Введение

Немецкий физиолог и лауреат Нобелевской премии (1883–1970), биохимик и лауреат Нобелевской премии Отто Варбург изучал химию под руководством Эмиля Фишера и получил докторскую степень по химии в Берлине в 1906 году. Затем он учился у Людольфа фон Креля и получил степень доктора медицины в Гейдельберге в 1911 году. В период с 1908 по 1914 год Варбург был сотрудником Неаполитанской морской биологической станции (в Неаполе, Италия), где проводил исследования. В последующие годы он неоднократно возвращался туда с визитами и поддерживал пожизненную дружбу с семьей директора станции, Антона Дорна. Страстный любитель верховой езды, он служил офицером в элитных уланах (кавалерии) на фронте во время Первой мировой войны, где был награжден Железным крестом. Позже Варбург отмечал, что этот опыт дал ему бесценные знания о "реальной жизни" вне академической среды. К концу войны, когда исход стал очевиден, Альберт Эйнштейн, который был другом отца Варбурга, Эмиля, по просьбе общих друзей написал Варбуру, убеждая его покинуть армию и вернуться к научной работе, поскольку потеря его талантов стала бы трагедией для всего мира. Эйнштейн и Варбург впоследствии стали друзьями, а работы Эйнштейна в области физики оказали значительное влияние на биохимические исследования Варбурга.

Научная работа и Нобелевская премия

Работая на Морской биологической станции, Варбург провел исследование потребления кислорода яйцами морских ежей после оплодотворения и показал, что после оплодотворения скорость дыхания увеличивается до шести раз. Его эксперименты также показали, что железо необходимо для развития личиночной стадии. В 1918 году Варбург был назначен профессором в Институте биологии императора Вильгельма в Берлине-Далеме (часть Kaiser Wilhelm Gesellschaft). К 1931 году он стал директором Института клеточной физиологии императора Вильгельма, который был основан годом ранее за счет пожертвования Фонда Рокфеллера Kaiser Wilhelm Gesellschaft (впоследствии переименованной в Общество Макса Планка). Варбург изучал метаболизм опухолей и дыхание клеток, особенно раковых, и в 1931 году был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине за "открытие природы и механизма действия дыхательного фермента". В частности, он обнаружил, что животные опухоли производят большое количество молочной кислоты. Эта награда последовала за 46 номинациями, полученными в течение девяти лет, начиная с 1923 года, 13 из которых были представлены в 1931 году, когда он и получил премию. Нобелевский лауреат Джордж Уолд, получив степень доктора философии по зоологии в Колумбийском университете, получил грант от Национального исследовательского совета США для обучения у Варбурга. В период работы с Варбургом, в 1932–1933 годах, Уолд обнаружил витамин А в сетчатке глаза.

Выживание под нацизмом

Когда нацисты пришли к власти, людей еврейского происхождения вынуждали покидать свои профессиональные должности, хотя нацисты и делали исключения. У Варбурга была протестантская мать и отец с еврейскими корнями (который обратился в протестантизм). Пара жила вместе в элегантной вилле в Дахлеме, в Берлине. Варбургу запретили преподавать, но разрешили продолжать исследования. В 1941 году Варбург на короткое время лишился должности из-за критических высказываний в адрес нацистского режима, но через несколько недель смог возобновить свои исследования по личному распоряжению из канцелярии Гитлера. Герман Геринг также добился, чтобы его классифицировали как «на четверть еврея». Нацисты были готовы позволить Варбургу работать из-за его исследований в области метаболизма и рака. Гитлер был одержим раком, поскольку потерял свою мать от рака молочной железы в раннем возрасте. Решающим фактором стала выдающаяся военная служба Варбурга в Первой мировой войне, так как еврейским ветеранам часто предоставлялось освобождение от потери гражданства, предусмотренной Нюрнбергскими законами. Германская внешность Варбурга также могла сыграть ему на руку, поскольку известно, что канцелярия Гитлера учитывала цвет глаз и форму лица при рассмотрении заявлений на арийскую проверку. Варбург не соглашался с нацистским режимом и отказывался приветствовать нацистский салют, доводя дело до ответных мер со стороны офицеров. Авторы высказывали предположения о том, почему он оставался в Германии во время правления Рейха. Apple полагает, что, как и многие другие, он не мог представить, насколько все может ухудшиться. Возможно, его собственное самомнение заставило его недооценить потенциальную угрозу, исходящую от нацистов. Об этом свидетельствует анекдот, рассказанный Биргит Веннесланд, которая в 1968 году стала директором института Варбурга в Западном Берлине. Она сказала, что Варбург посоветовал знакомому, переживающему эмоциональные трудности: «Скажи ему, чтобы он думал только о науке — абсолютно ни о чем другом — только о науке». В 1943 году Варбург перенес свою лабораторию в деревню Либенбург, расположенную на окраине Берлина, чтобы избежать продолжающихся воздушных налетов. Фонд Рокфеллера, по сообщениям, предложил продолжить финансирование его работы в случае эмиграции. После окончания войны Варбург поинтересовался возможностью переезда в Соединенные Штаты, но получил отказ.

Номинация на вторую Нобелевскую премию

В 1944 году Варбург был номинирован Альбертом Сент-Дьёрги на вторую Нобелевскую премию по физиологии или медицине за его работы по никотинамиду, механизмам и ферментам, участвующим в брожении, и открытие флавина (в желтых ферментах). Некоторые источники утверждают, что он был выбран лауреатом в том году, но режим Адольфа Гитлера, издавший в 1937 году указ, запрещающий гражданам Германии принимать Нобелевские премии, помешал ему получить награду. По данным Нобелевского фонда, это утверждение не соответствует действительности; хотя Варбург рассматривался как достойный кандидат, в тот год он не был удостоен премии. Он сотрудничал с Дином Берком в исследованиях квантового выхода фотосинтеза.

Гипотеза рака

Варбург предположил, что рост рака вызван опухолевыми клетками, генерирующими энергию (например, аденозинтрифосфат/АТФ) главным образом путем анаэробного распада глюкозы (известного как ферментация, или анаэробное дыхание). Это отличается от здоровых клеток, которые генерируют энергию преимущественно в результате окислительного распада пирувата. Пируват является конечным продуктом гликолиза и окисляется в митохондриях. Следовательно, по мнению Варбурга, рак следует рассматривать как дисфункцию митохондрий. Рак, больше, чем любая другая болезнь, имеет бесчисленное множество вторичных причин. Но даже для рака существует только одна первопричина. Если кратко, то первопричина рака – это замена кислородного дыхания в нормальных клетках организма ферментацией сахара. |Отто Х. Варбург|

Варбург продолжал экспериментально развивать эту гипотезу и представил несколько заметных лекций, излагающих теорию и данные. Сегодня считается, что мутации в онкогенах и генах-супрессорах опухолей ответственны за злокачественную трансформацию, а метаболические изменения, которые Варбург считал причиной, теперь рассматриваются как результат этих мутаций. Недавняя переоценка данных экспериментов по переносу ядра/цитоплазмы, в которых ядра раковых клеток помещались в нормальную цитоплазму, а ядра нормальных клеток – в раковую цитоплазму, подтверждает роль метаболизма в развитии рака и участие митохондрий в подавлении опухолей. Тем не менее, как следует из ссылок, это перспективное явление до сих пор не может объяснить происхождение рака так, как первоначально предлагал Варбург. Хотя гипотеза Варбурга, безусловно, вдохновила научное сообщество на дальнейшее изучение метаболизма рака, его склонность к упрощению, возможно, помешала ему принять чрезвычайно сложную роль и взаимодействие как митохондрий, так и ядра, или, в более широком смысле, метаболизма и мутаций.

Поздние годы

Отто Варбург отредактировал и опубликовал значительную часть своих оригинальных работ в книге «Метаболизм опухолей» (пер. 1931) и написал книгу «Новые методы клеточной физиологии» (1962). Будучи убежденным англофилом, Отто Варбург был в восторге, когда Оксфордский университет удостоил его почетной докторской степени. В 1952 году он был награжден орденом Pour le Mérite и известен тем, что советовал другим университетам не тратить время на присуждение почетных докторских степеней. Он просил присылать ему награжденные медали по почте, чтобы избежать церемоний, которые отрывали бы его от любимой лаборатории. Когда Варбург испытывал разочарование из-за непринятия его идей, он часто цитировал афоризм, приписываемый Максу Планку: «Наука продвигается на одних похоронах». Кажущийся абсолютно уверенным в точности своих выводов, Варбург выражал обеспокоенность «постоянным открытием канцерогенов и раковых вирусов», полагая, что это «будет препятствовать необходимым профилактическим мерам и, таким образом, приводить к возникновению раковых заболеваний». Варбург прожил в Институте кайзера Вильгельма со своим спутником на протяжении 50 лет, Якобом Хейсом, который был секретарем и управляющим этого института. Варбург продолжал свои исследования до 86 лет и завещал всё свое состояние Хейсу.

Медаль Отто Варбурга

Медаль Отто Варбурга учреждена в память о выдающихся достижениях Варбурга. Она вручается Немецким обществом биохимии и молекулярной биологии (Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie) с 1963 года. Премия отмечает и стимулирует новаторские достижения в области фундаментальных биохимических и молекулярно-биологических исследований. Медаль Отто Варбурга считается высшей наградой в Германии для биохимиков и молекулярных биологов. Премия сопровождается денежным вознаграждением, предоставляемым издательской компанией Elsevier/BBA.