ЖАКОБ Франсуа (р. 1920)

ЖАКОБ Франсуа (р. 1920)
ЖАКОБ Франсуа (р. 1920), французский микробиолог, генетик. Один из авторов гипотезы переноса генетической информации и регуляции синтеза белка в бактериальных клетках (концепция оперона). Труды по лизогении (концепция эписом). Нобелевская премия (1965, совместно с А. М. Львовым и Ж. Л. Моно) "за открытия, касающиеся генетического контроля синтеза ферментов и вирусов". * * * ЖАКОБ (Jacob) Франсуа (род. 17 июня 1920 г.). Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1965 г. совместно с Андре Львовым и Жаком Моно. Французский биолог Франсуа Жакоб родился в Нанси, в семье торговца Симона Жакоба и Терезы Жакоб (Франк). По окончании местной начальной школы он поступил в парижский лицей Карно. Мечтая стать хирургом, Ж. после окончания лицея поступил в Парижский университет (Сорбонну), однако в 1940 г. немецкая армия оккупировала Францию, и его учеба была прервана. Ж. смог уехать из страны, присоединился в Лондоне к движению "Свободная Франция", участвовал в боях второй мировой войны в качестве офицера медицинской службы под командованием генерала Поля Леклерка в Северной Африке, а затем в составе 2-й танковой дивизии Соединенных Штатов в Нормандии. В Африке и Нормандии он получил тяжелые ранения рук, помешавшие ему стать хирургом. Ж. был удостоен высших французских боевых наград, в т.ч. Военного креста и креста Освобождения. После окончания войны Ж. вернулся в Сорбонну и в 1947 г. получил медицинский диплом. Продолжая учебу, Ж. в 1950 г. стал работать ассистентом в Пастеровском институте под руководством Андре Львова. В то время Львов изучал лизогенные бактерии, погибающие при инфицировании бактериофагами - вирусами, заражающими бактериальные клетки. Размножение бактериофагов в клетке вызывает ее лизис (распад) и высвобождение новых частиц фага. Львов установил, что бактериофаг вначале существует в бактериальной клетке в неинфекционной, или латентной, фазе, которую он назвал профагом. Исследование лизогенных бактерий и профагов легло в основу докторской диссертации Ж., которую он защитил в Парижском университете в 1954 г., получив докторскую степень. В течение следующих 10 лет он изучал клеточные генетические механизмы у бактерий. Генетика как наука зародилась в XIX в., когда Грегор Мендель открыл законы наследственности. Мендель считал, что организм наследует физические особенности благодаря неким "элементам", которые сегодня называются генами. К началу XX в. уже было известно, что гены располагаются в хромосомах ядра клетки, а в течение нескольких последующих десятилетий биохимики постепенно расшифровали химическую структуру нуклеиновых кислот - рибонуклеиновой кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В 40-х гг. было установлено, что гены состоят из участков ДНК, регулирующих биохимические процессы в клетках. После того как в 1953 г. Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон расшифровали химическую структуру ДНК, стало возможным понять не только, как эта молекула воспроизводится, но и каким образом содержащийся в ней генетический код обусловливает наследование свойств организма. В начале 50-х гг. Ж. и его коллега Эли Вольман, проводя исследования в Пастеровском институте, установили, что хромосомы бактериальных клеток представляют собой кольцевые структуры, прикрепленные к клеточной мембране, и что к этим хромосомам можно добавлять или, наоборот, отщеплять от них небольшие фрагменты генетического материала. В конце 50-х гг. Ж. и Жак Моно открыли одну из трех разновидностей РНК - информационную РНК (две другие разновидности - это рибосомальная РНК и транспортная РНК). Каждая из этих трех форм РНК выполняет строго определенную функцию в последовательной передаче генетической информации - от ДНК через РНК к синтезу белка. Информационная РНК принимает генетическую информацию от ДНК, расположенной в ядре клетки, и переносит ее к рибосомам. Эти частицы, в которых происходит синтез белка, расположены в цитоплазме - внеядерной части протоплазмы клетки. Транспортная РНК переносит к рибосомам структурные элементы белков - аминокислоты. Эти аминокислоты выстраиваются в белковые цепи в строго определенном порядке на основании матрицы, которая записана на информационной РНК. Кроме того, Ж. и Моно обнаружили, что в ДНК содержатся два различных типа генов - структурные и регуляторные. Структурные гены отвечают за передачу генетического кода от одного поколения клеток к другому, а также управляют синтезом белков. Регуляторные гены взаимодействуют со структурными и регулируют все биохимические процессы в клетке, позволяя ей тем самым приспосабливаться к изменениям окружающей среды, например к изменениям количества и качества поступающих в нее питательных веществ. Если околоклеточная среда стабильна, регуляторные гены тормозят (репрессируют) структурные. Если же состояние окружающей среды изменяется, структурные гены активируются и тем самым способствуют адаптации клетки к новым условиям. Ж. и Моно назвали совокупность структурных и регуляторных генов опероном, а ген, отвечающий за репрессию и активацию, - геном-оператором. В ходе исследований Ж. и его коллеги установили, что в частичках бактериофагов содержатся как структурные, так и регуляторные гены. Во время неинфекционной стадии развития этих вирусов (стадии профага) структурные гены, отвечающие за их размножение (репликацию), заторможены. Львов установил, что ультрафиолетовое излучение может вызвать активацию структурного гена, отвечающего за размножение фага, что приводит к его репликации и разрушению бактериальной клетки. Ж. и его коллеги из Пастеровского института являются сторонниками вирусной теории канцерогенеза - образования раковых опухолей. Они полагают, что вирусные частицы существуют в человеческих клетках в латентном состоянии (подобно неактивной фазе профага в бактериальных клетках) и что их канцерогенные свойства могут индуцироваться самыми различными факторами. При этом активированные вирусы внедряются в биохимический механизм клетки, вызывая опухолевый рост. В 1960 г. Ж. получил должность заведующего отделом клеточной генетики в Пастеровском институте, а через четыре года в Коллеж де Франс для него была создана кафедра клеточной генетики. В 1965 г. Ж. совместно с Львовым и Моно был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине "за открытия, касающиеся генетического контроля синтеза ферментов и вирусов". В поздравительной речи исследователь из Каролинского института Свен Гард сказал, что до исследований, проведенных этими учеными, "не было известно, как генетическая информация реализуется, т.е. преобразуется в химическую активность". "Французские ученые показали, - добавил он, - как структурная информация, записанная в генах, управляет химическими процессами". По словам Гарда, их работа "положила начало целой области исследований, которую в полном смысле слова можно назвать молекулярной биологией". В 1947 г. Ж. женился на пианистке Лизе Блох. В семье у них четверо детей. Ж. удостоен многих премий, в т. ч. премии Шарля Леопольда Майера Французской академии наук (1962). Он является членом Французской академии наук и иностранным членом Лондонского королевского научного общества, Датской академии наук и литературы и Американской академии наук и искусств.