Сальвадор Лурия: беженец, доказавший роль случая

В 1938 году итальянский врач выиграл стипендию для работы в Америке вместе с немецким физиком, который переключился на биологию. Расовые законы Муссолини запретили евреям получать академические стипендии до того, как он смог ею воспользоваться. Спустя два года, две страны и пересечение Атлантики, он прибыл в Нью-Йорк, не имея ничего, но все же нашел того физика, и вместе они разрешили один из старейших споров в биологии.

Турин, Леви и выдающийся класс

Сальвадор Лурия (Salvatore Luria) родился 13 августа 1912 года в Турине в влиятельной семье итальянских евреев-сефардов; его родителями были Давиде (Davide) и Эстер Сачердоте Лурия (Ester Sacerdote Luria). Он изучал медицину в Туринском университете под руководством гистолога Джузеппе Леви (Giuseppe Levi) в составе группы, которую можно назвать одной из самых выдающихся в истории науки: двое его сокурсников, Рита Леви-Монтальчини (Rita Levi-Montalcini) и Ренато Дульбекко (Renato Dulbecco), также стали лауреатами Нобелевской премии. Он получил степень доктора медицины с отличием в 1935 году и служил военным врачом в итальянской армии с 1936 по 1937 год.

Решающая встреча произошла не в лаборатории, а на занятиях по радиологии в Римском университете, где он познакомился с теориями Макса Дельбрюка (Max Delbrück), рассматривавшими ген как молекулу. Лурия сразу увидел практические последствия и начал работать над проверкой генетической теории с помощью бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии; они были достаточно малы и быстры, чтобы за ночь подсчитать миллионы из них в чашке Петри. Это был правильный инструмент для правильного вопроса, и он осознал это раньше почти всех остальных.

Бегство

Его стипендия 1938 года для работы с Дельбрюком была аннулирована из-за фашистского запрета на академические исследования для евреев, и он вместо этого уехал в Париж. В 1940 году, когда немецкие войска вторглись во Францию, он бежал в Марсель, а затем полностью покинул Европу, прибыв в Нью-Йорк 12 сентября 1940 года. Энрико Ферми (Enrico Fermi), которого он знал по Риму, помог ему получить стипендию Фонда Рокфеллера в Колумбийском университете. Вскоре после этого он познакомился с Дельбрюком и Альфредом Херши (Alfred Hershey), и с 1940 по 1943 год они сотрудничали в лаборатории Колд-Спринг-Харбор и в лаборатории Дельбрюка в Вандербильте. В январе 1947 года он стал гражданином США.

Флуктуационный тест

Вопрос заключался в том, адаптируются бактерии или мутируют. Когда бактериальная культура подвергается воздействию вируса и выживают лишь немногие устойчивые особи, приобретают ли они устойчивость в ответ на атаку — ламаркистский процесс, направляемый окружающей средой — или же некоторые из них были устойчивы по чистой случайности еще до появления вируса?

В 1943 году Лурия и Дельбрюк ответили на это с помощью статистики, а не микроскопии. Их эксперимент показал, что устойчивые мутанты появляются случайно и спонтанно, независимо от присутствия вируса, и что наследственность у бактерий поэтому следует принципам Дарвина. Этот результат является фундаментом бактериальной генетики, и это не музейный экспонат: именно поэтому устойчивость к антибиотикам ведет себя так, как она себя ведет. Устойчивые организмы не создаются лекарством; они уже присутствуют в популяции в крошечных количествах, а лекарство просто расчищает для них место. Каждая политика контроля в каждой больнице мира опирается на это различие.

В 1947 году Лурия и Раймон Латарже (Raymond Latarjet) опубликовали количественный анализ, показывающий, что устойчивость бактериофага к ультрафиолетовому облучению возрастает в начале инфекции, а затем падает — так называемый эффект Лурии–Латарже, который позже был понят как вовлекающий множественные пути репарации ДНК, кодируемые самим фагом.

Открытие, которое создало индустрию

В начале 1950-х годов, работая с Джузеппе Бертани (Giuseppe Bertani), Лурия обнаружил, что бактерии могут ограничивать и модифицировать вирусную ДНК — что фаг, выращенный на одном штамме бактерий, часто не мог развиваться на другом, как будто хозяин распознавал чужеродный генетический материал и уничтожал его. Механизмом оказались рестриктазы: бактериальные белки, которые разрезают ДНК в специфических последовательностях, в то время как собственная ДНК клетки защищена метилированием.

Последствия этого трудно переоценить. Рестриктазы — это молекулярные ножницы, которые режут ДНК в предсказуемых местах, и именно этот инструмент сделал рекомбинантную ДНК, клонирование генов и всю генную инженерию физически возможными. Лурия не собирался изобретать биотехнологию. Он исследовал загадочную неспособность фага к размножению, и ответом оказалась пара ножниц.

Кафедры и студенты

С 1943 по 1950 год он работал в Индианском университете, где его первым аспирантом был Джеймс Д. Уотсон (James D. Watson). В 1950 году он перешел в Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне, в 1959 году стал заведующим кафедрой микробиологии в МТИ (MIT), а в 1972 году возглавил Центр исследований рака МТИ. Среди его сотрудников были Дэвид Балтимор (David Baltimore), Сусуму Тонегава (Susumu Tonegawa), Филипп Шарп (Phillip Sharp) и Х. Роберт Хорвиц (H. Robert Horvitz) — еще четыре нобелевских лауреата. Он также писал для широкого круга читателей: «Жизнь: незаконченный эксперимент» получила Национальную книжную премию по науке в 1974 году, в том же году вышли «36 лекций по биологии», а в 1984 году он опубликовал автобиографию «Игровой автомат, разбитая пробирка».

Он никогда не был политически пассивен. В 1957 году он вместе с Лайнусом Полингом (Linus Pauling) протестовал против испытаний ядерного оружия, выступал против войны во Вьетнаме и поддерживал организованные рабочие движения. В 1969 году из-за этого он был ненадолго внесен в черный список финансирования Национальными институтами здравоохранения (NIH) — в тот же год, когда он получил Нобелевскую премию. В 1970-х годах, когда его открытие сделало возможной генную инженерию и в научном сообществе шли споры между запретом и свободой действий, он выступал за «золотую середину»: умеренный надзор и регулирование. Ноам Хомский (Noam Chomsky) считал его своим другом и описывал его попытки повлиять на публичные позиции Эли Визеля (Elie Wiesel) по поводу Израиля.

Почему Сальвадора называют гением

Проявленный дар — это экспериментальный дизайн, способность создать ситуацию, в которой природа вынуждена ответить на вопрос «да или нет», от которого она уклонялась. Спор о мутациях был неразрешим, потому что никто не мог наблюдать бактерию до и после; Лурия и Дельбрюк полностью обошли прямое наблюдение, позволив статистическому распределению выживших свидетельствовать вместо этого. Это математический ход, выполненный врачом, и он сделал то, что удалось лишь немногим экспериментам в биологии XX века: он положил конец спору. Его второй великий результат пришел из противоположного инстинкта — отказа списать аномалию. Фаг, который рос на одном хозяине и не рос на другом, для большинства людей был просто помехой. Лурия отнесся к этому как к информации, и ответом стала рестрикция и модификация.

Стоит упомянуть и обратную сторону. Он разделил ключевой эксперимент с Дельбрюком, а Нобелевскую премию — с Дельбрюком и Херши; работа по рестрикции была проделана с Бертани, а позже другие исследователи выделили ферменты и превратили их в инструменты. Он не создал великой теории, и его долгосрочное влияние может заключаться не столько в его собственной лабораторной работе, сколько в людях, которых он обучил — Уотсон был первым среди них, и в выдающемся департаменте МТИ, который он собрал. Неоспоримо то, что беженец без собственной лаборатории задал два вопроса настолько удачно, что и молекулярная биология, и биотехнология частично начинаются с его ответов.

Наследие

Он женился на Зелле Лурии (Zella Luria) в 1945 году, у них был один ребенок. Он был избран членом Американской академии искусств и наук в 1959 году, Национальной академии наук в 1960 году и Американского философского общества в 1964 году, а также занимал пост президента Американского общества микробиологии с 1968 по 1969 год. В 1969 году он получил премию Луизы Гросс Хорвиц, а затем Нобелевскую премию по физиологии и медицине совместно с Дельбрюком и Херши «за открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов». Он получил Национальную научную медаль в 1991 году, в том же году, 6 февраля, он скончался от сердечного приступа в Лексингтоне, штат Массачусетс, в возрасте 78 лет.