Ренато Дульбекко: Жизнь и научные достижения

Введение

Итальянский американский вирусолог (1914–2012)
Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования
Премия Поля Эрлиха и Людвига Дармштедтера
Премия Луизы Гросс Хорвиц (1973)
Премия Сельмана А. Ваксмана
ForMemRS (1974)
Ренато Дульбекко (22 февраля 1914 – 19 февраля 2012) – итальянский американский вирусолог, удостоенный Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1975 году за исследования онковирусов – вирусов, способных вызывать рак при заражении клеток животных. Он учился в Туринском университете под руководством Джузеппе Леви вместе с Сальвадором Луриа и Ритой Леви-Монтальчини, которые также переехали с ним в США и стали лауреатами Нобелевских премий. Во время Второй мировой войны он был призван в итальянскую армию, но впоследствии присоединился к движению Сопротивления.

Ранние годы

Дульбеко родился в Катанзаро (Калабрия, Южная Италия), но детство и юность провёл в Лигурии, в прибрежном городе Империя. Он окончил среднюю школу в 16 лет, затем поступил в Туринский университет. Несмотря на большой интерес к математике и физике, он решил изучать медицину. В возрасте 22 лет он окончил факультет морбидной анатомии и патологии под руководством профессора Джузеппе Леви. В эти годы он познакомился с Сальвадором Луриа и Ритой Леви-Монтальчини, чья дружба и поддержка позже привели его в Соединенные Штаты. В 1936 году он был призван на военную службу в качестве медицинского офицера, а позже (1938) демобилизован. В 1940 году Италия вступила во Вторую мировую войну, и Дульбеко был вновь призван и отправлен на фронт во Францию и Россию, где получил ранение. После госпитализации и падения фашизма он присоединился к движению Сопротивления против немецкой оккупации, что открыло новые возможности для количественных исследований в области вирусологии животных. Эта методика затем была использована Дульбеко и Вогт для изучения биологических свойств полиовируса. Эти достижения привели к назначению Дульбеко сначала доцентом, а затем профессором Калифорнийского технологического института. Там он начал свои исследования онковирусов животных, особенно семейства полиом. В конце 1950-х годов он взял Говарда Темина в качестве студента, с которым, вместе с Дэвидом Балтимором, он позже разделил Нобелевскую премию по физиологии или медицине за "их открытия, касающиеся взаимодействия между опухолевыми вирусами и генетическим материалом клетки". Темин и Балтимор одновременно и независимо друг от друга открыли обратную транскриптазу; хотя Дульбеко не принимал непосредственного участия ни в одном из их экспериментов, он преподавал два метода, которые они использовали для этого открытия. На протяжении всего этого времени он также работал с Маргаритой Вогт. В 1962 году он перешел в Институт Солка, а затем в 1972 году в Имперский фонд исследований рака (ныне Лондонский научно-исследовательский институт рака Великобритании), где он был назначен сначала доцентом, а затем профессором. Как и многие итальянские ученые, Дульбеко не имел степени доктора наук, поскольку она отсутствовала в итальянской системе высшего образования (до её введения в 1980 году). В 1986 году он был одним из ученых, запустивших проект "Геном человека". С 1993 по 1997 год он вернулся в Италию, где был президентом Института биомедицинских технологий при C.N.R. (Национальном совете исследований) в Милане, сохраняя при этом должность в Институте биологических исследований Солка. Дульбеко активно занимался исследованиями по идентификации и характеристике стволовых клеток рака молочной железы до декабря 2011 года. Его исследования с использованием модели стволовых клеток показали, что одной злокачественной клетки со свойствами стволовых клеток может быть достаточно для индуцирования рака у мышей и генерации различных популяций клеток, инициирующих опухоль, также обладающих свойствами стволовых клеток рака. Исследования Дульбеко происхождения стволовых клеток рака молочной железы в солидных опухолях были продолжением его ранних исследований рака как заболевания, вызванного приобретенными мутациями. Его интерес к стволовым клеткам рака был сильно обусловлен данными о том, что помимо геномных мутаций, эпигенетические модификации клетки могут способствовать развитию или прогрессированию рака.

Dulbecco was born in Catanzaro (Calabria, Southern Italy), but spent his childhood and grew up in Liguria, in the coastal city Imperia. He graduated from high school at 16, then moved to the University of Turin. Despite a strong interest in mathematics and physics, he decided to study medicine. At only 22, he graduated in morbid anatomy and pathology under the supervision of professor Giuseppe Levi. During these years he met Salvador Luria and Rita Levi Montalcini, whose friendship and encouragement would later bring him to the United States. In 1936 he was called up for military service as a medical officer, and later (1938) discharged. In 1940 Italy entered World War II and Dulbecco was recalled and sent to the front in France and Russia, where he was wounded. After hospitalization and the collapse of Fascism, he joined the resistance against the German occupation. which then opened up animal virology to quantitative work. The technique was then used by Dulbecco and Vogt to study the biological properties of poliovirus. These accomplishments led to Dulbecco's appointment first to associate professor, and then to full professor at the California Institute of Technology. There he started his studies about animal oncoviruses, especially of polyoma family. In the late 1950s, he took Howard Temin as a student, with whom, and together with David Baltimore, he would later share the 1975 Nobel Prize in Physiology or Medicine for "their discoveries concerning the interaction between tumour viruses and the genetic material of the cell." Temin and Baltimore arrived at the discovery of reverse transcriptase simultaneously and independently from each other; although Dulbecco did not take direct part in either of their experiments, he had taught the two methods they used to make the discovery. Throughout this time he also worked with Marguerite Vogt. In 1962, he moved to the Salk Institute and then in 1972 to The Imperial Cancer Research Fund (now named the Cancer Research UK London Research Institute) where he was first appointed associate professor and then full professor. Like many Italian scientists, Dulbecco did not have a PhD because it did not exist in the Italian higher education system (until it was introduced in 1980). In 1986 he was among the scientists who launched the Human Genome Project. From 1993 to 1997 he moved back to Italy, where he was president of the Institute of Biomedical Technologies at C. N. R. (National Council of Research) in Milan. He also retained his position on the faculty of Salk Institute for Biological Studies. Dulbecco was actively involved in research into identification and characterization of mammary gland cancer stem cells until December 2011. His research using a stem cell model system suggested that a single malignant cell with stem cell properties may be sufficient to induce cancer in mice and can generate distinct populations of tumor initiating cells also with cancer stem cell properties. Dulbecco's examinations into the origin of mammary gland cancer stem cells in solid tumors was a continuation of his early investigations of cancer being a disease of acquired mutations. His interest in cancer stem cells was strongly influenced by evidence that in addition to genomic mutations, epigenetic modification of a cell may contribute to the development or progression of cancer.

Нобелевская премия

Дульбеко и его группа продемонстрировали, что инфицирование нормальных клеток определенными типами вирусов (онковирусами) приводит к включению вирусных генов в геном клетки-хозяина, и что это событие вызывает трансформацию (приобретение опухолевого фенотипа) этих клеток. Как показали Темин и Балтимор, разделившие с Дульбеко Нобелевскую премию, передача вирусных генов в клетку опосредуется ферментом, называемым обратной транскриптазой (или, точнее, РНК-зависимой ДНК-полимеразой), который реплицирует вирусный геном (в данном случае РНК) в ДНК, которая впоследствии встраивается в геном хозяина. Онковирусы являются причиной некоторых форм рака у человека. Исследование Дульбеко заложило основу для точного понимания молекулярных механизмов их размножения, что позволило улучшить борьбу с ними. Более того, механизмы канцерогенеза, опосредованные онковирусами, тесно перекликаются с процессом дегенерации нормальных клеток в раковые. Открытия Дульбеко позволили лучше понять и бороться с раком. Кроме того, хорошо известно, что в 1980-х и 1990-х годах понимание обратной транскриптазы, а также происхождения, природы и свойств вируса иммунодефицита человека (ВИЧ, включающего два хорошо изученных серотипа – ВИЧ-1 и менее распространенный и менее вирулентный ВИЧ-2), вируса, который при отсутствии контроля в конечном итоге вызывает синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), привело к разработке первого поколения препаратов, показавших эффективность против вируса – ингибиторов обратной транскриптазы, одним из известных примеров которых является зидовудин. Эти препараты до сих пор используются в составе высокоактивной антиретровирусной терапии, применяемой в настоящее время.

Другие награды

В 1965 году он получил премию Марджори Стивенсона от Общества общей микробиологии. В том же году он был избран членом Американской академии искусств и наук. В 1973 году он был удостоен премии Луизы Гросс Хорвиц от Колумбийского университета совместно с Теодором Паком и Гарри Иглом. В 1974 году Дульбеко был награжден премией Сельмана А. Ваксмана в области микробиологии от Национальной академии наук. В 1974 году он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS). В 1993 году он был избран членом Американского философского общества.