На
обложке изображен
Джек Шостак (1952 г.), американский
учёный-цитогенетик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Джек
Шостак, предки которого были родом из Польши, родился в Лондоне. Вскоре его
родители переехали в Монреаль, где он учился в колледже Университета Макгилла и
получил степень бакалавра в области клеточной биологии. Докторской степени он
добился в Корнеллском университете, после чего основал собственную лабораторию
в Гарвардской школе медицины, где работает и по сей день профессором отделения
генетики.
Шостак
в ходе экспериментов с линейными молекулами ДНК, своего рода мини-хромосомами,
обнаружил, что они быстро деградируют, если их пересадить в клетки дрожжей.
Встретившись на одной из конференций и ознакомившись с работами друг друга,
Элизабет Блэкберн (американский учёный-цитогенетик) и Шостак решили совместно
провести опыты по преодолению барьера между двумя столь разными организмами,
как инфузории и дрожжи. Блэкберн изолировала нуклеотидную последовательность
ССССАА из хромосом инфузории, Шостак присоединил эти фрагменты ДНК с обоих
концов к тем мини-хромосомам, которые он пересаживал в дрожжи, — и деградация
прекратилась.
Эти специализированные структуры, расположенные на концах линейных хромосом, и
получили название «теломеры». А то, что теломеры одного организма смогли
защитить от деградации хромосомы в совершенно другом организме, указывало на
наличие какого-то неизвестного фундаментального механизма.
Чтобы
клетки не теряли при делении часть генетического материала, теломерные повторы
обладают способностью восстанавливать свою длину. В этом и заключается суть
процесса «концевой репликации». Но ученые не сразу поняли, каким образом
наращиваются концевые последовательности. Было предложено несколько различных
моделей. Еще в 1970-х годах российский ученый А. М. Оловников предположил
существование специального фермента, наращивающего теломерные повторы и тем
самым поддерживающего длину теломер постоянной.
В
середине 1980-х годов в лабораторию Блэкберн пришла работать Кэрол Грейдер
(американский учёный, молекулярный биолог), и именно она обнаружила, что в
клеточных экстрактах инфузории происходит присоединение теломерных повторов к
синтетической теломероподобной «затравке». Очевидно, в экстракте содержался
какой-то белок, способствовавший наращиванию теломер. Так блестяще
подтвердилась догадка Оловникова и был открыт фермент теломераза. Кроме того,
Грейдер и Блэкберн определили, что в состав теломеразы входит белковая
молекула, которая, собственно, осуществляет синтез теломер, и молекула РНК,
служащая матрицей для их синтеза.
В
2009 году Джек Шостак, Элизабет Блэкберн и Кэрол Грейдер получили за свою
совместную работу Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Открытый
американскими исследователями механизм носит фундаментальный характер и
является одним из ключевых механизмов, регулирующих старение, а наличие
теломеразной активности в тех соматических клетках, где она обычно не
проявляется, может быть маркером злокачественной опухоли и индикатором
неблагоприятного прогноза.
В
2016 году Шостак подписал открытое письмо нобелевских лауреатов с призывом к
Greenpeace, Организации Объединенных Наций и правительствам всего мира
прекратить борьбу с генетически модифицированными организмами.
Шостак
получил несколько наград и почетных званий за свой научный вклад. Он является
членом Национальной академии наук, Американской академии искусств и наук,
Нью-Йоркской академии наук.
