1月 4, 2022

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Arthur Kornbergは2007年10月26日に死亡した。 彼は私たちの時代の最も顕著な科学者の一人でした。 DNAポリメラーゼiの彼の発見(Bessman e t a l. 1 9 5 8;Lehman e t a l. 1958a)および鋳型DNA鎖の塩基配列を忠実にコピーするという彼の実証(Lehman et al. 1958年にノーベル賞を受賞し、1959年にノーベル文学賞を受賞した。 以前、一般的な見解は、酵素が細胞の代謝を指示し、細胞が必要とするエネルギーを産生する際に機能することであり、DNA合成は生命の謎の一部である。 Cold Spring Harbor Symposium paper on the structure of DNA(Watson and Crick1953)では、”重合を行うために特別な酵素が必要かどうか、または既存のヘリカル一本鎖が効果的に酵素として作用できるかどうかは明らかではない”と述べている。”Dnaポリメラーゼとアーサーの仕事は、私はエネルギー代謝と同等の生化学的な足場に遺伝子の自己複製を配置し、生命主義に終止符を打つ、このすべてを変 彼の発見は、科学者たちがDNA鎖の配列をRNAにコピーするRNAポリメラーゼや、特定のDNAエンドヌクレアーゼであることが判明した制限酵素のような酵素を見つ

アーサーは1918年3月3日に生まれました。 彼はユダヤ系移民の労働者階級の家族から来ました。 彼の父親は正式な教育を受けていませんでしたが、少なくとも6つの言語を話すことができました。 アーサーは早熟で、15歳でニューヨークのエイブラハム・リンカーン高校を卒業した。 彼は19歳でニューヨークのシティカレッジを卒業したとき、彼は彼のクラスで最高の科学の学位を取得しました。 大学では、彼は男性の服を販売し、夜、週末、休日を働いて、彼はロチェスター大学で医学部の最初の二年間のために支払うのに十分な保存しました。

アーサーは、年次レビューの章(Kornberg1989a)で彼の話と彼の偶然の研究活動への参入について説明している。 医学生として、彼は彼自身の中に軽度の黄疸の症状を見つけることに興味をそそられました、それはビリルビンの代謝の困難であるギルバート症候群で このわずかな代謝障害を持つ人々の調査を記述した彼の論文は、国立衛生研究所(NIH)のディレクターであるRola Dyerによって読まれ、これは彼が1942年に公衆衛生サービスの海上義務からNIHに召還されることにつながった。 アーサーの最初の研究は、ラットに給餌された合成食の栄養因子の不足を探索することを含んでいた。 1946年にニューヨーク大学のセヴェロ-オチョアの下で博士号を取得した。 彼は、細胞の働きを分解するために酵素を使用することの情熱的な提唱者になりました。 彼の信条はシンプルで肯定的でした:”細胞がそれを行うことができれば、生化学者がそれを行うことができ、私はそれを行うことができます。”彼の科学的キャリアについての彼の本は、”酵素の愛のために”(Kornberg1989b)と命名され、彼は生物学的プロセスを解剖するために酵素を使用する”十戒”に初心者のためのガイドラインを書いた(Kornberg2000)。

アーサーは指揮的な存在を持っていた; 彼が何かを言ったとき、人々は聞いた。 アーサーが議会の公聴会で話していた話を覚えています。 公聴会の後、ある委員会のメンバーは、別のメンバーが彼の投票を変更したことを知り、なぜ彼がこれをしたのか彼に尋ねたことに驚いた。 “私はアーサー-コルンバーグによって愚か者と呼ばれたくない”という返事でした。 アーサーの長年の友人であったダン・コッシュランドは、アーサーが主催したイベントで話していた。 彼は”私はアーサー-コルンバーグに”ノー”とは言わない。”その一方で、アーサーは個人的な会話の中ですぐに安心してあなたを置くだろう。 友人は、”彼はあなたが彼の全体の注意があなたに焦点を当てていたと感じさせました。”

アーサーの多くの顕著な能力の一つは、部門の構築でした。 彼は1953年にNIHを去り、セントルイスのワシントン大学の微生物学の新しい部門の議長になり、カールとガーティ・コリのポスドク研究員となった。 アーサーは彼らを大いに賞賛し(Kornberg2005)、接触を更新する見通しは強い魅力でした。 彼の最初の主要な任命の一つは、パリのパスツール研究所で数年を過ごしたメルビン-コーンであり、ジャック-モノードと協力して大腸菌における誘導酵素合成の話を解くことに取り組んだ。 Melはa.M.Pappenheimer Jr.との初期の研究から免疫学に強い背景を持ち、セントルイスでは単一細胞での抗体合成の研究を始めました。 セントの部門の他のメンバー。 後にアーサーと共にスタンフォードに移るルイスは、アーサーとポスドクのフェローだったポール・バーグとボブ・リーマン、そしてパスツール研究所出身のデイヴ・ホグネスとデール・カイザーであった。

アーサーが1958年にスタンフォード大学で生化学の椅子を提供されたとき、彼はイエスとは言いませんでしたが、彼はノーとは言いませんでした。 代わりに、彼は答えた、”私は私の同僚に相談するためにセントルイスに戻らなければならない。”新しい生化学部門を形成するための機会は、サンフランシスコからパロアルト近くのメインスタンフォードキャンパスにスタンフォード医科大学の移 1959年6月にセントルイスの部局がスタンフォードに移ったとき、私はウィスコンシン大学から来た物理生化学者としてそれに加わりました。

1959年に分子生物学の新しい科学が誕生したばかりで、私たちの部門の興奮のレベルは激しかったです。 DnaがRNAをタンパク質にするという中心的な教義は広く受け入れられていたが、生化学的なステップの多くは謎であった。 セントで。 Louis,Paul Bergはアミノアシルtrnaの合成の中間体である酵素-アミノアシルアデニル酸の研究を開始し(Berg1961)、Paulはタンパク質合成の段階を分析し続けた。 Dnaの酵素合成に関するアーサーの研究は、DNAを分解する酵素である大腸菌のヌクレアーゼを特徴付ける必要性を示しており、Bob Lehmanはセントルイスでこの研究を始めていた。 Dave HognessとDale Kaiserは、小さなゲノムがそのライフサイクルをどのように通過するかのモデルとしてバクテリオファージlambdaの研究を行っていました。 彼らはDNAとmRNAレベルでこの研究を行うための方法を開発していました。 オーストラリアからの二人のポスドクフェロー、ロス*インマンとジェリー*ウェイクは、POL Iによって作られた新たに合成されたDNAが一本の鎖に5-ブロモウラシルを含む二重らせんを区別するためにDNA溶融曲線を使用することにより、そのテンプレート鎖と塩基対のままであるかどうかをテストするための努力で私に参加しました。

アーサーは、医学部や大学の生活に定着させるだけでなく、部門の組織の詳細について慎重に考えました。 彼の計画は理想的な職場を作ることでした。 研究グループはお互いに協力し、研究に干渉するものは何もありませんでしたが、部門は一般生化学の人気のあるコースの教えに誇りを持っていました。 アーサーはスタンフォード大学の学長ウォレス-スターリングと、スタンフォード大学で医学をどのように発展させるべきかについての彼のアイデアについて議論したこともあった。 彼は二度、私たちも、彼を知っているだろうように、生化学の教員との非公式の昼食に社長スターリングを招待しました。

アーサーが1959年に始まったときに行った革新のいくつかは次のとおりです。 学生とポスドクフェローは、異なる研究グループがお互いの研究活動に精通しているように、共通の研究室で一緒に混合されました。 希少な酵素が共有され、主要な楽器が誰にでも利用できるようになりました。 研究助成金は共有されました。 各教員は、彼のグループが費やした金額を持ち込むことが期待されていましたが、厳格な会計は必要ありませんでしたし、財務期限はありませんでした。 全部門は火曜日/木曜日の正午のセミナーに出席しました。 当初は教員と訪問科学者のみが講演を行いましたが、後にポスドクフェローと上級学生が加わりました。 この学科では、7人の教員のために毎年4人の新入生のみを入学させ、入学希望者は厳格に審査されました。 初期の学生の多くは、よく知られた科学者になりました。 グループのサイズは小さく保たれました。 教員は自分で研究室で働き、見習いの方法で学生を教えました。 教員会議は、決定することが重要な何かがあったときにのみ開催されました;アーサーは自分自身より少ない決定をしました. 問題は教員会議で合意によって決定され、問題が議論された後は投票する必要はありませんでした。 このすべてが実際にどのように機能しましたか? 途方もなく、ポスドクフェローによると、彼らは新しい仕事を始めて去ったとき、物憂げにスタンフォードでの日々を思い出しました。

元の七人の教員のうち、一人だけが残っていた。 1959年、私はアーサーとメル-コーンの間に、生物学的問題に取り組む方法についての緊張を感じることができました。 メルはゲシュタルト生物学、それを部分に解剖することによって生物学的問題を理解することができないという見解について熱心に話しました。 アーサーは、生物学的問題を解決するための基本的なツールとして、化学、特に酵素を使用することを提唱しました。 1962年、メル-コーンはスタンフォード大学を離れ、1963年から1964年にかけて、ルーバート-ストリヤーとジョージ-スタークが私たちの部門に加わった。 彼らはすぐに革新的な実験を行い、特に幅広い注目を集めた新しい方法を開発していました。 蛍光エネルギー移動に関するLubertの実験(Stryer and Haugland1967)は、主要な生物物理学的ツールとしてのFRET(蛍光共鳴エネルギー移動)の開発につながった。 Georgeは、紙の上での転写および翻訳実験を分析するために広く使用されている方法を開発しました:The Northern method(Alwine et al. 1 9 7 7)およびWestern method(Renart e t a l. 1979年)は、タンパク質の研究者。 ルバートとジョージの両方が最終的に私たちの部門を離れたが、彼らは密接な関係を保持しました。 1971年、ロン-デイヴィスは学部に加わり、元の六つの学部と同様に、スタンフォード大学を離れることはなかった。 ロンはすぐに部門で広く使用された強力なツールであるDNAの電子顕微鏡を彼と一緒に持ってきました。

初期のスタンフォード生化学部門は、誰もが他の人が作った発見を共有し、喜んだコミュニティでした。 1959年には、部門全体がアーサーの家に集まり、ある研究グループの最新の調査結果を聞くために月に一晩を過ごしました。 数年のうちに、私たちはすべてアーサーのリビングルームに収まることができず、スタンフォードキャンパスの部屋で会議をしようとしましたが、雰囲気は同じではありませんでした。 その後、1972年に、私たちはアシロマーで年二回の会議を開始し、数日間続き、すべての研究グループが報告しました。 当時、すべての会議で少なくとも一つの驚くべき発見が常にありました。

1970年までに、DNAがRNAをタンパク質にする方法の主要な問題に対する解決策は、少なくとも概要で明らかになり、教員たちは新しい問題に移行していました。 アーサーは、単純なウイルス系であってもDNA複製が多酵素の問題であることを発見し、DNA複製の詳細な酵素メカニズムを明らかにし始めました。 ポール-ベルクは動物ウイルスの研究に着手し、すぐに組換えDNAの問題に関与していた。 Bob Lehmanは、酵素的および遺伝的ツールの両方を使用して、DNAレベルで遺伝子組換えを研究し始めました。 Dave Hognessは、余分な脚や翼を持つモンスターを作る発達変異体を研究することによって、ショウジョウバエのDNAとmRNAレベルでの発達の分析を行った。 Dale Kaiserは、原核生物系における発生の遺伝子解析を行うために、細菌系Myxococcusを選択しました。 アーサーでさえ、細菌の胞子を可能なモデルシステムとして使用することによって、酵素レベルでの開発を調査する水をテストしました。 しかし、彼のDNA複製の仕事は胞子を脇に押した。 私は、タンパク質の折り畳みにおける構造中間体と折り畳みのメカニズムの探索を開始しました。

1969年、ジョン-ケアンズは、彼と彼の助手が酵素DNAポリメラーゼIの検出可能な活性を欠いている大腸菌の実行可能な変異体を発見したと発表した(De Lucia and Cairns1969)。 他のDNAポリメラーゼの探索はすぐに続いた。 驚くべきことに、それはアーサーの息子、トム、最初のDNAポリメラーゼIIとDNAポリメラーゼIII、大腸菌の染色体を複製する酵素を発見したコロンビアでマルコムGefterと働いていた。 この物語はArthurによって彼の科学的回顧録(Kornberg1989a)に要約されています。 トムはジュリアードで音楽の学生だった彼の前にチェリストとして有望なキャリアを持っていました。 ケアンズのミュータントが一般に知られるようになった当時、トムはチェロの演奏を妨害する手に怪我を負っていた。 生化学の正式な訓練を受けずに、トムはゲフターの研究室に加わり、他の人がほとんど運がなかったところで成功しました。 もう一つの劇的な瞬間は、アーサーの長男、ロジャーは、真核生物の転写(Kornberg2007)の分子ベースで彼の仕事のための化学のノーベル賞を受賞したときに2006年に来ました。 アーサーの三男ケンは、科学実験室の設計で知られる建築家です。

アーサーが共通の研究室に研究グループを混在させるという方針のために離陸した研究の例を以下に示します。 1968年、ヘアピンヘリックスにおけるDNAヘリックス–コイル遷移を解析していた私のグループの学生であるImmo Schefflerは、大腸菌DNAリガーゼの酵素的性質を調べていたBob LehmanのグループのポスドクフェローであるToto Oliveraと研究室を共有した。 TotoおよびImmoは、リガーゼがd(T a)nオリゴンクレオチドを一本鎖環状分子に閉じ込めることを見出した(Olivera e t a l. それらが十分に大きい場合(n=16以上)。 その後、immoとヘアピン溶融曲線の分析に取り組んでいたElliot ElsonとImmoは、DNA溶融における小さなループの役割に関する詳細な情報を得るために、各端に四塩基ルー 1970). 第二の例は、1986年にPaul BergのグループのポスドクフェローであるGil Chuと研究室を共有したRon Davisのグループの学生であるDoug Vollrathによって提供されています。 Gilはマサチューセッツ工科大学で物理学の博士号を取得しています。 Dougは,DNA再配向時間の分子量に対する強い依存性を利用した交流電場を印加する新しい技術を用いて,巨大DNA分子のより良い分解アガロースゲルパターンを得ることを試みた。 ギルは、彼がよく基本的な電気理論から方程式を解くことによって解決されているストレート、規則的なDNAバンドを得る問題に対処することがで 彼の解決は電圧がそれぞれ制御することができる多数の電極を要求する。 その結果、DNAバンドパターンが美しく分解された(Chu et al. 1986).

酵素を共有する方針がどのように機能したかの例として、Dale Kaiserは、1965年にarthurがファージλ DNAの凝集末端に関するDaleの研究室からの研究を可能にした2つの精製された酵素の贈り物を回想している(Strack and Kaiser1965)。 二つの酵素は、3’末端からDNA鎖を分解するE.coli exo IIIと、プライマー鎖の3’末端にDNAを合成することによって鋳型鎖の塩基配列をコピーするe.coli DNA Pol Iであった。 二つの酵素の高い特異性は、結果を解釈する上で重要である。 StrackとKaiserは、不活性ヘルパーファージも添加されたときに、精製されたラムダDNAが大腸菌でファージを産生する能力を測定する感染性アッセイを利用でき 精製されたラムダDNAは凝集部位を有することが知られていた(Hershey e t a l. 1963)は、DNA二量体および三量体を形成する際に機能する。 StrackとKaiserは、感染性アッセイによって試験されたexo IIIとPol Iの両方がラムダDNAを不活性化し、内側の遺伝子マーカーが外側のマーカーと同じ速度で酵素処理後に失われ、二つの酵素のそれぞれがall-or-noneプロセスでラムダDNAを不活性化することを示していることを発見した。 彼らの結果は、ダングリング一本鎖末端が二本鎖ラムダDNAの各末端に突出し、Hershey and coworkers(1963)によって発見された凝集部位を提供するモデルに適合している。 Exo IIIは3’末端から徐々に分解し、pol Iはダングリング5’末端をテンプレートとして使用して、二本鎖DNAのみが残るまで3’末端を拡張し、ラムダDNAが環状化

1990年、72歳の時、アーサーはポリリン酸塩の生物学的機能の研究を含む新しい研究分野であるポリリン酸塩の酵素合成と分解を開始しました。 Arthurと彼の亡き妻Sylvyは、1956年に大腸菌でポリリン酸合成を発見していた(Kornberg et al. 1956). ポリリン酸は高エネルギーのリン酸結合を含み、AMPからATPを作るために使用することができます。 したがって、ポリリン酸は細菌細胞の予備エネルギーの貯蔵形態であり、細菌のライフサイクルにおいて重要な役割を果たすことが期待できる。 Arthurは、これが真実である多数のケースを発見しました(Kornberg1999)。 特に、病原性細菌では、ポリリン酸代謝が病原性に一般的に必要とされる。

アーサーは当科のすべての研究グループの科学的成果を誇りに思っており、通過したすべての人に個人的な関心を持っていました。 卒業生の多くは、部門を研究を行うのに最適な場所にする上でアーサーの役割を痛感しています。 私の部分のために、私はそれが私のグループに一流の人々を集めたスタンフォードの環境だったことを深く知っており、主に責任があったのはアーサーでした。

アーサーが10月に呼吸不全で死亡したとき、彼は89歳であり、彼は約1週間病気だった。 以前は、ポリリン酸の研究を積極的に指導していました。 スタンフォード大学の生化学部門はアーサーを4時間のティーチインで覚えていた。”学生と教員は、463の出版物のアーサーのリストからお気に入りの論文を選択し、短い5-10分の要約を与えました。 アーサーはそれを気に入っていただろう。

ロバート-L-ボールドウィン
スタンフォード-メディカル-センター Beckman Center Biochemistry Department,Stanford Medical Center,Stanford,CA

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