КОРНБЕРГ (Kornberg), Артур

род. 3 марта 1918 г.
Американский биохимик Артур Корнберг родился в Бруклине (район Нью-Йорка). Его родителями были Джозеф Корнберг и Лена Корнберг (Кац). Начальное образование Артур получил в государственной школе Нью-Йорка. Обладая великолепными способностями, К. в 15 лет закончил среднюю школу Авраама Линкольна. По окончании школы он получил стипендию для учебы в Сити-колледже в Нью-Йорке, поступил на начальный медицинский курс и занялся биологией и химией. В 1937 г. К. получил степень бакалавра с отличием и поступил в медицинскую школу Рочестерского университета. Здесь он заинтересовался медицинской наукой и биохимией ферментов - белковых соединений, выполняющих функцию катализаторов, т.е. ускоряющих клеточные биохимические реакции. Во время учебы в университете К. заболел инфекционным гепатитом, а после выздоровления написал свою первую научную статью 'Случай желтухи у здорового в остальных отношениях студента-медика' ('The Occurrence of Jaundice in an Otherwise Normal Medical Student').
В 1941 г. К. получил медицинский диплом и поступил в годичную интернатуру в больницу Стронга при Рочестерском университете. Когда началась вторая мировая война, К. был призван на службу в качестве лейтенанта береговой охраны. В конце 1942 г. благодаря медицинскому образованию он был назначен офицером службы здравоохранения Соединенных Штатов и приписан к отделу физиологии Национального института здравоохранения в Бетесде (штат Мэриленд).
По окончании войны К. стал ассистентом в лаборатории профессора Севере Очоа в медицинской школе Нью-Йоркского университета. В 1947 г. он работал приглашенным исследователем в лаборатории Карла Ф. и Герти Т. Кори в медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе (штат Миссури). В этом же году он был назначен руководителем отдела энзимологии и метаболизма в Национальном институте здравоохранения, а через три года получил должность приглашенного научного сотрудника в Калифорнийском университете в Беркли.
За эти годы К. стал признанным авторитетом в области биохимии ферментов. Он также изучал образование в клетках коферментов - термостабильных водорастворимых компонентов ферментов. Участие коферментов в ферментативных реакциях сводится к переносу небольших химических групп от одной молекулы к другой. К. обнаружил, что два кофермента - дифосфопиридиннуклеотид (ДФН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД) - образуются в результате реакции конденсации; при этом от молекулы, из которой образуется кофермент, отщепляется неорганический фосфат. Он выдвинул предположение, согласно которому синтез дезоксирибону-клеиновой кислоты (ДНК) также может включать сходный этап конденсации.
Способ образования ДНК в клетках был в то время одной из центральных проблем биологии и генетики. В 40-х гг. было установлено, что гены образованы частью молекул ДНК. Поскольку именно гены управляют биосинтезом клеточных белков, т.е. ферментов, они регулируют и биохимические процессы в клетках. Важнейшее открытие в этой области было сделано в 1953 г., когда Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон, работавшие в Кембриджском университете, установили химическую структуру ДНК. Они обнаружили, что молекула ДНК свернута в двойную спираль наподобие винтовой лестницы. Снаружи этой спирали располагаются два слоя дезоксирибозы (пятиатомного углевода), соединенные фосфатными мостиками. Эти два слоя внутри спирали объединены парами азотистых оснований ('ступеньки лестницы'), соединенными друг с другом водородными связями. С помощью трехмерной модели, созданной Уотсоном и Криком, ученые могли наконец исследовать биосинтез ДНК. Оказалось, что обе половины молекулы ДНК сначала отделяются друг от друга наподобие застежки 'молния'. Далее рядом с каждой такой половиной синтезируется ее зеркальное отображение. Последовательность азотистых оснований, или нуклеотидов (один из компонентов, на которые расщепляется ДНК под действием нуклеаз), служит матрицей для синтеза новых молекул.
В 1953 г. К. был назначен профессором микробиологии и заведующим кафедрой микробиологии в медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Проводя здесь исследования, он выделил и очистил фермент, отвечающий за синтез ДНК у бактерии Escherichia coli. Он назвал этот фермент ДНК-полимеразой. С помощью ДНК-полимеразы К. и его коллеги в 1957 г. смогли синтезировать ДНК, однако ее точной репликации помешали загрязнения смеси в пробирке. Поскольку последовательность нуклеотидов при этом оказалась нарушенной, полученная ДНК была биологически неактивной, т.е. не могла служить матрицей для синтеза других молекул ДНК. Тем временем Северо Очоа синтезировал молекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК) - нуклеиновой кислоты, сходной с ДНК. Одна из функций РНК заключается в переносе генетической информации от ДНК к месту синтеза белка.
В 1959 г. К. и Очоа была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине 'за открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот'. На церемонии награждения, состоявшейся в Стокгольме, Очоа назвал К. 'своим лучшим студентом'. К. в Нобелевской лекции, называвшейся 'Биологический синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты' ('The Biologic Synthesis of Deoxyribonucleic Acid'), сравнил ДНК с 'магнитофонной лентой, на которой записаны точные инструкции по выполнению той или иной работы' и с которой 'можно снимать точные копии... так, что эту информацию можно использовать снова в любом месте и в любое время'.
Присуждение Нобелевской премии совпало с назначением К. на должность профессора биохимии и заведующего кафедрой биохимии Станфордского университета в Пало-Альто (штат Калифорния). Здесь он продолжил исследования в области биосинтеза ДНК. Он и его коллега Меран Гулиан, а также Роберт Синшмейер, работавший в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, изучали один из вирусов, поражающих бактерию Е. coli. В 1967 г., используя вирус Синшмейера в качестве матрицы, К. и Гулиан впервые получили в пробирке биологически активную ДНК. На специальной конференции, созванной для оповещения об этом открытии, К. сказал, что перед их лабораторией стоят две задачи по исследованию ДНК: 'изучить тонкую химическую структуру... ДНК-полимеразы' и 'понять, каким образом регулируется синтез ДНК в клетке'.
Выделение и очистка полимеразы и репликация ДНК были выдающимися достижениями в биохимии. Они стали основой для разработки методов и направлений репликации генетического материала клетки. На ключевом этапе в описанном К. синтезе ДНК действует катализатор - фермент полимераза, т.е. белок, катализирующий синтез цепочки ДНК в соответствии с инструкциями, содержащимися в матрице. Эти инструкции основаны на том, что нуклеотиды ДНК через водородные связи соединены друг с другом - аденин с тимином, а гуанин с цитозином. Работы К. открыли новые направления не только в биохимии и генетике, но и в лечении наследственных заболеваний и рака.
В 1943 г. К. женился на Сильви Рут Леви, проводившей исследования в области биохимии. В семье у них три сына.
К. - автор книг 'Ферментативный синтез ДНК' ('Enzymatic Synthesis of DNA) (1961), 'Биосинтез ДНК' ('Biosynthesis of DNA') (1964) и 'Синтез ДНК' ('DNA Synthesis') (1974). Он награжден премией лабораторий Пола Льюиса по химии ферментов Американского химического общества (1951), премией за научные достижения Американской медицинской ассоциации (1968), премией Люси Уортем Джеймс Общества медицинской онкологии (1968), премией Бордена за медицинские исследования Ассоциации американских медицинских колледжей (1968) и национальной медалью за научные достижения Лондонского королевского научного общества (1979). Он является членом Национальной академии наук США, Американской академии наук и искусств и Американского общества ученых-биологов, а также иностранным членом Лондонского королевского научного общества.