Tərs transkriptaza necə kəşf edildi? 1970-də Temin və Baltimor, provirus fərziyyəsi və 1975 Nobel mükafatı | Gün 149
Bu məqalədə
Geriyə yazan virus: Temin, Baltimor və tərs transkriptaza, 1970
Dünən ailədən gənə getdik (gün 148): məlumat şəcərədən DNT-yə doğru getdi. Bu gün isə əks istiqamətə gedir. Hüceyrənin içində yaşayan virus öz RNT-sindən DNT yaza bilərmi? On illər boyu bu, bir iclas salonundan digərinə daşınan və çox vaxt təbəssümlə qarşılanan bir fikir idi. 1970-ci ilin yayında iki laboratoriya, bir neçə həftə fərqlə, eyni səhifələrə sığan bir cavab gətirdi.
Toyuq sarkomasından fərziyyəyə
Bu hekayənin ilk həlqəsini 97-ci gündə görmüşdük: Peyton Rousun 1911-də toyuqlarda tapdığı və hətta süzgəcdən keçərək belə yoluxan sarkoma. Bu virus, Rous sarkoma virusu (RSV), yarım əsr sonra Howard Teminin doktorantura mövzusu oldu. Milli Elmlər Akademiyasının xatirə yazısına görə, 1957-də Temin Kaltekdə Renato Dulbekkonun aspirantı idi və Dulbekkonun laboratoriyasında postdok olan Harry Rubinlə 1958-59-da gördüyü iş onu belə bir fərziyyəyə apardı: RSV virus istehsal etməzdən əvvəl genomunu ev sahibi hüceyrəyə yerləşdirməli idi. Bu «provirus» fərziyyəsi Teminin tədqiqatlarına təxminən on bir il yön verdi.
Fikir asan qəbul olunmadı. Xatirə yazısına görə, virusoloqları əvvəlcə Teminin genetik və biokimyəvi dəlilləri inandırmadı. Teminin öz «Citation Classic» şərhində RNT şiş viruslarının DNT ara mərhələsi ilə çoxaldığı təklifi (1963-64) mərkəzi dogma ilə ziddiyyətli kimi təsvir olunur və ancaq 1970-ci il məqalələrindən sonra ümumi qəbul qazandığı deyilir. Lasker Fondunun təqdimatına görə, konfranslarda ona açıq şəkildə gülünürdü. Bu sonuncu məlumat tək mənbədəndir; mən yalnız onun əhval-ruhiyyəsini ötürürəm.
Hyustonda çıxış, Nature-də iki məqalə
Lasker Fondunun təqdimatı səhnəni Hyustonda Onuncu Beynəlxalq Xərçəng Konqresinə qoyur: keçmiş iş yoldaşı Harry Rubin provirus fərziyyəsinə qarşı çıxış etmişdi; sonra Temin RSV hissəciklərinin RNT-dən DNT düzəldən bir ferment daşıdığını bildirdi. Nature-in 27 iyun 1970 tarixli sayındakı bir konfrans hesabatı da Teminin Hyustonda RNT-nin DNT sintezi üçün kalıp ola biləcəyini irəli sürdüyünü yazır.
Teminin postdoku Satoshi Mizutani bu işdə onun tərəfdaşı idi. Lasker təqdimatına görə, deterjentlə işlənmiş virus hissəciklərinə hazır tikinti blokları əlavə olunanda DNT əmələ gəldi, RNT-ni dağıdan ferment isə bunu əngəllədi; deməli, kalıp RNT idi. MIT-də David Baltimor, Lasker təqdimatının ifadəsi ilə bir neçə həftə sonra, başqa bir RNT virusunda eyni fəaliyyəti tapdı. Bəzi mənbələr bu virusu siçan leykemiya virusu kimi göstərir; Baltimorun məqaləsinin mətnini oxuya bilmədim, onun xülasəsində isə yalnız «RNT şiş virusları» yazılıb.
İki məqalə eyni sayda çıxdı. Baltimorun «Viral RNA-dependent DNA polymerase» adlı məqaləsi Nature-in 27 iyun 1970 tarixli 226-cı cildində dərc olundu (s. 1209-1211); jurnalın səhifəsinə görə, o, 2 iyun 1970-də daxil olmuşdu. Temin və Mizutaninin «RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus» adlı məqaləsi dərhal ardınca gəldi (s. 1211-1213); xatirə yazısına görə, o, jurnala 15 iyun 1970-də təqdim edildi. Baltimorun xülasəsi belə «iki müstəqil qrupun» bu fermentə dair dəlil tapdığını deyir.
Tərs transkriptaza, retrovirus, provirus
Tərs transkriptaza RNT kalıbından DNT sintez edən fermentdir. Belə ferment daşıyan RNT virusları sonradan retroviruslar (Retroviridae) adlanan ailəni təşkil etdi. Hüceyrəyə daxil olan retrovirus fermentin köməyi ilə RNT genomunun DNT surətini çıxarır; bu surət ev sahibinin genomuna yerləşəndə «provirus» olur. Temin 1959-64-də məhz bunu təklif etmişdi; 1970-in gətirdiyi isə təklifin işləyən bir fermentlə sübut edilə bilən hala gəlməsi idi.
Dogma məsələsi də var. «Mərkəzi dogma» tez-tez sərt oxunur: məlumat yalnız DNT-dən RNT-yə, oradan zülala axır. Krikin 1958-ci il ifadəsi isə yalnız məlumat zülala keçəndən sonra geri çıxa bilməyəcəyini deyirdi; RNT-dən DNT-yə ötürülmə barədə o, «nəzakətlə susmağı» seçmişdi. 8 avqust 1970-də Nature-də dərc etdiyi yazıda (cild 227, s. 561-563) Krik bu ötürülməni «xüsusi ötürülmələr» sırasına qoydu: əksər hüceyrələrdə baş verməyən, lakin xüsusi hallarda baş verə bilən yol. Yəni tərs transkriptaza dogmanı yıxmadı; onun populyar, sərtləşdirilmiş oxunuşunu düzəltdi. Bu, «elm özünü düzəldir» motivinin səssiz bir nümunəsidir: düzəldilən təcrübə yox, şərh idi.
Bir ferment, bir ailə, bir mükafat
Teminin öz təqdimatına görə, məqalələr «retrovirus» terminin, virus tədqiqatları üçün nəzəri çərçivənin və molekulyar biologiyada standart reaktivin yaranmasına gətirib çıxardı. Temin 1974-də Albert Lasker Əsas Tibbi Tədqiqat Mükafatını aldı. 1975-ci il Fiziologiya və ya Tibb üzrə Nobel mükafatı, «şiş virusları ilə hüceyrənin genetik materialı arasındakı qarşılıqlı təsirə dair kəşflərinə görə», David Baltimor, Renato Dulbekko və Howard Martin Temin arasında bərabər bölüşdürüldü. Dulbekko Teminin Kaltekdəki müəllimi idi; Baltimor isə 1965-68-də Salk İnstitutunda onunla əlaqəli işləmişdi.
Tərs transkriptaza sonradan gündəlik həyata iki yolla girdi. 1980-ci illərin əvvəlində HTLV-I və HTLV-II kəşf olundu və leykemiya ilə əlaqələndirildi; 1983-də HİV təcrid edildi. Britannica xülasəsinə görə, tərs transkriptaza inhibitorları ilk HİV müalicələri oldu: AZT kimi nukleozid inhibitorları uzanan DNT zəncirini sonlandırır, efavirenz kimi qeyri-nukleozidlər fermentə bağlanıb onun formasını dəyişir. Laboratoriyada ferment RNT-dən tamamlayıcı DNT (cDNT) düzəltmək üçün işlədilir; bu cDNT PCR ilə çoxaldıla bilir və RT-PCR matrisa RNT-ni kəmiyyətcə ölçmək üçün istifadə olunur.
Bədəl və sərhədlər
İlk sərhəd 1970-ci il tapıntısının nəyi göstərmədiyidir. İki məqalə bir quş virusunu və (mənbədən asılı olaraq) bir siçan virusunu əhatə edirdi; insan xərçəngində retrovirusun rolunu sübut etmirdi. 97-ci gündə olduğu kimi, tarazlıq lazımdır: insan xərçənglərinin əksəriyyəti retroviruslardan yaranmır. İnsan retrovirusları yalnız 1980-ci illərdə tanındı; bəziləri xərçəngə (HTLV-lər), biri immun çatışmazlığına (HİV) bağlandı.
İkinci sərhəd ədalətlə bağlıdır. Mizutani tərs transkriptazanın Teminlə birlikdə bildirildiyi məqalənin ikinci müəllifi idi və mükafatlandırılanlar arasında olmadı. Nobel mükafatı ən çoxu üç nəfər arasında bölüşdürülə bildiyi üçün üç ad irəli çıxarılan seçim edildi; Mizutaninin niyə kənarda qaldığına dair izah oxumamışam. Bu, seriyanın «Nobel ədalətsizliyi» motivinin (Yamagiva, Fibiger) başqa bir növüdür: burada məsələ mükafatın verilməməsi deyil, kimin adının xatırlanmasıdır.
Üçüncüsü Teminin öz həyatındakı ironiyadır. Linda Hall Kitabxanasına görə, Temin ömrü boyu siqaret çəkməyən və siqarete qarşı çıxan biri idi; Nobel çıxışında siqareti «qarşısı alına bilən xərçəngin ən böyük tək səbəbi» adlandırdı. Milli Elmlər Akademiyasının xatirə yazısına görə, o, Nobel mərasimində siqarete qarşı danışdı. O, 9 fevral 1994-də 59 yaşında həyatını itirdi; Linda Hall Kitabxanası səbəbi ağciyər xərçəngi kimi göstərir, xatirə yazısı isə yalnız «xərçəng» deyir. Bu, 125-ci gündə (Doll, Hill) və 139-cu gündə (1964-cü il Surgeon General hesabatı) izlədiyimiz siqaret hekayəsinin acı bir əks-sədasıdır; mənbələrin yan-yana qoyulmasından başqa heç nə.
Qalan
- Məlumatın RNT-dən DNT-yə axa biləcəyi
- Retrovirus ailəsi və provirus anlayışı
- Fermentin cDNT və RT-PCR üçün əsas laboratoriya aləti olması
- HİV müalicəsində fermentin hədəf alınması
Düşən və ya zəifləyən
- Mərkəzi dogmanın «RNT-dən DNT-yə yol yoxdur» kimi sərt oxunuşu
- Provirus fərziyyəsinə ümumi şübhə
- «Məlumat yalnız bir istiqamətdə axır» qısayolu
Provirus fikrindən 1970-ci ilin yayına və ondan sonrasına: 1959-1994. Ox 1955-dən 1995-ə uzanır. Yaşıl işarələr bir neçə mənbənin üst-üstə düşdüyü tarixlərdir; kəhrəba işarələr mənbələr arasında ziddiyyətli tarixləri (provirus fərziyyəsinin tarixi: 1959 yoxsa 1963-64); mavi işarələr tək mənbəyə söykənən tarixləri göstərir. Yalnız ili bilinən tarixlər ilin ortasında çəkilib. 1970-ci il yayındakı dörd işarə bir neçə həftə fərqlə bir-birinə çox yaxındır; ona görə sətirlər ayrı saxlanıb.
Leykemiya izləməsində tərs transkripsiya
Tərs transkripsiyanın bugünkü bir addımını Türkiyədən də göstərmək olar. Sercan və həmkarları, Dokuz Eylül Universiteti Tibb Fakültəsinin Tibbi Biologiya və Genetika Kafedrasından, 2012-ci ilin dekabrında dərc olunan tədqiqatda (Turkish Journal of Hematology; DOI 10.5152/tjh.2011.76) xroniki miyeloid leykemiyada BCR-ABL transkriptlərini izləmək üçün aşağı xərcli, qurum daxili metod təsvir etdilər. Xülasəyə görə, Türkiyədə etibarlı RQ-PCR BCR-ABL nəticəsi verə bilən mərkəz az idi; metod 10-un 5-ci qüvvəsi qədər hüceyrə arasında bir BCR-ABL müsbət hüceyrəni aşkar edə bildi. Mətnə görə, ümumi RNT-dən təsadüfi primerlərlə cDNT sintez edildi və kəmiyyət PCR-ı bu cDNT üzərində aparıldı; yəni bu addım tərs transkripsiyadır. Məqalə fermentin adını açıq çəkmir. BCR-ABL 137-ci gündə Filadelfiya xromosomunda gördüyümüz birləşmənin məhsuludur; bu tədqiqat Türkiyədə həmin birləşmənin izlənməsini qurum daxili metodla ucuzlaşdırmaq cəhdidir. Bu, tək bir tədqiqatdır; Türkiyədəki ümumi praktikanı təmsil etmir.
1911-dən bu günə
Nə yoxlanıldı, nə qeyri-müəyyən qalır
- Provirus fərziyyəsinin tarixi: Milli Elmlər Akademiyasının xatirə yazısı Rubinlə 1958-59-dakı işin Temini RSV-nin genomunu ev sahibinə yerləşdirdiyi fərziyyəsinə apardığını yazır; başqa bir bioqrafik xülasə 1959 deyir (Nobel saytındakı Temin bioqrafiyasının ünvanından oxunan səhifə). Teminin öz Citation Classic şərhi 1963-64, Linda Hall Kitabxanasının yazısı 1964 verir. Bu ziddiyyətdir; yəqin ki, «ilk fikir» ilə «DNT provirus» təklifi arasındakı fərqdir, lakin mənbələr bunu açıq demir. Şəkildə kəhrəba ilə işarələnib.
- Nature tarixləri: Nəşr tarixi 27 iyun 1970, cild 226: Baltimorun məqaləsinin səhifəsi, xatirə yazısı, Lasker təqdimatı və eyni saydakı konfrans hesabatı üst-üstə düşür. «Daxil olma» tarixləri tək mənbədəndir: Baltimor üçün 2 iyun (jurnalın səhifəsi), Temin və Mizutani üçün 15 iyun (xatirə yazısı). Temin və Mizutaninin məqaləsi üçün jurnalın öz səhifəsinə çata bilmədim.
- Kim birinci? Britannica iki bildirişin müstəqil olduğunu, ardıcıllığı göstərmədən yazır. Lasker təqdimatına görə, Baltimorun nəticəsi Teminin Hyustondakı bildirişindən «bir neçə həftə sonra» gəldi; jurnala daxil olma tarixləri isə Baltimorun xeyrinədir (2 iyun, 15 iyun). Bu, meyarın konqres çıxışı, yoxsa jurnala təqdimat olmasından asılıdır. Hyustonun dəqiq tarixini yoxlamadım.
- Baltimorun virusu: Bir tarixçə biblioqrafiyası və xatirə yazısı siçan viruslarından danışır; Nature xülasəsi yalnız «RNT şiş virusları» deyir; məqalənin mətnini oxumamışam.
- Mizutani: Postdok olması və təcrübənin təfərrüatları (deterjent, RNaza) Lasker təqdimatındandır. Nobeldən kənarda qalmasına dair izah oxumamışam; «ən çoxu üç nəfər» qaydası ümumi biliyidir.
- Spiegelman: Nature-in eyni sayındakı konfrans hesabatı Spiegelmanın şiş virusu preparatlarında polimeraza reaksiyalarının məhsulunun DNT olduğunu bildirdiyini yazır. Onun töhfəsinin təfərrüatına baxmadım; bu yazıda yer almır.
- Krik: 1958-ci il formulası və 1970-ci il yazısı (8 avqust 1970, Nature 227:561-563) məqalənin özündən oxunub; «tərs transkriptaza» sözü həmin yazıda keçmir.
- Nobel: Əsaslandırma və üç laureat Nobel saytından; «müəllim» və «əlaqəli işlədi» ifadələri Linda Hall Kitabxanası (Temin üçün) və Baltimorun Nobel bioqrafiyasından (Salk, 1965-68).
- Teminin həyatını itirməsi: 9 fevral 1994, 59 yaş (xatirə yazısı, Linda Hall). Ağciyər xərçəngi səbəbi Linda Halldandır; xatirə yazısı yalnız «xərçəng» deyir. Heç vaxt siqaret çəkməməsi tək mənbədəndir.
- Siqaret çıxışı: Linda Hall «Nobel çıxışı» deyir, xatirə yazısı «mərasim/ziyafət»; mətndə «Nobel mərasimi» ilə kifayətləndim.
- Türkiyə tədqiqatı: Müəllif siyahısı, qurum və DOI mənbədəndir; jurnalın adı və 2012-ci il dekabr tarixi DOAJ qeydindəndir. Cild və səhifələri yoxlamadım. Məqalə «tərs transkriptaza» sözlərini qeyd etmir.
- Dünənki qutu: 148-ci günün «Sabah» qutusunda söz verilən Nature məlumatları və tarixi, Teminin provirus fərziyyəsi və 1975-ci il Nobeli işlənib; Rous (gün 97) qayıtdı.
Bir qanun, bir ad: «War on Cancer», 1971
Bu gün bir fermentin istiqaməti dəyişdi. Sabah bir millətin dili dəyişir: Prezident Nikson tərəfindən 1971-də imzalanan Milli Xərçəng Qanunu hələ də «War on Cancer» kimi xatırlanır. Qanunun əhatəsini, imza tarixini və Mary Laskerin rolunu yoxlayacağam və bu tarixi adı dırnaq içində, tənqidi kontekstdə işləyəcəyəm.
Müəllifin qeydi: Bu yazıda ən çox iki şeyi ayrı saxlamağa çalışdım: kim birinci dərc etdi, kim birinci elan etdi. Mənbələr bu ikisini eyni tərəziyə qoymur, mən də qoymadım. Teminin hekayəsində xoşuma gələn, fərziyyənin fermentlə sübuta çevrilməsindən çox, həmin fərziyyənin ona gülünərkən belə necə daşına bildiyidir; lakin o gülüşün təfərrüatı tək mənbədən gəldiyi üçün yalnız əhval-ruhiyyəsini ötürdüm.
Mənbələr və əlavə oxu
- Temin HM, Mizutani S. RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus. Nature 1970;226(5252):1211-1213 (məlumatlar yoxlanıldı; mətn oxunmadı).
- Baltimore D. Viral RNA-dependent DNA polymerase: RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses. Nature 1970;226(5252):1209-1211. doi:10.1038/2261209a0 (yalnız xülasə oxundu).
- Temin HM. Citation Classic commentary on "RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus." Current Contents 1977;(47), 21 noyabr. garfield.library.upenn.edu (xülasə aləti ilə oxundu).
- National Academy of Sciences. Biographical Memoirs, cild 79 (2001): Howard M. Temin. nationalacademies.org (xülasə aləti ilə oxundu; müəllifin adı yoxlanmadı).
- Lasker Foundation. The backward enzyme. laskerfoundation.org (xülasə aləti ilə oxundu).
- Crick F. Central dogma of molecular biology. Nature 1970;227(5258):561-563 (xülasə aləti ilə oxundu).
- Our Virology Correspondent. Animal viruses: cells modified. Nature 1970;226:1201 (xülasə aləti ilə oxundu; konfrans hesabatı).
- Nobel Prize. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1975: summary; Howard M. Temin and David Baltimore, biographical. nobelprize.org (xülasə aləti ilə oxundu).
- Britannica. Reverse transcriptase: discovery and impacts. britannica.com (xülasə aləti ilə oxundu).
- Linda Hall Library. Scientist of the Day: Howard Temin. lindahall.org (xülasə aləti ilə oxundu).
- Sercan HÖ, Öztürk I, Çalışkan C, Pehlivan M, Sercan Z. An in-house method for molecular monitoring of BCR-ABL. Turk J Hematol 2012. doi:10.5152/tjh.2011.76 (xülasə aləti ilə oxundu; cild və səhifələr yoxlanmadı).
- Mukherjee S. The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. New York: Scribner; 2010 (ümumi kontekst; müvafiq hissə bu yazı üçün yenidən oxunmadı).
Bu yazı “365 Gündə Xərçəng Tarixi” seriyasının 149-cu günüdür və tərs transkriptazanın kəşfini tarixi oxuma kimi təqdim edir. Tarixi-populyar məzmundur, diaqnoz və ya müalicə tövsiyəsi deyil. Müalicə qərarları üçün həkiminizlə məsləhətləşin. Mənbələr yoxlanılıb; yalnız bir ikinci dərəcəli mənbəyə, yalnız bir xülasəyə və ya oxuna bilməyən mətnə söykənən təfərrüatlar fakt yoxlama qeydlərində işarələnib.
Bu məqalə sizə faydalı oldu?
Rəyiniz məzmunumuzu yaxşılaşdırmağa kömək edir.
