francia molekuláris biológus

Fran Xhamois Jacob számos jelentős hozzájárulást tett a genetika területén a híres francia Pasteur Intézet más tudósaival való sikeres együttműködés révén. Legismertebb munkája A Jacob-Monod operon modell megfogalmazása volt, amely segít megmagyarázni a gének szabályozását. Jacob tanulmányozta a messenger ribonukleinsavat (mRNS) is, amely közvetítőként szolgál a genetikai kódot hordozó dezoxiribonukleinsav (DNS) és a riboszómák között, ahol a fehérjéket szintetizálják. Azt is kimutatta, hogy a baktériumok ugyanazokat az általános szabályokat követik a természetes kiválasztódásban és evolúcióban, mint a magasabb rendű organizmusok. A genetikai kontroll és a vírusok területén végzett munkájuk elismeréseként Jacob és a Pasteur Intézet két másik tudósa, Jacques Lucien Monod és Andro Lwoff osztoztak az 1965-ös fiziológiai vagy orvostudományi Nobel-díjban.

Jákob a franciaországi Nancyben született Simon Jákob kereskedő és a korábbi TH. Jacob járt iskolába a lyc adapte Carnot Párizsban megkezdése előtt a főiskolai oktatás. Tanulmányait a Párizsi Egyetem (Sorbonne), de kénytelen volt rövidíteni tanulmányait, amikor a német hadsereg 1940-ben megtámadta Franciaországot a második világháború alatt. Az egyik utolsó hajón Angliába menekült, és Londonban csatlakozott a Szabad Francia erőkhöz, tisztként szolgált és harcolt a szövetségesekkel Észak-Afrikában. A háború alatt Jacob súlyosan megsebesült. Sérülései károsították a kezét, és hirtelen véget vetettek annak a reményének, hogy sebész lesz. Hazája szolgálatában megkapta a Croix de Guerre-t és a felszabadítás társát, Franciaország két legmagasabb katonai kitüntetését.

e fizikai visszaesés ellenére Jacob folytatta tanulmányait a Párizsi Egyetemen. Önéletrajzában, a szobor belül, Jacob azt mondta, hogy a diplomamunka ötletét a munkahelyéről, a Nemzeti Penicillin központból kapta, ahol egy kisebb antibiotikumot, a tirotricint gyártottak és forgalmaztak. Téziséhez Jacob gyártotta és értékelte a gyógyszert. Harminc éves korához közeledve megszerezte az övét M. D. fokozat 1947-ben, ugyanabban az évben feleségül vette Lysiane “Lise” Bloch zongoristát. Végül négy gyermekük lesz.

mivel szakmai jövője bizonytalan, Jacob egy ideig tovább dolgozott a Nemzeti Penicillin központban. Az árapály megfordult, amikor feleségével együtt vacsoráztak unokatestvéreivel, köztük Herbert Marcovich, egy genetikai laboratóriumban dolgozó biológus. Jákob így emlékezett vissza: “ahogy Harbert beszélt, úgy éreztem, hogy viharként növekszik az izgalom. Ha az én generációm egyik embere továbbra is kutatásba kezdhet anélkül, hogy nevetségessé tenné magát, akkor miért ne én?”Úgy döntött, hogy másnap biológus lesz.

Jacob 1950-ben csatlakozott a Pasteur Intézethez, mint Andro Lwoff asszisztense. Lwoff laboratóriumi elhelyezkedése és szűk negyedei a “tetőtér” nevet kapták.”Az 1950-es év izgalmas volt Lwoff laboratóriumában. Lwoff lizogén baktériumokkal dolgozott, amelyek elpusztulnak (lizálódnak), amikor baktériumfertőző vírusrészecskék támadják meg őket bakteriofágok. A bakteriofágok behatolnak a baktériumsejtbe, majd szaporodnak benne, végül feltörik a sejtet és új bakteriofágokat szabadítanak fel. Lwoff kutatása szerint a bakteriofág először a baktériumsejtben létezik egy nem fertőző fázisban, az úgynevezett profágban. Ultraibolya fény hozzáadásával ösztönözheti a prophage-t a fertőző vírus termelésének megkezdésére. Ezek az új eredmények segítettek abban, hogy Jacobnak olyan hátteret biztosítson, amelyre szüksége lenne jövőbeli kutatásaihoz.

Jacob folytatta tanulmányait a Párizsi Egyetemen az első években a Pasteur Intézet, megszerezte a bachelor of science 1951-ben és tanul felé a tudomány doktora fokozatot, amit kapott 1954-ben. Doktori disszertációjához Jacob áttekintette bizonyos sugárzások vagy kémiai vegyületek azon képességét, hogy indukálják a prófétát, és javaslatot tett az immunitás lehetséges mechanizmusaira .

miután a laborban dolgozott, Jacob hamarosan gyümölcsöző együttműködést alakított ki a szintén Lwoff laboratóriumában állomásozó Xhamlie Wollmannal. 1954 nyarán wollmannal felfedezték az úgynevezett erotikus indukciót az Escherichia coli baktériumban. Később megváltoztatták a jelenség nevét zigotikus indukcióra. A zigóta indukcióban egy hím baktériumsejt kromoszómája, amely prófétát hordoz, átvihető egy női sejtbe, amely nem hordozta a prófétát, de nem fordítva. A zigotikus indukció azt mutatta, hogy mind a profág expresszióját, mind az immunitást az utóbbi esetben blokkolta a sejtmagot körülvevő citoplazmában jelen lévő változó .

egy másik kísérletben ő és Wollman párosították a hím és nőstény baktériumsejteket, elválasztva őket, mielőtt befejezhették volna a konjugációt . Ez a kromoszómát is levágta, amikor a hímről a nőstényre haladt. Azt találták, hogy a nőstény apránként, bizonyos sorrendben és állandó sebességgel fogadta el a kromoszómát, meglehetősen hasonló ahhoz, mintha egy darab spagettit szívna fel. Tanulmányuk “spagetti kísérlet” néven vált ismertté, Wollman nagy bosszúságára.

a Phage and the Origins of Molecular Biology című könyvben Wollman elmagyarázta, hogy a hím különböző genetikai markereinek követésével meghatározhatják az egyes gének zigótába való belépésének idejét, és helyesen következtethetnek a DNS-re. Jacob és Wollman elektronmikroszkóppal is lefényképezték a konjugáló baktériumokat, és időzítették a gének átvitelét. “A D. A. L. Wollmannal kifejlesztettünk egy eszközt, amely lehetővé tette bármely funkció, bármely rendszer genetikai elemzését” – mondta Jacob önéletrajzában. A két tudós felfedezte és meghatározta az episzómákat, olyan genetikai törzseket, amelyek automatikusan replikálódnak a kromoszómák fejlődésének részeként .

Jacob és Wollman azt is kimutatták, hogy a baktériumok mutálódhatnak és alkalmazkodhatnak a gyógyszerekhez vagy bakteriofágokhoz. Az evolúció és a természetes szelekció a baktériumokban és a magasabb életformákban is működött. Jacob és Wollman a Scientific American 1956. júliusi számában összegezték kutatásukat: “nem kétséges, hogy a genetikai rekombináció alapvető jellemzőinek hasonlónak kell lenniük, akár baktériumokban, akár emberben fordulnak elő. Meglehetősen meglepő lenne, ha a baktériumok nemi szaporodásának vizsgálata nem vezetne a genetikai rekombináció folyamatának mélyebb megértéséhez, amely annyira létfontosságú a magasabb rendű szervezetek túlélése és fejlődése szempontjából.”

1956-ban Jacob elfogadta a Pasteur Intézet laboratóriumi igazgatói címét. Két éven belül Jacob elkezdett dolgozni Jacques Monoddal, aki néhány évvel korábban elhagyta Lwoff laboratóriumát, hogy a Pasteur Intézet celluláris biokémiai tanszékét irányítsa. Arthur pard Apacne is gyakran csatlakozott a kutatáshoz. Jacob és Monod azt vizsgálták, hogy a galaktozidáz nevű bélenzim hogyan aktiválódik a laktóz vagy a tejcukor emésztésére. A galaktozidáz indukálható enzim, vagyis csak akkor képződik, ha egy bizonyos szubsztrát—ebben az esetben laktóz—jelen van. Az indukálható enzimek különböznek a konstitutív enzimektől, amelyek folyamatosan termelődnek, függetlenül attól, hogy az induktor jelen van-e vagy sem. Egy normál indukálható hím baktérium párosításával egy konstitutív nősténnyel, megmutatták, hogy az indukálható enzimfolyamatok elsőbbséget élveznek a konstitutív enzimszintézissel szemben. A Jacob és Monod által végzett kísérletekben az induktor, a laktóz gátolta a galaktozidáz szintézisét szabályozó gént.

ezután Jacob rájött, hogy monoddal és wollmannal a zigóta indukcióval kapcsolatos korábbi munkája összefügg. A szoborban azt mondta: “mindkét esetben egy gén szabályozza a citoplazmatikus termék képződését, egy represszor képződését, amely blokkolja más gének expresszióját, és így megakadályozza a galaktozidáz szintézisét vagy a vírus szaporodását.”A feladatuk az volt, hogy meghatározzák a represszor helyét, amely úgy tűnt, hogy a DNS-en van.

az évtized végére Jacob és Monod felfedezték a messenger RNS-t, a ribonukleinsav három típusának egyikét. (A másik kettő a riboszomális RNS és a transzfer RNS.) Az RNS minden típusának sajátos funkciója van. Az mRNS a DNS és a riboszómák közötti közvetítő, amely információt szolgáltat a fehérjék előállításához szükséges aminosavak helyes szekvenciájáról. Amíg munkájuk folytatódott, Jacob elfogadta a Pasteur Intézet Sejtgenetikai Tanszékének vezetőjét.

1961-ben az mRNS-t és a ma már híres Jacob-Monod operon modellt érintő kutatásaik eredményeit a “genetikai szabályozó mechanizmusok a fehérjék szintézisében” című cikkben magyarázták, amely a Journal of Molecular Biology molekuláris biológus, Gunther S. Stent a tudományban “a molekuláris biológia irodalmának egyik műemléke.”

A Jacob-Monod operon modell szerint a DNS szerkezeti génjeinek egy csoportja hordozza azt a kódot, amelyet a messenger RNS szállít a fehérjéket előállító riboszómákhoz. A strukturális gének mindegyikének megvan a maga operátor génje, amely mellette fekszik. Ez az operátor gén az a kapcsoló, amely be-vagy kikapcsolja szerkezeti génkészletét, és így felügyeli fehérjéik szintézisét. Jákób és Monod az operátor minden egyes csoportját és strukturális génjeit operonnak nevezte. Az operátor gén mellett egy szabályozó gén ugyanazon a kromoszómán helyezkedik el, mint a strukturális gének. Egy indukálható rendszerben, mint például a lactoseoperon (vagy lac operon, ahogy nevezik), ez a szabályozó gén egy represszor fehérjét kódol. A represszor fehérje két dolog egyikét teszi. Ha nincs laktóz jelen, a represszor fehérje a kezelőhöz kötődik, és inaktiválja azt, viszont megállítja a strukturális génaktivitást és a fehérjeszintézist . Laktóz jelenlétében azonban a represszor fehérje a szabályozó génhez kötődik az operátor helyett. Ezzel felszabadítja a kezelőt, és lehetővé teszi a fehérjeszintézist. Egy ilyen rendszerrel a sejt alkalmazkodni tud a változó környezeti feltételekhez, és előállíthatja a szükséges fehérjéket, amikor szüksége van rájuk.

egy évvel a cikk megjelenése után Jacob elnyerte a Francia Tudományos Akadémia Charles Leopold Mayer-díját. 1964-ben a Coll Enterprises de France is elismerte eredményeit azzal, hogy külön széket hozott létre a tiszteletére. Legnagyobb megtiszteltetése azonban 1965-ben volt, amikor Lwoff és Monod megosztották a fiziológiai vagy orvostudományi Nobel-díjat. A díj elismeri hozzájárulásukat ” az élő anyag alapvető folyamatainak ismeretéhez, amelyek olyan jelenségek alapját képezik, mint az alkalmazkodás, a szaporodás és az evolúció.”

karrierje során Jacob számos tudományos publikációt írt, köztük az élet logikája: az örökletes és a lehetséges és a tényleges története című könyveket. Ez utóbbi, 1982-ben jelent meg, elmélyül az evolúció elméletében, és abban a vonalban, amelyet szerinte meg kell húzni az evolúció tudományos elméletként és mítoszként való használata között.

Lásd még bakteriofág és bakteriofág tipizálás; evolúció és evolúciós mechanizmusok; baktériumok és vírusok evolúciós eredete; eukarióta sejtek genetikai szabályozása; prokarióta sejtek genetikai szabályozása; Immunogenetika; Molekuláris biológia és molekuláris genetika; molekuláris biológia, központi dogma; Vírusgenetika

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.