Avery və DNT: Pnevmokok təcrübəsi irsiyyət molekuluna necə işarə etdi, 1944
Bu məqalədə
Avery və DNT: Pnevmokok təcrübəsi irsiyyət molekuluna necə işarə etdi, 1944
117-ci gündə xəstəliyi təsvir edən ortaq dilin necə qurulduğunu gördük: şiş, düyün, uzaq yayılma. Bu gün şişlərdən uzaqlaşırıq, çünki xərçəngə ən çox yaxınlaşan suallardan biri şiş laboratoriyasında deyil, ağciyər iltihabı bakteriyasının kapsulunu öyrənən otaqda verildi: hüceyrənin bir xüsusiyyəti, yəni irsi məlumat, hansı molekulla bir yerdən başqa yerə daşınır? Bu yazı həmin sualın cavabını danışır və 117-ci günün sonunda verdiyim sözü tutur: bu hekayənin xərçəng tarixinə həqiqətən necə bağlandığını mənbələrlə yoxlayacağam.
Griffith-in təəccübləndirən siçanı
1928-ci ildə ingilis bakteriolog Frederick Griffith pnevmokokla, yəni ağciyər iltihabı bakteriyası ilə bir təcrübə dərc etdi. Bu bakteriyanın kapsullu və xəstəlik törədən forması (tip III) ilə kapsulsuz və zərərsiz forması (tip II) var idi. Griffith göstərdi ki, istiliklə təsirsizləşdirilmiş kapsullu bakteriyalar canlı kapsulsuz bakteriyalarla qarışdırılanda canlı bakteriyalar kapsul qazanır və xəstəlik törədə bilir; bunu həm siçanlarda, həm də sınaq şüşəsində görmüşdü. Nəsə istiliklə təsirsizləşdirilmiş hüceyrələrdən canlı hüceyrələrə keçir və onların irsi xüsusiyyətini dəyişirdi. Griffith bunu "çevirici prinsip" adlandırdı. Bunun nə olduğu bəlli deyildi.
Bu bulgu on altı il boyu tapmaca olaraq qaldı. Sual bakteriyanın kapsulunu dəyişən maddənin kimyəvi kimliyi idi: zülal, karbohidrat, lipid, nuklein turşusu? O illərdə yayılmış fikir irsi məlumatın zülallarla daşına biləcəyi idi, çünki zülallar çox müxtəlif və mürəkkəb sayılırdı; DNT isə dörd tikinti daşından ibarət "həddindən artıq sadə" molekul kimi görünürdü.
Bir laboratoriya, bir maddə, üç müəllif
1940-dan etibarən Oswald Avery sualı Rokfeller İnstitutunun Xəstəxanasında yenidən götürdü. Avery 1913-dən bu xəstəxanada çalışırdı və otuz beş il boyu demək olar ki, yalnız pnevmokokla məşğul olmuşdu. Maclyn McCarty 1941-də laboratoriyaya qoşuldu; Avery və McCarty Colin MacLeod-un hazırladığı hazırlama üsullarını təkmilləşdirib pnevmokokdan bioloji cəhətdən aktiv maddə ayırdılar. Çevrilmə əvvəlcə etibarlı şəkildə təkrarlana bilmirdi; etibarlı olanda onlar göstərdilər ki, son dərəcə təmizlənmiş maddə ilə tip II kulturalarından dayanıqlı tip III koloniyaları almaq olur. Zülalları və lipidləri parçalayan fermentlər maddəni təsirsizləşdirmədi, RNT-ni parçalayan ferment də təsirsizləşdirmədi; maddənin molekul çəkisi yüksək idi və DNT üçün istifadə olunan Dische testinə güclü reaksiya verirdi. Nəticə: çevirici prinsip DNT idi.
1943-cü ilin aprel əvvəlində üç tədqiqatçı bulgularını İnstitutun Elmi Direktorlar Şurasına təqdim etdi. Avery-nin 13 may 1943-də qardaşı Roy-a yazdığı 14 səhifəlik məktub məlumdur; məktubda həm işin həyəcanını, həm də bulguların qəbul olunmayacağı qorxusunu birlikdə ifadə etdiyi bildirilir. Maddənin virus və ya gen kimi davrana biləcəyini düşündüyünü yazdığı deyilir (konseptual xülasə). Avery şübhəçiliyi əvvəldən nəzərə almışdı; illər əvvəl həmkarı Alphonse Dochez ilə apardığı bir tədqiqat mübahisə doğurmuşdu. Buna görə bulguları aylarla Xəstəxananın daxilində yoxlamaya təqdim etdi və məqalədə fəaliyyətin DNT-yə qoşulan çox az miqdarda başqa bir maddədən qaynaqlana biləcəyini də açıq yazdı (konseptual xülasə). 1944-də Journal of Experimental Medicine-də dərc olunan məqalə (cild 79, say 2, səhifə 137-158) maddənin DNT olduğunu müdafiə edirdi, amma şərhini ehtiyatla qururdu.
Niyə dərhal qəbul olunmadı?
İlk reaksiya qarışıq idi. Bəzi müasirlər çevrilmənin genetik materialı bakteriyalar arasında daşıdığını və bu materialın böyük ehtimalla DNT olduğunu dərhal gördü; çoxu isə DNT-nin irsiyyəti daşımaq üçün həddindən artıq sadə olduğunu düşünərək inanmadı. Avery-nin İnstitutdakı həmkarı Alfred Mirsky aktiv olanın DNT-yə bağlı zülal olduğunu, təmizləmə zamanı bir qədər zülalın qalıb DNT-ni çirkləndirə biləcəyini müdafiə etdi. Bu etiraz mənasız deyildi: Cold Spring Harbor-dan H. Bentley Glass 1946-da təmizlənmənin heç zülal qalmadığına hamını inandıracaq qədər tam olmadığını təsvir edir (konseptual xülasə). Həmin il Avery və McCarty-nin iki yeni məqaləsi DNT-ni parçalayan fermentin (DNaza) fəaliyyəti məhv etdiyini göstərdi; McCarty sonralar bu məlumatların şübhəçilərə az yer buraxdığını yazdı (konseptual xülasə).
Sonrası zəncir kimi gəldi. Erwin Chargaff 1944-cü il məqaləsini oxuyandan sonra laboratoriyasını lipoproteinlərdən nuklein turşularına yönəltdi və 1950-yə qədər DNT-dəki əsas nisbətlərinin növdən növə dəyişdiyini göstərdi: DNT düşünüldüyündən daha mürəkkəb idi. 1952-də Hershey və Chase-in bakteriofaq təcrübəsi virusdan bakteriyaya yalnız DNT-nin girdiyini göstərdi və çoxları bunu yekun təsdiq saydı; Watson və Crick-in 1953-cü il quruluş məqaləsi onu izlədi (planın sonrakı günündə). 1944-cü il şəraitində nəşrlərin dövriyyəsi məhdud idi və jurnalın oxucu dairəsi dar idi; yenə də məqalənin 1954-ə qədər üç yüzdən çox istinad aldığı bildirilir.
GENETİK MATERİAL NƏDİR?
Hüceyrənin və ya canlının irsi xüsusiyyətlərini bir nəsildən digərinə daşıyan molekula genetik material deyilir. 1944-cü il təcrübəsi bakteriyalarda bunun DNT olduğunu göstərdi: təmizlənmiş DNT bir pnevmokok tipinin xüsusiyyətini başqa tipə keçirə bildi.
Bu bulgu bir bakteriya növü ilə laboratoriyada aparılmış təcrübədir. İnsan hüceyrələrinə dərhal ümumiləşdirilə bilməz; ümumiləşdirməni sonrakı onilliklərin sübutları təmin etdi.
Xərçəng tarixi ilə bağ: nə var, nə yoxdur
Mənbələri nəzərdən keçirəndə 1944-cü il məqaləsinin xərçənglə bağlı olduğunu göstərən heç nə tapmadım: Avery pnevmokokla işləyirdi və istifadə etdiyim icmal mənbələrində xərçəng müzakirəsi yoxdur. Məqalənin özünü oxumadım; buna görə bağın məqalənin daxilində deyil, ətrafında olduğunu deyirəm.
Bağ budur və bu mənim şərhimdir: 98-ci gündə Boveri-nin xərçəngin xromosom tarazsızlığından yarana biləcəyi fərziyyəsini, 99-cu gündə Yamagiwa-nın qətranla yaratdığı şişi, 97-ci gündə Rous-un virusla ötürülən sarkomasını gördük. Bu üç hekayə eyni sualı açıq buraxırdı: hüceyrəni xərçəngli saxlayan, bölündükcə sonrakı hüceyrələrə ötürülən nədir? İrsi dəyişiklik barədə konkret şəkildə yalnız irsiyyət molekulu bilinəndə soruşmaq olur. 1944-cü il təcrübəsi bakteriyalarda bu molekulun DNT olduğunu göstərdi; xərçəngə çevrilən sual DNT-dəki dəyişikliyin insan hüceyrələrində xərçəngi başlada bilib bilməyəcəyi idi və cavab çox sonra gəldi. Yəni 1944 xərçəng üçün cavab deyil, bir sualın yer dəyişdirdiyi andır.
Bu bağın həddini də açıq deməliyəm: DNT-nin irsiyyət molekulu olması xərçəngin DNT-dəki dəyişiklikdən doğduğunu sübut etmir. Bu sübut çox sonra, onkogenlərlə və şiş basdırıcı genlərlə gəldi və seriyanın sonrakı günlərində ayrıca danışılacaq. 1944-ün etdiyi bu sualı verilə bilən etmək idi.
Daha ağır bir bağ da var və bu şərh deyil, qeyddir: Avery 1954-cü ilin yay sonunda aparılan əməliyyatda aşkarlanan geniş qaraciyər xərçəngi səbəbilə 20 fevral 1955-də Nashville-də həyatını itirdi; 77 yaşında idi.
BAHASI: MÜKAFATSIZ QALAN ÖNCÜL VƏ EHTİYATIN DİLEMMASI
Avery-yə Nobel mükafatı verilmədi. Bir ikinci dərəcəli mənbə (Gregory Petsko) Avery-nin komandasının 1944-dən sonra dəfələrlə namizəd göstərildiyini və Mirsky-nin bu tanınmaya qarşı illərlə çalışdığını yazır; amma namizədlik illərini və komitənin əsaslandırmasını bu mənbədən təsdiqləyə bilmədim. Buna görə "niyə verilmədi" sualına qəti cavab verə bilmirəm. Seriya boyu izlədiyimiz "yanlış Nobel" motivi (99-cu gün Yamagiwa, 102-ci gün Fibiger) burada başqa şəkildə qayıdır: bu dəfə heç vaxt mükafatlandırılmayan öncül.
İkinci dilemma Avery-nin öz ehtiyatıdır. Məqalə nəticəni şişirtməyən dillə təqdim etdi; bu elmi dürüstlük idi, amma oxuculara "başqa maddə də ola bilər" deyən bir qapı da buraxdı. Bu ehtiyatın qəbulu gecikdirib-gecikdirmədiyini deyə bilmirəm: həmin ikinci dərəcəli mənbə Avery-nin işinin sağlığında qiymətləndirilmədiyi iddiasını "cəfəngiyyat" adlandırır və 1952-yə qədər genlərin DNT-dən ibarət olduğunun ümumi qəbul edildiyini yazır.
Qalan
- DNT-nin irsiyyət molekulu olması, sonrakı onilliklərin müstəqil sübutları ilə
- Nəticəni bir neçə müstəqil üsulla (fermentlər, kimyəvi testlər) yoxlama modeli
- Bir bakteriyadan doğan və xərçəngə də toxunan sual: irsi dəyişiklik nədir?
Düşən və ya aşılan
- "İrsiyyəti yalnız zülal daşıya bilər" fərziyyəsi
- Bir təcrübənin hər şübhəni bağlayacağı gözləntisi: 1944-dən 1952-yə uzanan yoxlama zənciri lazım oldu
- Təmizlənmiş maddənin hələ də zülalla çirkli ola biləcəyi etirazı (1946-dan sonra getdikcə zəifləyən)
Çevirici prinsipdən DNT-yə. Ox 1928-dən 1952-yə uzanır; işarələr onilliklərdir. Narıncı qutular sələf və sonradan gələn təsdiqlər, yaşıl qutular Avery-nin komandasıdır. Miqyas təxminidir.
Bu təcrübənin Türkiyəyə yolu
Avery-nin təcrübəsinin Türkiyədə ilk dəfə nə vaxt və kimlər tərəfindən tanındığına dair təsdiqlənmiş mənbəyə çata bilmədim; buna görə tarix və ya şəxs vermirəm. Ümumi nəticə budur: bu gün xəstənin şişindəki DNT dəyişikliklərini araşdıran heç bir laboratoriya irsiyyət molekulunun DNT olduğunu bilmədən qurula bilməzdi. Seriyanın Türkiyəyə ayrılan hissəsində ölkədə molekulyar diaqnostikanın tarixi mənbələrlə yoxlanacaq.
1928-DƏN 1953-Ə
NƏ TƏSDİQLƏNDİ, NƏ ZİDDİYYƏTLİDİR
- Məqalənin tarixi: Bir tarixi icmal (2024) məqaləni 1 fevral 1944, J Exp Med cild 79 say 2, səhifə 137-158 kimi verir. Başqa mənbə (NLM) əlyazmanın 1943-cü ilin dekabrında göndərildiyini və "1944-cü ilin yazında" dərc olunduğunu deyir. İkisi jurnal sayının tarixi ilə göndərmə tarixini qarışdırmış ola bilər; məqaləni özüm oxumadığım üçün ziddiyyəti həll edə bilmədim.
- Məktub: 13 may 1943 tarixi və 14 səhifə məlumatı tək ikinci dərəcəli mənbədəndir (elm jurnalı yazısı; tamı üzvlük tələb edir). NLM səhifəsi yalnız "may 1943" deyir. Məktubun tam mətninə çatmadım, məzmununu konseptual xülasə etdim.
- Avery-nin yaşı: NLM-in tərcümeyi-halı 21 oktyabr 1877 doğum və 20 fevral 1955-də Nashville-də həyatını itirmə tarixini verir; bu 77 yaşa uyğundur. Harvard-ın bir səhifəsi 76 yazır. Tarixləri əsas götürdüm.
- Həyatın itirilməsinin səbəbi: "Geniş qaraciyər xərçəngi", 1954-cü ilin yay sonunda Deer Isle-dəki istirahət zamanı edilən əməliyyatdan sonra aşkarlandı (NLM tərcümeyi-halı). Tək mənbə.
- Nobel: Nobel namizədlik arxivində Avery üçün tapdığım yeganə qeyd 1938-ə aiddir: G. van der Schueren (Louvain) tərəfindən, "bakterial immunitetdə karbohidratların rolu" əsaslandırması ilə. DNT bulgusu üçün namizədlik illərini və komitənin əsaslandırmasını təsdiqləyə bilmədim. "Mirsky-nin əngəllədiyi" iddiası tək ikinci dərəcəli mənbəyə (Petsko) əsaslanır; onu şərh kimi ötürdüm, fakt kimi yox.
- Lasker 1947: NLM Avery-nin 1947 Lasker mükafatını aldığını yazır; Harvard-ın bir səhifəsi əsaslandırmanın bakteriyaların antigen quruluşu üzrə tədqiqatları təqdir etdiyini, DNT bulgusunu yox, qeyd edir. Bu təfərrüatı ikinci əldən aldım.
- MacLeod-un rolu: NLM Avery və McCarty-nin MacLeod-un hazırlama üsullarını təkmilləşdirdiyini və MacLeod-un 1940-da Nyu-York Universitetinə keçdiyini yazır; MacLeod-un məqalənin müəllifi kimi tam töhfəsini bu yazıda təfərrüatlandırmadım.
- 1946-cı il məqalələri və 1954-ə qədər istinadlar: NLM-in "Kəşfdən sonra" səhifəsindən; orijinal məqalələri oxumadım. "300-dən çox istinad" Lederberg-in fikri kimi bildirilir.
- Griffith və məktub sitatı: Griffith-in 1928-ci il məqaləsini özüm oxumadım; təfərrüat 2024-cü il icmalından. 13 may məktubundakı sitat edilən sətir (virus və ya gen) ikinci dərəcəli parçadır; sözbəsöz vermədim.
- Əhatə xaricində: Hotchkiss-in sonrakı işləri, çevrilmənin molekulyar mexanizmi və Avery-nin əvvəlki polisaxarid işləri sonra və ya heç işıqlandırılmayacaq; burada təsdiqlənmədi.
Hirosimanın uzun kölgəsi (1945)
Bu gün irsiyyət molekulunu bakterioloji laboratoriyada gördük. Sabah 1945-ci ilin avqustuna gedirik: Hirosima və şüalanmanın illər keçəndən sonra insan bədənində xərçəng kimi görünən hala gəlməsi. Tarixləri və rəqəmləri yazmazdan əvvəl mənbələrdən yoxlayacağam.
Müəllifin qeydi: Bu yazını yazarkən ən çox çəkindiyim şey 1944-cü il təcrübəsini xərçənglə zorla bağlamaq idi. Mənbələrdə belə bağ yoxdur; bağ xərçəng sualının hansı molekulla verilə bilməsindədir. Avery-nin məqaləsini və məktubunu orijinalda oxumadım; təsvir 2024-cü il tarixi icmalına, NLM-in Avery arxivi səhifələrinə və ikinci dərəcəli yazılara əsaslanır.
Mənbələr və əlavə oxu
- Avery OT, MacLeod CM, McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. J Exp Med 1944;79(2):137-158. doi:10.1084/jem.79.2.137. (İstinad 2024-cü il icmalındandır; məqalənin özü oxunmadı.)
- Greenspan NS. Historical Highlight: The Chemical Characterization of the Pneumococcal Transforming Principle. 2024 (PMC10906958).
- U.S. National Library of Medicine, Profiles in Science. The Oswald Avery Papers: "DNA as the 'Stuff of Genes'", "After the Discovery" və "Biographical Overview" səhifələri (onlayn).
- Petsko G. Nobel və Avery haqqında yazı; Harvard-ın "The River Divides into Thousands of Branches" səhifəsi (onlayn, ikinci dərəcəli).
- The Scientist. "The Transforming Principle" (yalnız giriş hissəsi oxuna bildi).
- Nobel Prize Nomination Archive. Oswald T. Avery, Physiology or Medicine, 1938-ci il namizədliyi (nobelprize.org).
- Mukherjee S. Bütün xəstəliklərin imperatoru / The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. New York: Scribner, 2010. (Bu yazı üçün ayrıca təsdiqlənmədi.)
Bu yazı "365 Gündə Xərçəng Tarixi" seriyasının 118-ci günüdür və DNT-nin irsiyyət molekulu olduğunun göstərilməsinin tarixini danışır. Tarixi-populyar təqdimatdır; diaqnoz və ya müalicə tövsiyəsi deyil. Öz sağlamlığınız üçün həkiminizə müraciət edin. Mənbələr təsdiqlənib; yalnız ikinci dərəcəli mənbəyə söykənən təfərrüatlar fact-check qeydlərində göstərilib.
Bu məqalə sizə faydalı oldu?
Rəyiniz məzmunumuzu yaxşılaşdırmağa kömək edir.
