Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

« Серп клеточная анемия, молекулярная болезнь » является 1949 научной работой по Полинг , Харвьте А. Itano , Seymour J. Singer и Ибер C. Wells , которые установлена серповидно-клеточной анемия в качестве генетических заболеваний , в которых пострадавшие лица имеют различную форму из металлопротеины гемоглобина в крови. В статье, опубликованной в 25 ноября 1949 вопрос о науке , сообщает разницу в электрофоретической подвижности между гемоглобина у здоровых лиц и пациентов с серповидно-клеточной анемией, с теми , с серповидноклеточной чертаимея смесь двух типов. В статье предполагается, что различие в электрофоретической подвижности, вероятно, связано с разным количеством ионизируемых аминокислотных остатков в белковой части гемоглобина (что было подтверждено в 1956 году Верноном Инграмом ), и что это изменение в молекулярной структуре является причиной серповидности. процесс. В нем также сообщается о генетической основе заболевания, что согласуется с одновременным генеалогическим исследованием Джеймса В. Нила : люди с серповидно-клеточной анемией гомозиготны по гену заболевания, в то время как гетерозиготные люди обычно демонстрируют бессимптомное состояние серповидно-клеточного признака. [1]

В статье представлена ​​концепция «молекулярной болезни», и она считается основным толчком к развитию молекулярной медицины . Работа помогла установить, что гены контролируют не только наличие или отсутствие ферментов (как показала генетика в начале 1940-х годов), но и специфическую структуру белковых молекул. [2] Это был также важный триумф в усилиях Полинга и других по применению инструментов и методов физических наук в биологии, и Полинг использовал их для продвижения таких исследований и привлечения финансирования. [3]

Работа Калифорнийского технологического института [ править ]

Линус Полинг был видным физиком-химиком в Калифорнийском технологическом институте (главный центр усилий Уоррена Уивера по продвижению того, что он называл «молекулярной биологией» за счет грантов Фонда Рокфеллера ). В середине 1930-х Полинг обратил внимание на физическую и химическую природу гемоглобина. В 1946 году он поставил перед аспирантом Харви Итано (который ранее был врачом) задачу найти различия в гемоглобине, которые могли бы объяснить серповидно-клеточную анемию. Не найдя каких-либо различий в размере, весе или кислотно-основном титровании (несмотря на передовые инструменты, доступные в Калтехе), Итано обнаружил, что кислород может ингибировать серповидный процесс, когда различные восстановителиможет ускорить это; это было основой первой публикации Полинга и Итано о болезни. Итано также обнаружил, что глобиновая часть серповидноклеточного гемоглобина имеет едва заметную разницу в электрическом заряде. [4]

Чтобы точно измерить эту электрическую разницу, Полинг поручил аспиранту Джону Сингеру поработать с Итано и другим медицинским исследователем, Ибертом К. Уэллсом, прежде чем Полинг уехал в начале 1948 года для чтения лекций в Англии. Используя «Аппарат Тизелиуса» для проведения электрофореза на свободных границах , три исследователя Полинга смогли оценить, что молекулы серповидно-клеточного гемоглобина имеют примерно на три положительных заряда больше, чем нормальный гемоглобин. [3] [4] Они также подсчитали, что кровь людей с серповидно-клеточными признаками представляла собой смесь 60 процентов нормального гемоглобина и 40 процентов серповидноклеточного гемоглобина. [1] Ближе к концу проекта они узнали о параллельных результатах генетика Джеймса В. Нила, который продемонстрировал структуру наследования болезни традиционными генетическими методами; и работа Нила, и работа группы Полинга были опубликованы в одном и том же номере журнала Science . [3]

Последующая работа [ править ]

После публикации статьи 1949 года Итано покинул лабораторию Полинга, чтобы работать с Нилом; в последующие годы Итано и Нил использовали электрофорез для идентификации ряда других вариантов человеческого гемоглобина, в том числе некоторых, связанных с другими заболеваниями. В Калифорнийском технологическом институте сравнение аминокислотного содержания нормальных и серповидно-клеточных гемоглобинов показало, что существует несколько различий в химическом составе, но не объяснило разницу в электрическом заряде, которая сделала возможным электрофоретическое разделение. Причина этой разницы была выявлена ​​в 1956 и 1957 годах, когда Вернон Ингрэм использовал фингерпринтинг белков (комбинацию электрофореза и хроматографии).), чтобы показать, что ключевым различием между нормальными гемоглобинами и серповидно-клеточными гемоглобинами было единственное различие в одной цепи белка: остаток глутаминовой кислоты на нормальном гемоглобине вместо остатка валина на серповидно-клеточном гемоглобине. [5]

Концепция молекулярных болезней, выдвинутая в статье 1949 года, также стала основой взглядов Линуса Полинга на эволюцию. В 1960-х годах, когда было показано, что серповидно-клеточные свойства придают устойчивость к малярии и, таким образом, ген имел как положительные, так и отрицательные эффекты и демонстрировал гетерозиготное преимущество , Полинг предположил, что молекулярные заболевания на самом деле являются основой эволюционных изменений. [6] Он также выступал за евгеническую политику, такую ​​как маркировка всех носителей серповидно-клеточного признака и других генов молекулярных болезней, чтобы уменьшить количество детей, рожденных с генетическими заболеваниями. [7]

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ a b Полинг, Линус; Харви А. Итано; SJ Singer; Иберт К. Уэллс (1949-11-01). «Серповидноклеточная анемия, молекулярное заболевание». Наука . 110 (2865): 543–548. Bibcode : 1949Sci ... 110..543P . DOI : 10.1126 / science.110.2865.543 . PMID  15395398 .
  2. ^ Штрассер, Бруно Дж. (1999-11-19). «Перспективы: молекулярная медицина:« Серповидноклеточная анемия, молекулярное заболевание » » . Наука . 286 (5444): 1488–1490. DOI : 10.1126 / science.286.5444.1488 . PMID 10610548 . Проверено 30 декабря 2008 . 
  3. ^ a b c Кей, Лили Э. Молекулярное видение жизни: Catltech, Фонд Рокфеллера и подъем новой биологии . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, 1993. С. 256–260.
  4. ^ а б Хагер Томас. Сила природы: жизнь Линуса Полинга . Нью-Йорк: Саймон и Шустер, 1995. стр. 333–334.
  5. Перейти ↑ Ingram, VM (13 октября 1956 г.). «Специфическое химическое различие между глобинами нормального человеческого гемоглобина и серповидноклеточной анемии». Природа . 178 (4537): 792–4. Bibcode : 1956Natur.178..792I . DOI : 10.1038 / 178792a0 . PMID 13369537 . 
  6. ^ Evolution and Molecular Disease , по состоянию на 5 января 2009 г.
  7. ↑ Евгеника для облегчения страданий человека , просмотрено 5 января 2009 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Это в крови! Документальная история Линуса Полинга, гемоглобина и серповидной анемии - Библиотека Университета штата Орегон
  • Серповидноклеточная анемия, молекулярное заболевание - репродукция из статьи.