.

В 1957 г. С. стал старшим научным сотрудником Джексоновской лаборатории. Исследования МНС, в которых нередко использовались линии инбредных мышей, выведенные С. и его коллегами, стали особенно часто проводиться в конце 50-х гг., после того как Жан Доссе выделил первый белок тканевой совместимости человека. В 1965 г. Доссе выдвинул гипотезу, согласно которой многие описанные к тому времени системы тканевой совместимости человека являются производными одного набора генов МНС (впоследствии он был назван человеческим лейкоцитарным локусом А, или HLA), сходного с системой H-2 мышей. Его предположение оказалось верным, сходство между этими системами у мышей и человека было детально установлено.

С. указал, что «влияние на трансплантат, по-видимому, не имеет никакого отношения к истинной функции генов МНС». Важный шаг в изучении этой функции был сделан Барухом Бенасеррафом, который в 1969 г. обнаружил, что от генов комплекса МНС зависит иммунная защитная реакция организма на определенные инородные тела. В середине 70-х гг. ряд исследователей, включая Бенасеррафа, работая назависимо друг от друга, установили, что белки, кодируемые комплексом МНС (эти белки всегда находятся на поверхности клеток), могут играть роль тех самых «ключей», с помощью которых определенные виды лейкоцитов (Т-клетки) распознают нормальные клетки организма (так называемое самораспознавание) и отличают их от ненормальных и инородных клеток.

В 1980 г. С., Доссе и Бенасеррафу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся генетически определенных структур, расположенных на поверхности клеток и регулирующих иммунные реакции». Исследователь из Каролинского института Георг Клейн в поздравительной речи сказал: «Комплекс МНС – это исключительно чувствительная система надзора, выявляющая клетки с изменениями мембраны. Кроме того, этот комплекс делает возможным существование механизма уничтожения клеток, которые по той или иной причине стали инородными. При этом отторжение чужеродных трансплантатов – это просто нежелательная побочная реакция». В заключение Клейн назвал работу лауреатов «одним из самых важных звеньев в сложной цепи современной биологии».

В других исследованиях, проведенных в Джексоновской лаборатории, С. изучал гены, влияющие на реакцию отторжения трансплантата, но не входящие в состав комплекса МНС, гены этого комплекса, не отвечающие за тканевую совместимость, и другие аспекты приживания и отторжения трансплантата.

В 1937 г. С. женился на Роде Карсон; в семье у них трое сыновей. В 1969 г. С. оставил работу в Джексоновской лаборатории и вышел на пенсию, в настоящее время он живет и работает в Бар-Харборе, поддерживая связи с исследователями из разных стран мира. С. – заядлый садовник, много времени он уделяет и своему огороду.

С. был удостоен многих премий, в т.ч. премии Осборна и Менделя Американского института питания (1951), медали Грегора Менделя Чехословацкой академии наук (1967), международной награды Гарднеровского фонда (1976) и премии Волфа по медицине Израильского фонда Волфа (1978). Он является членом Национальной академии наук США, Общества трансплантологии и Американского общества генетиков.