Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Французский биолог
French biologist
Медаль Менделя (1962)
Гран-при Шарля Леопольда Майера (1962)
Нобелевская премия по физиологии и медицине (1965)
Член иностранного членства Королевского общества (1973)
Mendel Medal (1962)
Grand Prix Charles Leopold Mayer (1962)
Nobel Prize in Physiology or Medicine (1965)
ForMemRS (1973)
Ранние годы
Якоб родился в Нанси, Франция, единственным ребенком Симона, торговца, и Терезы (Франк) Якоб. Будучи любознательным ребенком, он научился читать в раннем возрасте. Альберт Франк, дед по материнской линии, генерал, имевший звание четырехзвездочного, был его кумиром в детстве. В семь лет он поступил в лицей Карно, где проучился следующие десять лет; в своей автобиографии он описывает свои впечатления о нем как о "клетке". Около 1934 года в лицее Карно на него нападали юноши с правыми взглядами. Он описывает своего отца как "конформиста в религиозных вопросах", в то время как его мать и другие члены семьи, важные для него в детстве, были светскими евреями; вскоре после бар-мицвы он стал атеистом. Хотя он проявлял интерес (и имел талант) к физике и математике, Якоб был в ужасе от перспективы провести еще два года в "еще более строгом режиме", чтобы подготовиться к поступлению в Политехническую школу. Вместо этого, после наблюдения за хирургической операцией, которая укрепила его "небольшой интерес" к медицине, он поступил в медицинский институт. Во время немецкой оккупации Франции – и вскоре после смерти матери – Якоб покинул Францию и отправился в Великобританию, чтобы присоединиться к войне. Якоб, который только закончил второй курс медицинского института, в 1940 году вступил в медицинскую роту 2-й французской бронетанковой дивизии. В 1944 году он был ранен в результате немецкой авиационной атаки и вернулся в освобожденный Париж 1 августа 1944 года. За военные заслуги он был награжден высшей французской наградой за храбрость во время Второй мировой войны – Крестом Освобождения, а также орденом Почетного легиона и Военным крестом. После выздоровления Якоб вернулся в медицинский институт и начал изучать тиротрицин, попутно осваивая методы бактериологии. Он завершил диссертацию, которую назвал "повторением американской работы", посвященную эффективности антибиотика при лечении местных инфекций, и в 1947 году стал врачом. Хотя его привлекала исследовательская работа, он был разочарован своим собственным невежеством после посещения микробиологического конгресса этим летом. Вместо этого он устроился в Центр Кабанэля, где проводил исследования для своей диссертации; его новая работа заключалась в производстве антибиотика тиротрицина. Позже Центру было поручено переоборудовать пороховые заводы для производства пенициллина (хотя это оказалось невозможным). В этот же период он встретил и начал ухаживать за своей будущей женой, Лиз Блох. В 1999 году Якоб женился на Женевьеве Барьер.
Jacob was born the only child of Simon, a merchant, and Thérèse (Franck) Jacob, in Nancy, France. An inquisitive child, he learned to read at a young age. Albert Franck, Jacob's maternal grandfather, a four star general, was Jacob's childhood role model. At seven he entered the Lycée Carnot, where he was schooled for the next ten years; in his autobiography, he describes his impression of it: "a cage". He was antagonized by rightist youth at the Lycée Carnot around 1934. He describes his father as a "conformist in religion", while his mother and other family members important in his childhood were secular Jews; shortly after his bar mitzvah, he became an atheist. Though interested (and talented) in physics and mathematics, Jacob was horrified at the prospect of spending two additional years in "an even more draconian regime" to prepare for higher study at the Polytechnique. Instead, after observing a surgical operation that cemented his "slight interest" in medicine, he entered medical school. During the German occupation of France—and on the heels of his mother's death—Jacob left France for Great Britain to join the war effort. Jacob, who had only completed his second year of medical studies, joined the medical company of the French 2nd Armored Division in 1940. He was injured in a German air attack in 1944 and returned to now liberated Paris on 1 August 1944. For his wartime service, he was awarded France's WWII highest decoration for valor, the Cross of Liberation, as well as Légion d'honneur and croix de guerre. After his recovery, Jacob returned to medical school and began researching tyrothricin and learning the methods of bacteriology in the process. He completed a thesis he described as "replicating American work" on the effectiveness of the antibiotic against local infections, and became a medical doctor in 1947. Though attracted to research as a career, he was discouraged by his own perceived ignorance after attending a microbiology congress that summer. Instead, he took a position at the Cabanel Center, where he had done his thesis research; his new work entailed the manufacture of an antibiotic, tyrothricin. Later, the center was contracted to convert gunpowder factories for penicillin production (though this proved impossible). Also in this period, he met and began courting his future wife, Lise Bloch. Jacob remarried in 1999 to Geneviève Barrier.
Исследования
В 1961 году Якоб и Монод исследовали идею о том, что контроль уровня экспрессии ферментов в клетках является результатом регуляции транскрипции последовательностей ДНК. Их эксперименты и идеи дали толчок развивающейся области молекулярной биологии развития и, в частности, регуляции транскрипции. На протяжении многих лет было известно, что бактериальные и другие клетки могут реагировать на внешние условия, регулируя уровни своих ключевых метаболических ферментов и/или активность этих ферментов. Например, если бактерия оказывается в среде, содержащей лактозу, а не более простой сахар – глюкозу, она должна приспособиться к необходимости 1) импортировать лактозу, 2) расщепить лактозу на составляющие ее глюкозу и галактозу и 3) преобразовать галактозу в глюкозу. Известно, что клетки увеличивают производство ферментов, необходимых для этих процессов, при воздействии лактозы, вместо того чтобы постоянно производить их впустую. Исследования контроля активности ферментов продвигались благодаря теориям (аллостерического) действия малых молекул на саму молекулу фермента (активируя или подавляя ее), но механизм контроля производства ферментов в то время был недостаточно изучен. С установлением структуры и центральной роли ДНК стало очевидно, что все белки производятся каким-то образом на основе ее генетического кода, и что этот этап может представлять собой ключевую точку контроля. Якоб и Монод сделали важные экспериментальные и теоретические открытия, которые показали, что в случае системы лактозы, описанной выше (в бактерии E. coli), существуют специфические белки, предназначенные для подавления транскрипции ДНК в ее продукт (РНК, которая, в свою очередь, декодируется в белок). Этот репрессор (лак-репрессор) синтезируется во всех клетках, непосредственно связываясь с ДНК в генах, которые он контролирует, и физически препятствуя доступу транскрипционного аппарата к ДНК. В присутствии лактозы часть лактозы превращается в аллолактозу, которая связывается с репрессором, делая его неспособным связываться с ДНК, и транскрипционная репрессия снимается. Таким образом, формируется надежная петля обратной связи, позволяющая синтезировать набор белков, переваривающих лактозу, только тогда, когда это необходимо. Якоб и Монод в своем первоначальном энтузиазме распространили эту модель репрессора на все гены во всех организмах. Регуляция активности генов превратилась в обширную поддисциплину молекулярной биологии, которая на самом деле демонстрирует огромное разнообразие механизмов и множество уровней сложности. Современные исследователи обнаруживают регуляторные события на каждом возможном уровне процессов, экспрессирующих генетическую информацию. В относительно простом геноме пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) 405 из 6419 генов, кодирующих белки, непосредственно участвуют в контроле транскрипции, по сравнению с 1938, которые кодируют ферменты.
In 1961 Jacob and Monod explored the idea that the control of enzyme expression levels in cells is a result of regulation of transcription of DNA sequences. Their experiments and ideas gave impetus to the emerging field of molecular developmental biology, and of transcriptional regulation in particular. For many years it had been known that bacterial and other cells could respond to external conditions by regulating levels of their key metabolic enzymes, and/or the activity of these enzymes. For instance, if a bacterium finds itself in a broth containing lactose, rather than the simpler sugar glucose, it must adapt itself to the need to 1) import lactose, 2) cleave lactose to its constituents glucose and galactose, and 3) convert the galactose to glucose. It was known that cells ramp up their production of the enzymes that do these steps when exposed to lactose, rather than wastefully producing these enzymes all the time. Studies of enzyme activity control were progressing through theories of the (allosteric) action of small molecules on the enzyme molecule itself (switching it on or off), but the method of controlling the enzyme production was not well understood at the time. With the earlier determination of the structure and central importance of DNA, it became clear that all proteins were being produced in some way from its genetic code, and that this step might form a key control point. Jacob and Monod made key experimental and theoretical discoveries that demonstrated that in the case of the lactose system outlined above (in the bacterium E. coli), there are specific proteins that are devoted to repressing the transcription of the DNA to its product (RNA, which in turn is decoded into protein). This repressor (the lac repressor) is made in all cells, binding directly to DNA at the genes it controls, and physically preventing the transcription apparatus from gaining access to the DNA. In the presence of lactose, some of the lactose is converted to allolactose, which binds to the repressor making it no longer able to bind to DNA, and the transcriptional repression is lifted. In this way, a robust feedback loop is constructed that allows the set of lactose digesting proteins products to be made only when they are needed. Jacob and Monod extended this repressor model to all genes in all organisms in their initial exuberance. The regulation of gene activity has developed into a very large sub discipline of molecular biology, and in truth exhibits enormous variety in mechanism and many levels of complexity. Current researchers find regulatory events at every conceivable level of the processes that express genetic information. In the relatively simple genome of baker's yeast, (Saccharomyces cerevisiae), 405 of its 6,419 protein encoding genes are directly involved in transcriptional control, compared to 1,938 that are enzymes.