Мак-Клинток Барбара

американский генетик, Нобелевская премия по физиологии и медицине,

(1902-1992).

Эта женщина всю жизнь прожила одиноко, посвятив себя первой и единственной большой любви - генетике. Она и работала одна, что в XX веке - времени многочисленных исследовательских коллективов - стало большой редкостью. Радость своих успехов она разделила со всем миром.

Барбара Мак-Клинток родилась 16 июня 1902 г. в Хартфорде (штат Коннектикут) и была младшей из трёх дочерей врача Томаса Генри Мак-Клинтока и его жены Сары Хенди. В детстве Барбара со своими тётей и дядей с отцовской стороны, проводили много времени за городом, в сельских районах Массачусетса, ей нравилось бывать на природе. Когда девочке исполнилось 8 лет, семья переехала во Флатбуш, район Бруклина (Нью-Йорк), напоминавший в то время скорее деревню. Девочкой Барбара увлекалась фигурным катанием и другими видами спорта. Тогда же у неё сформировалась стойкая привычка к чтению и размышлениям в одиночестве.

В 1918 г. Барбара закончила бруклинскую среднюю школу. Несмотря на сопротивление со стороны родителей, не желавших, чтобы дочь продолжала учёбу, но в конце концов уступивших ей, Барбара в 1919 г. была зачислена в Корнеллский университет в Итаке (штат Нью-Йорк), где она собиралась изучать биологию в сельскохозяйственном колледже.

В университете Барбару избрали президентом клуба девушек-первокурсниц. Вначале она активно участвовала в общественной жизни и даже играла на банджо в джаз-оркестре. Но потом решила не вступать в женское землячество, когда узнала, что туда не были приглашены её подруги-еврейки. Она стала посещать единственно доступные для студентов младших курсов лекции по генетике и произвела такое впечатление на своих преподавателей, что они предложили ей заниматься вместе с выпускниками, хотя она и была моложе их. В 1923 г. Барбара получила степень бакалавра, а затем продолжила обучение на ботаническом отделении со специализацией по цитологии (наука о клетках), генетике и зоологии.

Излюбленными объектами генетических исследований были плодовая мушка (Drosophila melanogaster) и кукуруза, или маис (Zea mays). Популярность дрозофилы среди ученых объяснялась коротким циклом её развития, высокой плодовитостью и некоторыми характерными физическими особенностями. У кукурузы цикл развития длиннее, но яркая и пёстрая окраска зёрен и листьев делали её подходящим объектом для генетических исследований.

Когда Барбара обучалась ещё на младших курсах университета, сотрудники сельскохозяйственного колледжа начали делать первые шаги в области генетики. Профессор Р.А. Эмерсон занимался генетикой кукурузы и гибридными линиями. Барбара работала с ним; у неё установились также многообещающие профессиональные контакты с двумя студентами-старшекурсниками, Джорджем У. Бидлом и Маркусом Роудзом, которые впоследствии стали знаменитыми генетиками.

В 1924 г. в ходе подготовки дипломной работы Барбара разработала метод изучения отдельных хромосом кукурузы под микроскопом. Это навело её на мысль заняться параллельным изучением хромосом и фенотипических, или физических, признаков. В этом же году она была назначена ассистентом ботанического отделения, а в 1925 г. получила степень магистра. Написав диссертацию о разработанном ею методе, Барбара спустя два года стала доктором философии. Затем, с 1927 по 1931 г., она работала преподавателем ботанического отделения.

Все эти годы Барбара продолжала изучать морфологию хромосом кукурузы, а также их корреляции с фенотипическим проявлением признаков у взрослого растения. Вместе с Хэриет Крейтон Барбара обнаружила, что хромосомы кукурузы обмениваются генетическим материалом и информацией во время кроссинговера (Перекрест - взаимный обмен участками гомологичных хромосом) хромосом на ранних стадиях мейоза. Мейоз – это процесс деления клеток, в результате которого происходит образование зародышевых, или половых, клеток, имеющих вдвое меньшее число хромосом, чем соматические, или тканевые, клетки. Во время оплодотворения число хромосом удваивается.

Между 1929 и 1931 гг. Барбара опубликовала 9 статей в биологических и генетических журналах. В 1931 г. Корнеллский университет посетил Томас Хант Морган. Исследования Барбары произвели на него глубокое впечатление. Он предложил ей опубликовать материалы в престижном журнале «Учёные записки Национальной академии наук» («Proceedings of the National Academy of Science»). Её статья об обмене генетической информацией в ходе мейоза «Корреляция цитологического и генетического кроссинговера у Zеа mays» («A Correlation of Cytological and Genetical Crossing Over in Zea mays») появилась в августовском номере журнала за 1931 г. В этом же году Барбара получила субсидию от Национального исследовательского совета, позволившую ей в течение последующих двух лет заниматься изучением генетики кукурузы. Она также была принята научным сотрудником в отдел Моргана в Калифорнийском технологическом институте, работала в Корнеллском университете и Университете Миссури в Колумбии, изучая корреляции между вызванными рентгеновским излучением генетическими мутациями хромосом кукурузы и фенотипическими проявлениями у растения. Барбара определила, что кольцевые хромосомы связаны с появлением пёстрой окраски зернышек кукурузы. Она обнаружила также ядрышковые хромосомы, включенные в биосинтез клеточных рибосом – центров биосинтеза клеточных белков.

Субсидия Фонда Гуггенхейма позволила ей провести 1933 год в Институте кайзера Вильгельма в Берлине. Однако уже в следующем году, обеспокоенная ростом нацизма, она возвращается в Корнелл, где до 1936 г. работает научным сотрудником в отделе у Эмерсона, а затем получает назначение на должность ассистента профессора ботаники в Университет Миссури. Понимая, что у неё мало шансов на дальнейшее продвижение, Барбара в 1941 г. ушла из университета и всё лето проработала в биологической лаборатории своего старого друга Маркуса Роудза в Колд-Спринг-Хаборе (штат Нью-Йорк). Осенью она приняла предложение стать сотрудником Вашингтонского института Карнеги в Колд-Спринг-Хаборе, где с той поры и проводит свои исследования по генетике кукурузы.

40-е гг. были особенно продуктивными для Барбары. В зимние месяцы она анализирует результаты экспериментов, проведенных предыдущим летом, и планирует опыты на будущий год. Летом выращивает кукурузу на участке перед лабораторией. Ранние эксперименты навели её на мысль о наличии подвижных генетических элементов в хромосомах кукурузы. Зимой 1943/44 г. она планирует программу экспериментов, надеясь на подтверждение своей теории. Летом 1944 года Барбара замечает, что растения-близнецы имеют различную интенсивность окраски листьев: у одних полосы окрашены сильно, у других слабо. Отметив аналогичное явление в зёрнах початка, она приходит к выводу о наличии у одного из дочерних растений специфической генетической системы, которой другое растение не обладает. Это явление называют ныне генетической транспозицией, а включенные в процесс гены - транспозонами, или мигрирующими генами.

Полученные экспериментальные результаты дали Барбаре возможность четко сформулировать модель генетической системы.

Сделанное Барбарой открытие транспозиции в генетических системах и генетической регуляции предвосхитило достижения генетики бактерий и опередило их на 15 лет. Это открытие имело далеко идущие последствия: например, с помощью мигрирующих генов можно было объяснить, каким образом резистентность к антибиотикам передается от одного вида бактерий к другим. Модель Барбары помогала также интерпретировать некоторые явления, несовместимые со строгими менделеевскими законами наследственности, которые утверждали, что фенотипические черты от любых двух родителей будут распределяться у потомков в соответствии с генетической доминантностью или рецессивностью в простых соотношениях.

В 1950 г. Барбара представила доклад о своих исследованиях по генетике кукурузы и подвижным генетическим системам на симпозиуме в Колд-Спринг-Хаборе. Из-за того что гипотеза о подвижных, транспозирующих генах нарушала существовавшую тогда в генетике догму о генах как о стабильных компонентах хромосом, её материалам не придали серьёзного значения, а также, возможно, и оттого, что докладчиком была женщина. Барбара испытала справедливое разочарование и на время перестала публиковать результаты своих экспериментов. С 1958 по 1960 г. она не проводила исследований, а занималась подготовкой цитологов из южноамериканских стран по программе, предложенной Национальной академией наук. К тому моменту, когда она возобновила работы по генетике кукурузы и подвижным генам, специалисты в области бактериальной генетики выявили у бактерий регуляторные гены, напоминающие те, что Барбара обнаружила у кукурузы.

Барбара была награждена Нобелевской премией по физиологии и медицине 1983 году за открытие транспозирующих генетических систем. Прошло более трех десятилетий с того момента, как была выполнена работа, которая теперь ставилась ей в заслугу.

В интервью со своим биографом Эвелин Фокс Келлер Барбара выразила свое отношение к работе следующими словами: «Когда вы смотрите на эти вещи, они становятся частью вашего существа. И вы забываете о себе. Главное – это то, что вы забываете о себе». Подтверждая характеристику членов Нобелевского комитета, назвавших её одиночкой, Барбара продолжает одна вести исследования по генетике кукурузы в своей лаборатории и на опытном поле в Колд-Спринг-Хаборе. Она никогда не была замужем.

Помимо Нобелевской премии, Барбара получила Кимберовскую награду по генетике Национальной академии наук (1967), медаль «За научные достижения» Национального научного фонда (1970), награду Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (1970), премию Волфа по медицине Израильского фонда Волфа (1981), премию Луизы Гросс-Хорвиц Колумбийского университета (1982). В 1981 г. она получила субсидию фонда Макартура. Барбара Мак-Клинток - член Национальной академии наук, Американского общества натуралистов, Американского философского общества, Ботанического общества Америки и Генетического общества Америки. Она имеет почетные степени Рочестерского университета, Смит-колледжа, Университета Миссури, Йельского университета, Уильямс-колледжа, Нью-Йоркского университета.