Артур Корнберг

Артур Корнберг (англ. Arthur Kornberg; 3 марта 1918, Нью-Йорк — 26 октября 2007, Стэнфорд, Калифорния) — американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1959 года (совместно с Северо Очоа) за открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот. Наиболее известен выделением и очисткой ДНК-полимеразы I — фермента, катализирующего синтез ДНК, что стало фундаментальным вкладом в понимание репликации ДНК и заложило основы молекулярной биологии.

Биография

Ранние годы и образование

Артур Корнберг родился в Бруклине (Нью-Йорк) в семье еврейских эмигрантов из Австро-Венгрии. Его отец, Джозеф Корнберг, работал слесарем, мать, Лена Корнберг, занималась домашним хозяйством. Семья испытывала финансовые трудности, однако Артур с детства проявлял интерес к науке. В 1937 году он окончил Сити-колледж Нью-Йорка со степенью бакалавра наук по химии и биологии. Затем поступил в Рочестерский университет, где в 1941 году получил степень доктора медицины.

Научная карьера

После получения медицинского образования Корнберг проходил интернатуру в больнице Стронга в Рочестере, но вскоре заинтересовался биохимией. В 1942 году он был призван на службу в Береговую охрану США, где служил врачом. После войны, в 1946 году, Корнберг присоединился к Национальному институту здравоохранения (NIH) в Бетесде, штат Мэриленд. Там он начал изучать метаболизм нуклеотидов и ферменты, участвующие в синтезе нуклеиновых кислот.

В 1953 году Корнберг перешёл в Вашингтонский университет в Сент-Луисе, где возглавил кафедру микробиологии. В 1959 году он переехал в Стэнфордский университет, где основал кафедру биохимии и проработал до выхода на пенсию в 1988 году. В Стэнфорде он создал одну из ведущих мировых лабораторий по изучению репликации ДНК.

Основные научные достижения

Открытие ДНК-полимеразы I

В 1956 году Корнберг и его коллеги выделили из бактерии Escherichia coli фермент, который катализировал синтез ДНК из нуклеотидов. Этот фермент, названный ДНК-полимеразой I, использовал одноцепочечную ДНК в качестве матрицы и требовал наличия затравки (праймера). Работа показала, что синтез ДНК происходит в направлении 5'→3' и что фермент способен исправлять ошибки за счёт 3'→5'-экзонуклеазной активности. Это открытие опровергло существовавшие ранее представления о том, что синтез ДНК осуществляется исключительно за счёт неферментативных процессов.

Синтез ДНК в пробирке

В 1967 году Корнберг и его группа впервые синтезировали искусственную ДНК, способную к репликации. Используя ДНК-полимеразу I и фаг φX174, они создали полноценную вирусную ДНК, которая была функционально активна — при введении в бактериальные клетки она вызывала образование вирусных частиц. Этот эксперимент стал первым случаем создания искусственного генетического материала, способного к самовоспроизведению.

Изучение репликации ДНК

Корнберг внёс значительный вклад в понимание механизмов репликации ДНК у бактерий. Он идентифицировал и охарактеризовал несколько ключевых ферментов, включая ДНК-полимеразу III (основной фермент репликации у E. coli), а также белки, участвующие в инициации и элонгации цепи. Его работы заложили основу для современных представлений о репликационной вилке и роли праймазы, хеликазы и топоизомераз.

Награды и признание

• Нобелевская премия по физиологии или медицине (1959) — совместно с Северо Очоа за открытие механизмов синтеза РНК и ДНК.
• Национальная научная медаль США (1979) — за выдающийся вклад в биохимию.
• Премия Гайрднера (1995) — за фундаментальные исследования в области генетики.
• Член Национальной академии наук США (1957) и Американской академии искусств и наук.
• Иностранный член Лондонского королевского общества (1970).

Семья и личная жизнь

Артур Корнберг был женат дважды. Первая жена — Сильвия Рут Леви (ум. 1986), с которой он познакомился в NIH. У них родилось трое сыновей, двое из которых стали известными учёными:

• Роджер Корнберг (род. 1947) — лауреат Нобелевской премии по химии 2006 года за исследования транскрипции у эукариот.
• Томас Корнберг (род. 1948) — биохимик, профессор Калифорнийского университета в Сан-Франциско, специалист по репликации ДНК.
• Кеннет Корнберг (род. 1950) — архитектор, не связан с наукой.

В 1988 году Корнберг женился на Шарлин Левенсон, биохимике. Он активно занимался популяризацией науки, написал несколько книг, включая автобиографию «For the Love of Enzymes: The Odyssey of a Biochemist» (1989) и учебник «DNA Replication» (1980), который стал классическим в этой области.

Критика и наследие

Работы Корнберга подвергались критике со стороны некоторых учёных, которые сомневались в возможности синтеза функциональной ДНК в пробирке. Однако его эксперименты с фагом φX174 убедительно доказали, что искусственно созданная ДНК может быть биологически активной. В дальнейшем методы, разработанные Корнбергом, стали основой для технологий рекомбинантной ДНК и ПЦР.

Наследие Корнберга включает не только фундаментальные открытия, но и воспитание целого поколения молекулярных биологов. Среди его учеников — такие известные учёные, как Джеймс Уотсон (открыватель структуры ДНК) и Пол Берг (лауреат Нобелевской премии по химии 1980 года). Корнберг также активно выступал за этичное использование генной инженерии и участвовал в дискуссиях о моральных аспектах биотехнологий.

Интересные факты

• Артур Корнберг был левшой, что, по его собственным словам, помогало ему в манипуляциях с лабораторным оборудованием.
• В 1959 году, получая Нобелевскую премию, он произнёс речь, в которой подчеркнул важность фундаментальных исследований для развития медицины.
• Его сын Роджер Корнберг также стал нобелевским лауреатом, что делает семью Корнбергов одной из немногих семей, где два поколения получили Нобелевские премии.
• Корнберг был известен своей строгостью в лаборатории: он требовал от сотрудников точности и аккуратности, но при этом поощрял творческий подход.

Источники

• Kornberg, A. (1989). For the Love of Enzymes: The Odyssey of a Biochemist. Harvard University Press.
• Lehman, I. R. (2008). «Arthur Kornberg (1918–2007)». Nature, 451(7178), 522.
• Friedberg, E. C. (2010). A Biography of Arthur Kornberg: The Man Who Discovered DNA Polymerase. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
• Нобелевский комитет. «Arthur Kornberg — Biographical». Nobelprize.org.
• Stent, G. S. (1971). Molecular Genetics: An Introductory Narrative. W. H. Freeman.