Отец и сын получившие нобелевскую премию. Нобелевские лауреаты: Джордж Паджет Томсон. Талантливый сын талантливого отца . Роджер Корнберг. По стопам отца

Роджер Корнберг. По стопам отца

Николай Мельников

Лауреатов Нобелевской премии в мире немало, и каждый год их список пополняется всё новыми и новыми фамилиями. Однако династия обладателей самой престижной научной премии мира – дело совсем иное.

Отец и сын Корнберги.

Среди таких кланов можно назвать, пожалуй, лауреатов премии по физике Нильса Бора и его сына Оге Нильса, семейную чету Пьера и Марии Кюри и их дочь Ирен Жолио-Кюри, разделившую премию по химии со своим мужем Фредериком Жолио, и шведских физиков Карла Манне Сигбана и его сына Кая. В этом году, когда в Стокгольме среди новых лауреатов было названо имя Роджера Дэвида Корнберга, получившего Нобелевскую премию в области химии «за исследование механизма копирования клетками генетической информации», таких семей стало на одну больше.

Роджер Корнберг, член Национальной академии наук США и американской Академии искусств и наук, – сын Артура Корнберга, который сорок семь лет назад тоже удостоился чести произносить речь с «нобелевской» трибуны, и внук Джозефа Корнберга и Лены Кац, приехавших в 1900 году в Америку из Австрийской Галиции (ныне территория Польши). Роджер родился в 1947 году в США, в городе Сент-Луисе, штат Миссури, в 1967 году окончил Гарвардский университет со степенью бакалавра, а спустя еще пять лет стал доктором биохимии в Станфорде. Некоторое время Корнберг-младший занимался научными исследованиями в Великобритании, в лаборатории при Кембриджском университете, а затем вернулся в Соединенные Штаты и получил место доцента в военно-медицинской школе Гарвардского университета. В 1978 году он вернулся в родной Станфорд, где работает до сих пор, но уже в качестве профессора структурной биологии.

Самое интересное, что отец и сын Корнберги в разное время исследовали практически один и тот же процесс: функционирование молекул ДНК и РНК. Но Артур Корнберг изучал механизмы синтеза носителей наследственной информации, а Роджер, вооруженный куда более совершенным инструментарием, умудрился сделать эту биохимию видимой. Его премия относится к достаточно распространенной в последние годы категории «инженерных», когда Шведская королевская академия отмечает не столько очередной прорыв человеческой мысли, сколько достижения в прикладных или экспериментальных исследованиях. Сделать генетику видимой в принципе, как показал опыт, было возможно, но процесс требовал столь тщательной проработки всех деталей эксперимента, что результаты можно было получить лишь через много лет кропотливого каждодневного труда. Многие ученые брались за эту тему, но качественных фотографий работающей ДНК добилась лишь команда терпеливого Корнберга, убившего десяток лет на настройку техники, – остальные отступились гораздо раньше.

Этот год, такой урожайный на «Нобелевки» для Америки, знаменателен еще и тем, что впервые в этом веке премию в области естественных наук получил один человек. Традиционно они делятся надвое или даже натрое – ведь каждое подобное открытие является результатом либо совместных трудов, либо параллельной работы нескольких ученых в разных научных центрах. Однако на этот раз всё оказалось иначе: у Корнберга в его работе не было ни конкурентов, ни коллег – подобные старательность и терпение встречаются даже реже, чем самый редкий талант теоретика.

В 1959 году Роджер Корнберг уже присутствовал на церемонии награждения нобелевских лауреатов – ему было тогда двенадцать, а традиционные диплом и золотую медаль из рук короля Швеции принимал его отец. 10 декабря этого года он снова окажется в главном концертном зале Стокгольма. Но на этот раз – в рядах победителей. И его голос прозвучит со знаменитой «нобелевской» трибуны.

Ежемесячный литературно-публицистический журнал и издательство.

Большой Энциклопедический словарь (БЭС)

БРЭГГ (физики, отец и сын)
\БРЭГГ (Bragg), английские физики, основоположники рентгеноструктурного анализа, отец и сын. Первыми (1913) расшифровали атомные структуры ряда кристаллов с помощью дифракции рентгеновских лучей. Нобелевская премия (1915). 1) Уильям Генри (1862-1942), член (1906) и президент (1935-40) Лондонского королевского общества. 2) Уильям Лоренс (1890-1971), директор Кавендишской лаборатории (1938-53) и Королевского института в Кембридже (1954-60). Установил т. н. условие Брэгга - Вульфа. * * * БРЭГГ (Bragg) Уильям Генри (2 июля 1862 г. – 12 марта 1942 г.). Нобелевская премия по физике, 1915 г. совместно с У. Л. Брэггом Английский физик Уильям Генри Брэгг родился на ферме вблизи Уигтона, Камберленд, в семье Роберта Джона Брэгга, бывшего офицера торгового флота, и Мэри (Вуд) Брэгг, дочери викария Уэствордского прихода. Мать Б. умерла, когда ему было 7 лет, и с тех пор он жил у своего дяди, который заботился о его образовании. Когда мальчику исполнилось 13 лет, отец послал его в Кинг-Уильям-колледж, среднюю школу на острове Мэн, где мальчик прекрасно занимался по всем предметам, за исключением церковной истории и греческого языка. В 1881 г. Б. поступил в Тринити-колледж в Кембридже, где он стал блестящим студентом-математиком. На последнем курсе он слушал лекции по физике Дж. Дж. Томсона, который и сообщил Б. о вакансии в Аделаидском университете в Австралии. Б. подал заявление и был назначен на должность профессора математики и физики, которую занимал в течение 18 лет. Поскольку его подготовка в области физики уступала его познаниям в математике, большую часть долгого морского путешествия он провел, изучая учебники по физике, которые взял с собой. Б. прибыл в Аделаиду в 1885 г. Здесь он занялся педагогической деятельностью, участвовал в общественной жизни университета, работал в Австралийской ассоциации содействия развитию науки. Почти 20 лет он не пытался проводить какие-либо самостоятельные исследования. В 1889 г. он женился на Гвендолин Тодд, дочери сэра Чарлза Тодда, министра почт Южной Австралии. У них было два сына, младший из которых погиб в первую мировую войну, и дочь. За эти годы Б. занял видное положение в южноавстралийском обществе, но опубликовал всего лишь несколько небольших статей. В 1904 г., когда Б. было 42 года, его глубоко заинтересовали результаты последних исследований в области радиоактивности, включая работы Эрнеста Резерфорда и Марии и Пьера Кюри. Он провел свое первое самостоятельное исследование, дабы пролить свет на феномен радиоактивности. Следующие три года Б. изучал проникающую способность альфа-частиц (ядер атома гелия), которые испускаются атомами радиоактивных веществ при распаде, то есть когда их ядра распадаются на ядра других элементов. Он обнаружил, что альфа-частицы, испускаемые данным радиоактивным веществом, можно разбить на хорошо различимые группы, так что все частицы из одной группы проходят одинаковое расстояние до того, как будут поглощены расположенным на их пути веществом. Открытие этих групп, которое оказалось весьма неожиданным, показало, что альфа-частицы испускаются только с определенными начальными скоростями. Отсюда вытекало, что распад родительского радиоактивного ядра проходит поэтапно, причем каждое промежуточное дочернее ядро испускает альфа-частицу с отличной от других начальной скоростью. Следовательно, пройденное альфа-частицей расстояние можно было использовать для определения типа ядра, испускающего эту частицу. Это открытие вместе с экспериментальным исследованием других радиоактивных излучений принесло Б. международную известность. В 1908 г. Б. получил должность профессора физики в университете Лидса и в начале следующего года вместе с семьей возвратился в Англию. В течение нескольких следующих лет Б. проводил интенсивные исследования свойств рентгеновских и гамма-лучей, считая, что они больше похожи на поток частиц, чем на волны. В этот период он вел бурные дебаты с Чарлзом Г. Баркла о природе рентгеновских лучей. Однако в 1912 г. Макс фон Лауэ обнаружил дифракцию (отклонение) рентгеновских лучей на кристаллах, причем возникавшая интерференционная картина напоминала аналогичную картину для света. Поскольку подобные картины могли быть порождены только волнами, Б. перестал защищать корпускулярную теорию, сказав, что "теории – это не более чем удобные и привычные инструменты". Проблема, заявил он, "не в том, чтобы выбрать между двумя теориями рентгеновских лучей, а в том, чтобы построить теорию, которая совместила бы сильные стороны обеих точек зрения". Квантовая теория, создававшаяся в первой четверти XX в. трудами Макса Планка, Альберта Эйнштейна и Нильса Бора, подвела к выводу, что электромагнитное излучение (и свет, и рентгеновские лучи) обладает свойствами как волн, так и частиц. Старший сын Б., У. Л. Брэгг, который по возвращении семьи в Англию поступил в Кембридж для изучения физики, начал в 1912 г. исследования под руководством Дж. Дж. Томсона. Обсудив проблему дифракции рентгеновских лучей со своим отцом, У. Л. Брэгг пришел к убеждению, что волновая картина этих лучей, описанная Лауэ, верна, однако он чувствовал, что в своих объяснениях Лауэ излишне усложнил детали дифракции. У. Л. Брэгг выдвинул предположение, что атомы кристалла располагаются в плоскостях и что рентгеновские лучи отражаются от этих плоскостей, образуя дифракционные картины, которые определяются специфическим расположением атомов. Из этой теории следовало, что дифракционные картины рентгеновских лучей можно использовать для определения атомной структуры кристаллов. В 1913 г. У. Л. Брэгг опубликовал формулу, ныне носящую название закона Брэгга и указывающую угол, под которым нужно направить рентгеновские лучи на кристалл, чтобы определить его структуру по дифракционной картине. Пока его сын работал над теоретическими аспектами дифракции рентгеновских лучей, Б. изобрел инструмент, названный рентгеновским спектрометром и предназначенный для регистрации и измерения длины волн дифрагированных рентгеновских лучей. Работая вместе, Брэгги использовали рентгеновский спектрометр для определения структуры различных кристаллов, и к 1914 г. они свели анализ простых кристаллов к стандартной процедуре. Проводя дифракционные исследования кристаллов хлористого натрия (поваренной соли), Брэгги обнаружили, что это вещество состоит не из молекул, а из расположенных определенным образом ионов натрия и ионов хлора (ион – это заряженный атом). Ранее предполагалось, что все соединения имеют молекулярную природу, что, например, поваренная соль образована отдельными молекулами, состоящими из атомов натрия и атомов хлора. Открытие Брэггов, что некоторые соединения носят ионный характер и не существует, например, такого объекта, как молекула хлористого натрия, имело фундаментальное значение для химиков. Голландский химик Петер Дебай использовал эти результаты в своих основополагающих исследованиях поведения ионов в растворах. Изобретение Б. рентгеновского спектрометра и его работа вместе с сыном по исследованию кристаллов легли в основу современной науки – рентгеновской кристаллографии. Рентгеновская дифракционная техника используется специалистами по материалам, минералогами, керамистами и биологами. Она помогла решить ряд проблем, начиная с диагностики внутренних напряжений в металлических деталях машин и кончая определением строения биологических молекул, таких, как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Хотя современные рентгеновские спектрометры в высокой степени автоматизированы, принципиальная схема и методы анализа остаются теми же самыми, которые были разработаны Брэггами. В 1915 г. Брэгги были награждены Нобелевской премией по физике "за заслуги в исследовании структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей". За год до этого разразилась первая мировая война, и церемония награждения была отменена. Г. Д. Гранквист из Шведской королевской академии наук в своем эссе, написанном в 1919 г., так охарактеризовал работу Брэггов. Благодаря их методам, указал он, "был открыт совершенно новый мир, который частично был ими исследован с отменной тщательностью". Б. не читал Нобелевской лекции. В том же году, когда он получил Нобелевскую премию, Б. стал профессором физики Университетского колледжа в Лондоне. Первая мировая война затормозила его исследования по строению кристаллов, во время войны Б. возглавлял группу ученых, занимавшихся вопросами морской акустики и подводных акустических датчиков. После войны он собрал большую исследовательскую группу, которая занялась рентгеновским анализом органических кристаллов, что привело к возникновению еще одной современной науки – молекулярной биологии. Сам Б. преуспел в определении структуры нафталина и его производных, тогда как другие члены группы исследовали различные классы органических соединений и провели теоретический анализ дифракции рентгеновских лучей на сложных кристаллах. В 1923 г. Б. стал директором Королевского института в Лондоне, и его группа продолжила там исследование органических кристаллов. Блестящий оратор, Б. получал много приглашений из разных концов Англии прочитать лекции как для студентов, так и для своих коллег по профессии. Во время второй мировой войны Б. активно работал в нескольких правительственных научно-консультационных комитетах, так что времени для научных исследований оставалось немного. Тем не менее он сохранил живой интерес к работе Королевского института и продолжал писать статьи о новых достижениях в рентгеновской кристаллографии почти до самой своей смерти, которая наступила в Лондоне 12 марта 1942 г. Известный своим дружелюбием, щедростью и простотой, Б. преклонялся перед традициями и мастерством. Будучи глубоко религиозным человеком, он интересовался взаимоотношениями между наукой и религией и написал об этом книгу. Его самой большой привязанностью была его семья, и смерть жены в 1929 г. была для него страшным ударом. Б. был заядлым игроком в гольф и талантливым художником-любителем, а кроме того, играл на флейте. Кроме Нобелевской премии, Б. получил много наград, в том числе медаль Румфорда (1916 г.) и медаль Копли (1930 г.) Королевского общества. Он получил дворянское звание в 1920 г. и орден "За заслуги" в 1931 г. Президент Королевского общества с 1935 по 1940 г., Б. был также членом ведущих научных академий других стран. У него было 16 почетных докторских степеней британских и иностранных университетов. * * * БРЭГГ (Bragg) Уильям Лоренс (31 марта 1890 г. – 1 июля 1971 г.). Нобелевская премия по физике, 1915 г. совместно с У. Г. Брэггом Английский физик Уильям Лоренс Брэгг родился в Аделаиде (Австралия), в семье У. Г. Брэгга, в то время профессора математики и физики Аделаидского университета, и Гвендолин (Тодд) Брэгг, дочери сэра Чарлза Тодда, министра почт Южной Австралии. Б. впервые познакомился с рентгеновскими лучами пяти лет от роду, всего через несколько недель после их открытия Вильгельмом Рентгеном. Изучая эти лучи, старший Брэгг построил примитивный рентгеновский аппарат, и как раз в это время мальчик сломал руку. Дядя юного Б., врач по профессии, воспользовался этим аппаратом, чтобы определить характер перелома, что было первым в Австралии зарегистрированным использованием рентгеновских лучей в медицине. Детство Б. прошло в Аделаиде, кроме года, проведенного с родителями во Франции и Англии. Он учился в колледже св. Петра (средняя школа в Аделаиде) и в 1905 г. поступил в Аделаидский университет, который закончил три года спустя с отличием по математике. Во время обучения Б. в университете его отец продолжал изучение радиоактивности и рентгеновских лучей, и они часто вели оживленные дискуссии, касающиеся физических проблем. Когда отцу Б: в 1908 г. предложили пост профессора физики в университете Лидса, вся семья переехала в Англию. прибыв туда в начале следующего года. Б. изучал физику в Тринити-колледже в Кембридже ив 1912 г. с отличием сдал экзамены по естественным наукам. Затем он начал исследовательскую работу под руководством Дж. Дж. Томсона в Кембридже и одновременно вместе со своим отцом изучал рентгеновские дифракционные картины, полученные ранее в этом же году Максом фон Лауэ. В начале своей работы Брэгг-старший поддерживал идею, что рентгеновские лучи представляют собой потоки частиц, но на него произвело впечатление открытие Лауэ, обнаружившего, что рентгеновские лучи дифрагируют (отклоняются) на кристаллах, в результате чего возникают интерференционные картины, аналогичные тем, которые дает свет. Такие картины могли давать только волны. Обсудив дифракцию рентгеновских лучей со своим отцом, Б. пришел к убеждению, что волновая интерпретация Лауэ верна, но что описание деталей дифракции Лауэ неоправданно усложнил. Атомы в кристаллах располагаются в плоскостях, и Б. предположил, что дифракционная картина конкретного вида вызывается специальным расположением атомов в конкретной разновидности кристаллов. Если это так, то рентгеновскую дифракцию можно было использовать для определения структуры кристаллов. В 1913 г. он опубликовал уравнение, позже названное законом Брэгга, описывающее углы, под которыми следует направить пучок рентгеновских лучей, чтобы определить строение кристалла по дифракционной картине рентгеновских лучей, отраженных от кристаллических плоскостей. Затем Б. воспользовался своим уравнением при анализе различных кристаллов. Рентгеновский спектрометр, изобретенный его отцом в том же году, оказал Б. неоценимую помощь, поскольку высокая чувствительность прибора позволяла анализировать кристаллы более сложные, чем те, которые поддавались анализу известными ранее методами. Первым веществом, которое Брэгги исследовали с помощью рентгеновской дифракции, был хлористый натрий, или, проще говоря, поваренная соль. К 1913 г. атомная теория вещества уже прочно утвердилась, и было принято считать, что химические соединения образованы молекулами, состоящими из атомов различных элементов. Например, считалось, что хлористый натрий состоит из молекул, каждая из которых содержит атом натрия и атом хлора. Исследования Брэггов показали, что кристаллы хлористого натрия состоят не из молекул, а из определенным образом расположенных ионов натрия и ионов хлора (ион – заряженный атом). В кристалле нет молекул хлористого натрия. Тем самым было установлено различие между молекулярными соединениями (кристаллы которых состоят из молекул) и ионными соединениями (кристаллы которых состоят из определенным образом расположенных ионов), что имело огромное значение и позволило ученым гораздо глубже понять поведение растворов. Работая совместно, Брэгги свели к 1914 г. рентгеновский анализ простых материалов к стандартной процедуре. В этом же году Б. был избран членом ученого совета и лектором Тринити-колледжа. Работа, проделанная Б. и его отцом в 1912...1914 гг., заложила основы современной рентгеновской кристаллографии. Анализ рентгеновских дифракционных картин служит мощным инструментом для минералогов, металлургов, керамистов и других исследователей, имеющих дело с атомной структурой материалов. Этот метод позволил также ученым определить строение очень сложных молекул, что вызвало к жизни целую область молекулярной биологии. В 1915 г. Б. вместе со своим отцом был награжден Нобелевской премией "за заслуги в исследовании структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей". Поскольку шла первая мировая война и мир оказался расколотым, церемония награждения была отменена. В эссе, написанном в 1919 г., Г. Д. Гранквист из Шведской королевской академии наук указывал, что благодаря работе Брэггов удалось не только дать математическое описание дифракции рентгеновских лучей, но и "подступиться к проблеме структуры кристаллов" экспериментально. "Благодаря методам, разработанным Брэггами, – продолжал Гранквист, – был открыт совершенно новый мир, который частично был ими исследован с отменной тщательностью". В своей Нобелевской лекции, прочитанной в Стокгольме в 1922 г., Б. подвел итог работе, за которую он был награжден премией. Он закончил лекцию рассуждением, что "существует приложение рентгеновского анализа более глубокое", чем определение строения кристаллов, а именно "исследование строения самого атома". Б. сказал: "Поскольку длина волны рентгеновских лучей меньше "атомного диаметра", если воспользоваться этим несколько неясным термином, и поскольку дифракция этих лучей происходит в основном на электронах атома, у нас могла бы возникнуть возможность получить некоторое представление о распределении этих электронов таким же образом, как мы делаем выводы о группировке атомов". Во время первой мировой войны Б. служил техническим советником по звуковой пристрелке (определение расположения войск противника по звуку артиллерийского огня), дойдя по служебной лестнице до звания майора. После войны он вернулся на должность лектора в Тринити-колледж. В 1919 г. он сменил Эрнеста Резерфорда на посту профессора физики Манчестерского университета. Там Б. вернулся к своим исследованиям структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей. Многие годы он посвятил изучению сложных структур, возникающих в силикатном семействе минералов, и этой работой совершил подлинный переворот в минералогии, поставив ее на крепкую научную основу. Впоследствии результаты исследований Б. оказались весьма ценными для Лайнуса К. Полинга. Закончив исследование минералов примерно к 1930 г., Б. занялся изучением металлов и металлических сплавов в качестве руководителя и практического участника работ. В 1937 г. он стал директором Национальной физической лаборатории, а в следующем году занял одновременно должность профессора физики в Кембридже – пост, который он сохранял до 1953 г. В конце второй мировой войны Б. способствовал созданию Международного кристаллографического союза и стал его первым президентом в 1949 г. В конце 30-х гг. Макс Перуц обратил внимание Б. на кристаллографический анализ сложных глобулярных протеинов. Вторая мировая война прервала эти исследования, однако после войны они возобновились. Б. организовал исследования, нашел финансовую поддержку этому проекту и собрал сильную группу специалистов для решения данной проблемы. К тому времени, когда Б. оставил Кембридж, его группа значительно продвинулась вперед в своих исследованиях. За два года Перуц и Джон К. Кендрю добились успехов в анализе глобулярных протеинов, в частности гемоглобина. В то же время Фрэнсис Крик, Джеймс Д. Уотсон и Морис Уилкинс проанализировали строение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Поддержка, оказанная Б. этим исследованиям, а также инструменты и методики, разработанные под его руководством, сослужили здесь неоценимую службу. За время жизни Б. физика изменилась настолько, что, за исключением ранней работы, за которую он получил Нобелевскую премию, все его исследования, в сущности, оказались в стороне от магистральных направлений физики. Не меньше, чем своей работой в области экспериментальной физики, он известен тем вкладом, который он внес в химию, минералогию, металлургию и молекулярную биологию. Хотя велик его личный вклад в науку, достаточно значителен и результат работы тех групп, которые он организовал и возглавлял. Б. высоко ценили как выдающегося организатора науки, обладавшего огромной энергией, тактом и кругозором. С 1954 г. до своей отставки в 1966 г. Б. был директором Королевского института в Лондоне (пост, который ранее занимал его отец). Все это время он много занимался вопросами научного образования и часто обращался к непрофессиональной аудитории, особенно к школьникам, рассказывая, каким захватывающим и прекрасным может быть поиск истины. Популярный и талантливый оратор, он был приглашен прочесть цикл лекций по телевидению. Б. продолжал выступать с лекциями и после своей отставки, а также писал на научные темы. Б. женился на Элис Хопкинсон в 1921 г., у них было два сына и две дочери. Б. был художником-любителем, а также увлекался литературой и садоводством. Кроме Нобелевской премии, в число наград Б. входят медаль Реблинга Американского минералогического общества (1948 г.), а также медаль Хьюгса (1931 г.). Королевская медаль (1946 г.) и медаль Копли (1966 г.) Королевского общества. Он получил дворянство в 1941 г. Член Королевского общества, Б. был также членом академий наук Соединенных Штатов, Франции, Швеции, Китая, Нидерландов и Бельгии, а также Французского общества минералогии и кристаллографии.

ДОСАДНЫЙ ПЕРЕКОС

Нобелевская премия 2006 г. по химии

Незачем скорбеть о досаждающих нам переменах,
ибо перемены – основа жизни.
Анатоль Франс

И з уст маститых ученых часто можно слышать, что деление химии на органическую, неорганическую, полимерную, аналитическую условно. Химия едина! Например, академик Ю.А.Золотов напоминает, что границы между смежными науками никогда не были четкими, потому что природа вообще не знает придуманного нами деления на дисциплины.

Это, безусловно, верно, но возникло деление химии на различные дисциплины не случайно, и отказаться от него довольно трудно. Химику-органику совсем не просто читать монографию по геохимии или вникать в статью по химии металлических сплавов: совсем иной образ мыслей, другой язык, малознакомые экспериментальные методики и способы представления результатов. Специализация химика в определенном направлении совсем не мешает работе, скорее наоборот, помогает совершенствоваться.

Обсуждать это вряд ли имело бы смысл, если бы не одна грустная деталь. Альфред Нобель в своем завещании упомянул химию, никак не разделяя ее на отдельные дисциплины. К чему это привело, судите сами: за последние 10 лет семь раз эту престижную премию получали биохимики и только три раза те, кого можно назвать «обычными» химиками, в том числе и физикохимики.

Традиционно Нобелевскую премию считают индикатором высоких достижений, она отмечает заметные вехи в развитии науки, дает возможность каждому ученому скорректировать свои знания и эрудицию. В крупных научных центрах принято приглашать очередного лауреата выступить с лекцией, некоторые институты устраивают специальный семинар для знакомства с содержанием премированной работы. Но в последние годы эта традиция почти исчезла.

Все дело в том, что биохимия (ее более современное название – молекулярная биология) весьма специфична. Не только круг изучаемых ею объектов, но и сам язык этой науки заметно отличается от того, к которому привыкли остальные химики. Традиционный язык химии – прежде всего химические формулы, благодаря которым химики всего мира легко понимают друг друга. Но именно химических формул в работах по биохимии вы практически не увидите.

Обычно состав молекулы полипептида изображают в виде слагающих эту молекулу аминокислот, обозначенных буквенными сочетаниями (например, ЛЕЙ-АЛА-ФЕН-ГЛИ-АЛА-АЛА), но скорее всего вам придется разглядывать ленточки, полоски, жгутики и спирали. Такой способ, помогающий изобразить третичную структуру биополимеров, предложил в свое время американский биофизик Джейн Ричардсон. Это компактный и, безусловно, удобный (для биохимиков) способ записи, но весьма непривычный для большинства химиков. Поэтому при знакомстве с очередным достижением химии, отмеченным престижной премией, большинство химиков ограничивается чтением всего одного предложения из пресс-релиза Нобелевского комитета, в котором сказано, за что именно присуждена эта премия (и не более того).

Понятно, что в сложившейся ситуации никак не виноваты сами биохимики, они делают свое трудное и интересное дело, не помышляя ни о каких премиях. «Обычные» химики тоже не виноваты. яркие звезды, загорающиеся на небосклоне химии (ферроцен, карборан, фуллерен) и создающие новые главы химической науки, появляются, к сожалению, не каждое десятилетие и, увы, непредсказуемо, что, кстати, делает научный поиск интереснее. Не только новые необычные соединения заслуживают награды. Если спросить самих химиков, то они назовут массу вполне достойных исследований: антикраун-эфиры, ионные жидкости, процессы кросс-сочетания и многое другое.

Нобелевский комитет тоже не в чем упрекнуть: они – обычные люди и никак не виноваты в том, что гораздо большее впечатление на них производят те работы, которые открывают способы лечения многих болезней, таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, некоторые онкологические заболевания.

Преимущественное внимание членов Нобелевского комитета к биохимическим работам усиливается дополнительно следующим обстоятельством: все лауреаты Нобелевских премий прежних лет имеют право номинировать кандидатов на эту премию (т.е. выдвигать кандидатуры для очередного рассмотрения). Поскольку среди них с каждым годом все больше биохимиков, то вполне естественно, что они предлагают к номинированию тех ученых, работы которых им хорошо знакомы и достоинства которых им хорошо известны.

Можно предположить, что подобная проблема зреет и в недрах соседней с химией дисциплины: физики тоже, скорее всего, готовы посетовать на то, что астрофизика с ее нейтринной астрономией, рентгеновскими телескопами и исследованиями космического излучения постепенно захватывает монополию на премии.

Впрочем, есть выход – ввести новые номинации, как это было сделано в 1969 г., когда начали присуждать Нобелевские премии по экономике, но это, к сожалению, не нам решать.

Отложим на время наши переживания, связанные с тем, что обычная химия оказалась в тени набирающей силу биохимии, и познакомимся поближе с премированной работой.

И так, Нобелевская премия по химии в 2006 г. присуждена Роджеру Корнбергу (Roger Kornberg) за исследования механизма транскрипции на молекулярном уровне у эукариотов. В названии работы присутствуют термины, которые следует пояснить.

Эукариоты – различные одно- или многоклеточные растительные и животные организмы, у которых в теле клеток содержится отграниченное мембраной ядро. В ядре, как известно, находится индивидуальный хромосомный набор каждого организма.

Помимо эукариотов существуют еще прокариоты, их организмы не содержат клеточного ядра и хромосомного аппарата – это бактерии, сине-зеленые водоросли и некоторые другие организмы. Таким образом, к эукариотам, которых изучал автор премированной работы, относится большинство окружающих нас растительных и животных организмов, в том числе и мы с вами, уважаемые читатели.

Вначале напомним, для чего используется информация, записанная в молекулах ДНК с помощью чередующихся азотсодержащих гетероциклов (нуклеиновых оснований). Конечный этап извлечения этой информации – синтез белков. Белки – важнейшие компоненты каждого живого организма: мышцы, внутренние органы, костная ткань, кожный и волосяной покров млекопитающих состоят из белков. Это полимерные соединения, которые собираются в живом организме из различных аминокислот. В такой сборке управляющую роль играют нуклеиновые кислоты, процесс проходит в две стадии.

На первой стадии часть двойной спирали ДНК раскрывается, освободившиеся ветви расходятся и становятся доступными. На этом участке начинается синтез РНК, называемой матричной, поскольку она, как копия с матрицы, точно воспроизводит информацию, записанную на раскрывшемся участке ДНК.

На второй стадии матричная РНК перемещается из ядра клетки в околоядерное пространство – цитоплазму, и к ней подходят так называемые транспортные РНК, которые несут с собой (транспортируют) различные аминокислоты для сборки белковых молекул. Какие именно аминокислоты и в какой очередности должны выстраиваться в цепь, указывает порядок чередования азотсодержащих гетероциклов в матричной РНК. Весь процесс напоминает работу пишущей машинки, складывающей из букв алфавита осмысленные слова.

Упомянутая выше первая стадия этого механизма и оказалась в центре внимания Корнберга.

Термин «транскрипция», присутствующий в названии работы, означает перезапись информации с ДНК на РНК. Этот процесс исключительно важен: если он остановится, то организм погибнет. Известно, например, что транскрипцию блокирует токсин, содержащийся в бледных поганках, многие заболевания (онкологические и сердечно-сосудистые) также связаны с нарушением этого процесса.

Большинство биохимических процессов проходит в присутствии биокатализаторов (так называемых ферментов). На сегодня изучено свыше 2000 различных ферментов, это самый многочисленный класс белков. Традиционно название каждого фермента имеет окончание «аза». Ферменты – истинные короли в мире катализа: они способны увеличивать скорости биохимических процессов в тысячи раз. Ферменты не только высокоэффективные катализаторы, но и селективные (направляют реакцию в строго заданном направлении). В их присутствии реакция проходит практически со 100%-м выходом, без образования побочных продуктов, при этом условия протекания реакции исключительно мягкие: обычное атмосферное давление и температура живого организма.

Процесс транскрипции, о котором идет речь, также проходит в присутствии специального катализатора – РНК-полимеразы. Эта макромолекула состоит из 30 000 атомов (название довольно точно отражает назначение этого катализатора). Механизм действия РНК-полимеразы и составляет основное содержание премированной работы.

Молекула полимеразы представляет собой спутанный клубок, который охватывает ДНК, удерживая ее в нужном положении. Затем фермент узнает, какой именно участок ДНК следует раскрыть, и частично раскрывает две нити ДНК с образованием небольшой полости. Открывшаяся полость имеет строго определенный размер: точно такой, который позволяет новому звену войти внутрь полости и присоединиться к растущей молекуле РНК. Природа этого звена определяется составом нуклеотида в открывшемся участке ДНК. После того как нужное звено встало на место, специальный фрагмент полимеразы (показан на рис. 1 в виде черной спирали) передвигает ДНК для того, чтобы произошло считывание следующего участка.

В зависимости от того, какое именно звено должно оказаться следующим, перемещающий спиральный фрагмент, подобно челноку, сдвигает ДНК назад или вперед для того, чтобы можно было раскрыть новый участок ДНК. Со слов Корнберга, он получил большое удовольствие, когда сумел в деталях познакомиться с замечательной работой этого «механизма».

После того как растущая РНК достигает нужной длины, она отходит в сторону, и ДНК восстанавливает структуру двойной спирали. В конце всех процедур молекула ДНК должна остаться неизменной. Природа это заботливо предусмотрела.

Заслуга Корнберга состоит в том, что он сумел сделать буквально «покадровую съемку» этого процесса, но не в форме фотоснимков, а в виде расшифрованных результатов рентгеноструктурного анализа, дополненных электронной микроскопией. Полученные результаты он представил в наглядной форме с помощью компьютерной модели. Столь элегантный эксперимент ему удалось провести благодаря тому, что он сумел выбрать необычайно удобный объект исследования – клетки пищевых дрожжей.

Дрожжи тоже относятся к эукариотам, и потому их можно рассматривать (в плане изучения механизма транскрипции) как модель млекопитающих. Оказалось, что дрожжевыми клетками намного легче манипулировать и проще создавать однородный материал, обеспечивающий воспроизводимость экспериментов. Тем не менее, чтобы полностью отработать технику эксперимента, Корнбергу потребовалось более десяти лет. В течение всего этого времени у него не было даже промежуточных результатов, которые можно было бы опубликовать, первые снимки он опубликовал в 2001 г.

Не многие исследователи могли бы столь долго продолжать поиски, не получая конкретных результатов. В течение всего периода работу финансировал Национальный институт здравоохранения США. По мнению Корнберга, рассчитывать на финансирование подобных фундаментальных работ со стороны промышленных или коммерческих организаций не приходится, поскольку только через десятилетия можно ожидать реальную прибыль.

Результаты работы Корнберга не исчерпываются описанной «съемкой» процесса. Помимо этого он установил, что процессу транскрипции «помогает» дополнительное участие пяти особых молекулярных комплексов. Например, комплекс из двадцати белков, названный медиатором (рис. 2), определяет то место, с которого следует начинать считывание информации, и когда следует закончить процесс, что напоминает работу двухпозиционного переключателя. Действие медиатора помогло понять, почему в клетках разных тканей синтезируются различные белки.

В настоящее время Корнберг изучает процессы, приводящие к нарушению транскрипции, что сопровождается различными заболеваниями. По мнению Корнберга, эти исследования со временем могут привести к созданию соответствующих лекарственных препаратов.

Н апоследок не откажем себе в удовольствии посмотреть, кому и за что присудили в 2006 г. Нобелевскую премию по физиологии и медицине: лауреаты – Эндрю Файер и Крейг Мелло, содержание работы – «За открытие РНК-интерференции – эффекта гашения активности определенных генов». Буквально та же самая область и тот же круг объектов, что и у премированной работы по химии. М.В.Ломоносов мог бы в такой ситуации перефразировать свое знаменитое изречение, сказав: «Широко простирает биохимия руки свои в дела человеческие». Впрочем, «обычные» химики не унывают, поскольку уверены в том, что химия себя еще покажет!

КОРНБЕРГ Роджер родился в 1947 г. в Сан-Луисе (штат Монтана, США) в семье биохимика Артура Корнберга. Роджер – старший из трех сыновей. Его младший брат Томас Корнберг – профессор биохимии в Сан-Франциско (штат Калифорния, США) – вспоминает, что Роджера никогда ничто не интересовало, кроме науки, обстановка в их доме была такова, что беседы о науке продолжались в течение всего дня, в том числе и за обедом, и даже во время уик-эндов.

Роджер Корнберг получил степень бакалавра в 1967 г. в Гарварде, а степень доктора – в 1972 г. в Стэнфорде за исследование перемещения липидов в мембранах клеток. С 1972 г. по 1975 г. он работал в лаборатории молекулярной биологии в Кембридже (Великобритания), а с 1976 г. – в Военно-медицинской школе Гарварда в должности доцента по биохимии. В 1978 г. Корнберг возвратился в Стэнфорд и начал работу в звании профессора на кафедре структурной биологии.

Корнберг – член американской Национальной академии наук и американской академии наук и искусств, почетный член японского Биохимического общества, редактор журнала «Annual Reviews of Biochemistry» , обладатель четырех национальных премий и Гран-при французской академии наук (2002). В связи с получением Нобелевской премии Корнберг был вынужден отменить поездку в Питсбург, где его ожидала премия Диксона по медицине.

В настоящее время он работает в Стэнфордском университете (штат Калифорния, США). Его жена Яли Лорч (Yahli Lorch) долгое время работала вместе с ним в Стэнфордском университете и, по словам Корнберга, была постоянным источником вдохновения в работе. В настоящее время она занимает должность профессора в этом университете.

Одним из первых поздравил нового лауреата его отец Артур Корнберг, который в 1959 г. получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследование механизмов биосинтеза рибонуклеиновой кислоты и дезоксирибонуклеиновой кислоты. Двенадцатилетний Роджер присутствовал в Стокгольме вместе с отцом на церемонии вручения премии.

Подобный прецедент – лауреаты отец и сын – шестой случай в истории Нобелевских премий. Для отца столь высокое признание заслуг сына не стало неожиданным, т. к. он знал, что его сын в прошлые годы был номинирован на эту премию.

В завершение своей нобелевской лекции Корнберг показал на экране список, включающий имена более чем 70 коллег из Америки, Европы и Израиля, сотрудничавших с ним в процессе работы. По мнению Корнберга, основные ожидания в борьбе за здоровье человечества следует связывать с биохимическими исследованиями.

Cramer P., Bushnell D.A., Kornberg R.D. Structural basis of transcription: RNA polymerase II at 2.8 Е resolution. Science, 2001, v. 292, р. 1863–1876.

Gnatt A.L., Cramer P., Fu J., Bushnell D.A., Kornberg R.D. Structural basis of transcription: An RNA polymerase II elongation complex at 3.3 Е resolution. Science, 2001, v. 292, p. 1876–1882.

Bushnell D.A., Westover K.D., Davis R.E., Kornberg R.D . Structural basis of transcription: An RNA polymerase II – TFIIB cocrystal at 4.5 angstroms. Science, 2004, v. 303, p. 983–988.

Муж и жена 52-летний Эдвард (Edvard I. Moser) и 51-летняя Мэй-Бритт Мозер (May-Britt Moser) за работы, в которых описываются механизмы головного мозга, ответственные за ориентацию в пространстве. Им досталась половина денежного эквивалента премии. Вторую половину получит Джон О`Киф (John O"Keefe).

За всю историю премии это всего лишь пятая семейная пара, удостоенная одной из высших научных наград. Первыми была семья Пьера и Мари Кюри , получившая Нобелевку по физике в 1903 году. Впоследствии, уже после смерти мужа, Мари получила вторую Нобелевскую премию, по химии, в 1911 году.

Одна из их дочерей, Ирен Жолио-Кюри (Irène Joliot-Curie), была удостоена Нобелевки по химии в 1935 году вместе со своим мужем Фредериком Жолио (Frédéric Joliot). Их младшая дочь Ева (Ève Curie) работала в ЮНИСЕФ, и была замужем за Генри Лабуиссом, который принял Нобелевскую премию мира от имени ЮНИСЕФ в 1965 году.

В 1947 году семья выходцев из Австро-Венгрии, американских биохимиков Герти Терезы Корти и Карла Кори (Gerty Cori and Carl Cori) получила Нобелевку по физиологии «за открытие каталитического превращения гликогена».

Раздельно премии получила семейная пара Мюрдалов: Гюннар Мюрдал (Gunnar Myrdal) был удостоен премии по экономике 1974 года за пионерские работы в области теории денег и экономических флуктуаций, а его жена, писатель и дипломат Элва (Alva Myrdal) - премии мира 1982 года за ее роль в переговорах ООН в деле разоружения и создания зон, свободных от ядерного оружия.

На сайте Нобелевской премии приводятся факты, когда премию получали братья, а также отец и сын. Так, нидерландский экономист Ян Тинбергерн и его младший брат, эколог, орнитолог Николаас Тинбергерн (Jan and Nikolaas Tinbergen) были удостоены высокой награды по экономике (1969) и физиологии и медицине (1973) соответственно. 63-летний Ян получил премию «за создание и применение динамических моделей к анализу экономических процессов». А 66-летний Николаас получил Нобелевку совместно с Карлом фон Фришем и Конрадом Лоренцем «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных». Ян прожил 91 год, а его брат - 81.

Много примеров такой позитивной семейственности у Нобелевской премии по физике. Отец и сын Уильям и Лоуренс Брэгги (William Bragg and Lawrence Bragg) получили Нобелевку в 1915 году за «их заслуги в анализе кристаллической решетки посредством рентгена».

Шведский физик Манне Сигбан (Karl Manne Georg Siegbahn) получил Нобелевку в возрасте 38 лет в 1924 году «за открытия и исследования в области рентгеновской спектроскопии», а его сын Кай Сигба н (Kai M. Siegbahn), продолживший исследования в этой области, - в возрасте 63 лет в 1981 году «за вклад в развитие электронной спектроскопии высокого разрешения».

Британский физик Джозеф Джон Томпсон в возрасте 50 лет был удостоен премии за открытие электрона, с формулировкой «за исследования прохождения электричества через газы» в 1906 году, а продолживший семейную традицию его 45-летний сын, Джордж Паджет Томпсон (George Paget Thomson), в 1937 году «за экспериментальное открытие дифракции электронов на кристаллах».

Выдающийся датский физик Нильс Бор в возрасте 37 лет получил премию в 1922 году «за заслуги в изучении строения атома», а его сын Оге Бор (Aage N. Bohr) - в 53 года в 1975 году «за открытие взаимосвязи между коллективным движением и движением отдельной частицы в атомном ядре и развитие теории строения атомного ядра, базирующейся на этой взаимосвязи».

Артур Корнберг и Роджер Корнберг

Стоит отметить и семью потомственных американских биохимиков. Артур Корнберг (Arthur Kornberg) получил Нобелевку по медицине 1959 года, а его сын, биохимик Роджер Корнберг (Roger D. Kornberg) - по химии 2006. Жена Артура и мама Роджера - тоже биохимик. В 2010 году Роджер Корнберг совместно с Жоресом Алферовым стали сопредседателями научно-технического совета инновационного центра «Сколково». Интересно, что свою стажировку Артур Корнберг проходил в 1947 году в школе медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе у лауреатов Нобелевки Герты и Карла Корнов. Как раз в том году его научные руководители получили высшую научную награду, и в этом же году у него родился сын Роджер.

Отец и сын Ойлеров, потомки выдающегося математика Эйлера, были удостоены двух Нобелевок. Шведский биохимик, выходец из Германии, Ханс фон Ойлер-Челпин (Hans von Euler-Chelpin) получил премию по химии 1929 года за открытие ферментации сахара и ферментативных энзимов, а его сын, физиолог Ольф фон Ойлер (Ulf von Euler) - премию по физиологии 1970 года «за открытия, касающиеся гуморальных передатчиков в нервных окончаниях и механизмов их хранения, выделения и инактивации».