Джордж Паладе

Биография

Американский биолог Джордж Эмиль Паладе родился в Яссах (Румыния), в семье профессора философии Ясского университета Эмиля Паладе и Констанции (Кантемир) Паладе, учительницы начальной школы.

Он получил начальное образование в лицее Хасду в Бюзане и в 1930 г. поступил в медицинскую школу Бухарестского университета. Большое влияние оказали на него работавшие в университете профессор биохимии Андре Бойвин и профессор анатомии Фрэнсис Рейнер, который предложил ему должность ассистента-исследователя. Проработав 6 лет в клинике и защитив диссертацию по микроанатомии почек у ряда морских млекопитающих, П. в 1940 г. получил медицинскую ученую степень. После окончания медицинской школы он становится ассистентом по внутренним болезням в Бухарестском университете. Во время второй мировой войны он служил в румынской армии в должности, которая позволяла ему продолжать работу в университете. В 1945 г. с помощью Григора Попа, преемника Рейнера, П. получил место ассистента-исследователя в лаборатории биологии университета Нью-Йорка. Посетив однажды семинар Альбера Клода, П. представился ему, и тот пригласил его в свою исследовательскую группу в Рокфеллеровском институте (теперь – Рокфеллеровский университет), предложив в 1946 г. должность приглашенного исследователя. После прихода к власти коммунистов в Румынии П. принял решение остаться в США.

Клод впервые разработал методы электронной микроскопии и клеточного фракционирования, которое представляет собой разделение составных частей клетки при помощи ультрацентрифуги. При этом клетки вначале дробятся в смесителе на частицы одинакового размера, затем помещаются в пробирки и вращаются в центрифуге. Компоненты клеток разделяются в соответствии с величиной, формой и плотностью. После такой процедуры каждая клеточная фракция может быть отдельно выделена и изучена биохимическими методами или под электронным микроскопом.

Именно Клод ввел использование электронной микроскопии в изучение клеток. Микроскоп, сконструированный в 1933 г. Эрнстом Руска, пронизывает объекты пучками электронов. Это позволяет увидеть очень мелкие компоненты клеток и даже молекулы, которые не видны в оптический микроскоп. В Рокфеллеровском институте П. занимался усовершенствованием методов, применяемых с целью подготовки ткани для клеточного фракционирования и сохранения ее для проведения электронной микроскопии.

После ухода Клода из института в 1949 г. П. самостоятельно занялся исследованиями при поддержке директора Герберта С. Гассера. В последующие четыре года П. сделал первые важные открытия в клеточной биологии, выходящие за рамки методологических приемов. Используя новые методы клеточного фракционирования и электронной микроскопии, П. и его сотрудники описали ультраструктурные черты клетки и биохимические функции структур (или Органелл) внутри нее: митохондрий, эндоплазматического ретикулума (сети), рибосом и аппарата Гольджи (названного по имени итальянского гистолога Камилло Голъджи). Митохондрии представляют собой органоиды, в которых образуется энергия, необходимая клетке; эндоплазматической ретикулум – система трубчатых структур, участвующая в обменных процессах, которые обеспечивают транспорт веществ из окружающей среды в цитоплазму и между отдельными внутриклеточными структурами; рибосомы являются внутриклеточными частицами, состоящими из белков и рибонуклеиновой кислоты (РНК); комплекс Гольджи – органоид клетки, отвечающий за формирование продуктов ее жизнедеятельности и синтез протеидов. Эти структуры располагаются в цитоплазме, живом материале клетки, не входящем в состав ядра (части клетки, содержащей хромосомы).

В 1952 г. П. получил американское гражданство; через год он стал членом ассоциации ученых Рокфеллеровского института, а в 1956 г. – полным профессором клеточной биологии. К этому времени он сформировал коллектив лаборатории и разработал экспериментальные методы для изучения синтеза белков в живой клетке, поддерживающего как жизнь самой клетки, так и жизнь всего организма. Для экспериментальной модели П. выбрал экзокринные клетки поджелудочной железы морской свинки. Эти клетки синтезируют и секретируют пищеварительные ферменты (белки, увеличивающие скорость химических реакций) в желудочно-кишечный тракт, где они участвуют в процессе пищеварения.

В течение последующих лет группа П. изучала пути синтеза белков и секреции ферментов в экзокринных клетках поджелудочной железы. Была выяснена следующая последовательность событий: сначала белки и секретируемые ферменты собираются в рибосомах, прикрепленных к эндоплазматическому ретикулуму, затем они отделяются от других структур в просвет тубулярных пространств эндоплазматического ретикулума; эти изолированные белки транспортируются к вакуолям (маленьким полостям) в цитоплазме клеток посредством процесса, который, по мнению ученых, нуждается в доставке энергии из митохондрий. После этого белки концентрируются в частицах, названных зрелыми секреторными гранулами, или зимогеновыми гранулами; эти гранулы, содержащие секреторные белки и ферменты, временно хранятся в клетке, готовясь к выходу из нее. И наконец, хранящиеся в зрелых гранулах белки и ферменты выходят из клетки в выводные протоки поджелудочной железы и попадают в кишечник, где и принимают участие в переваривании различных веществ.

Закончив работы по изучению синтеза белка, П. оставил Рокфеллеровский институт и в 1973 г. стал профессором клеточной биологии Йельского университета. К этому времени он заинтересовался другим центральным вопросом биологии – синтезом клеточных и внутриклеточных мембран, капсул, окружающих саму клетку и Органеллы внутри нее. В начале 50-х гг. в биологии преобладала теория клеточного транспорта (перемещение веществ через клеточные мембраны), в основе которой лежит представление о порах. Согласно этой теории, ионы и крупные молекулы проникают в клетку через поры мембраны (плазмолеммы). Работая с Мэрилин Гист Феркьюхар, помощником-исследователем лаборатории Рокфеллеровского института, П. предложил вместо теории пор – везикулярную теорию. Полученные им электронные микрофотографии показали, что ионы и крупные молекулы из внеклеточного пространства, скорее всего, поглощаются везикулами (пузырьками), которые периодически выделяются из мембраны клетки.

В 1974 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена П., Клоду и Кристиану Де Дюву «за открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки». Это стало возможным в основном благодаря описанному П. синтезу белка. В Нобелевской лекции П. сказал, что «функциональный анализ экзокринных клеток поджелудочной железы представил нам последовательные этапы секреторного процесса».

В 1940 г. П. женился на Ирине Малаксе; у них были сын и дочь. Через год после смерти его первой жены в 1969 г. П. женился на Мэрилин Гист Феркьюхар. В свободное от работы в лаборатории время П. любил читать историческую литературу, особенно по римской истории.

П. получил премию Пассано за медицинские исследования Фонда Пассано (1964), премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (1966), премию имени Т. Дакетта Джонса Фонда Хелен Хэй Уитни (1966) и специальную премию Гарднеровского фонда (1967). Ему была присуждена почетная премия университета Нью-Йорка. П. был членом Американской академии наук и искусств, членом Национальной академии наук и Международного общества клеточной биологии. В 1955 г. он основал журнал по клеточной биологии («Journal of Cell Biology»), став его редактором.