Вы здесь

16.11.2017 / Юбиляр года: Стенли Коэн (1922 год) — 95 лет

Стэнли Коэн — американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1986 года, которую разделил с Р. Леви-Монтальчини. Открыл фактор роста нервной ткани и эпидермальный фактор роста.

Стенли Коэн родился 17 ноября 1922 года в Нью-Йорке в семье евреев-эмигрантов из России — Луи Коэн и Фанни Коэн (Фейтель). Во время Великой депрессии финансовые дела семьи расстроились, однако родители все же настояли, чтобы их четверо детей получили образование. Во время учебы в средней школе Коэн увлекался научными исследованиями. Как говорил ученый впоследствии, он уже в юности понял, что его «главной движущей силой было стремление понять, в меру способностей и таланта, окружающий мир».

Окончив среднюю школу, Коэн начал изучать химию и зоологию в бруклинском колледже. В 1943 получил степень бакалавра. Благодаря большим успехам, он получил стипендию для учебы в Оберлин-колледже в Огайо и окончил его в 1946 со степенью магистра по зоологии. Затем он переехал в Энн-Арбор и стал преподавателем биохимии в Мичиганском университете. Здесь в 1948 получил докторскую степень, защитив диссертацию, посвященную обмену веществ у земляного червя.

Следующие четыре года Коэн работал преподавателем кафедры биохимии и педиатрии медицинской школы Колорадского университета в Денвере, где вместе с американским педиатром Гарри Гордоном провел важные исследования по обмену креатинина (азотистого вещества, обнаруживаемого в моче, мышечной ткани и крови) у недоношенных и новорожденных детей.

В 1952 Коэн переехал в Сент-Луис, где в течение года работал стажером от Американского онкологического общества на кафедре радиологии Вашингтонского университета, а следующие шесть лет — адъюнкт-профессором кафедры зоологии. В Сент-Луисе он продолжал исследования по биохимии процессов роста, и именно здесь вместе с В. Хамбургером и Р. Леви-Монтальчини сделал первые важнейшие открытия в этой области.

К этому времени было установлено, что добавление к клеткам, культивируемым в стеклянных чашках (in vitro), некоторых экстрактов из органов и сыворотки крови (жидкой части крови, остающейся после удаления ее форменных элементов) может продлить рост этих клеток. Однако факторы, регулирующие рост, оставались неизвестными, а изучать их было чрезвычайно трудно. Эта область имела отношение к одной из величайших тайн живого — вопросу о том, как слияние генетического материала яйцеклетки и сперматозоида порождает миллиарды клеток тела, превращающиеся в различные ткани со специфическими функциями.

В 1952 Леви-Монтальчини установила, что вещества, содержащиеся в некоторых опухолях мышей, могут вызывать бурный рост определенных отделов нервной системы у куриных эмбрионов. Активный фактор этих веществ был назван фактором роста нервной ткани (ФРНТ).

В 1953 Коэн присоединился к группе исследователей Вашингтонского университета и приступил к решению сложнейшей задачи по очистке и идентификации ФРНТ. Спустя три года он и его коллеги получили концентрированный экстракт из опухоли мыши, способствующий росту ткани. Этот экстракт состоял из белков и нуклеиновых кислот, был очень густым по консистенции и с трудом разделялся. Для получения активного компонента Коэн добавил в экстракт яд змеи, содержащий фермент, расщепляющий нуклеиновые кислоты. Оказалось, что этот яд обладает большей ФРНТ-подобной активностью, чем сам экстракт. Это открытие стимулировало поиск ФРНТ в других тканях, и в 1958 была обнаружена высокая активность этого фактора в слюнных железах взрослых мышей. Это дало Коэну возможность очистить ФРНТ и получить антитела к нему. Впоследствии было расшифровано химическое строение ФРНТ: оказалось, что это белок с цепочкой из 118 аминокислот. При соединении двух таких цепочек образуется биологически активный фактор. Это достижение Коэна оказалось важным для нейробиологических исследований, т.к. ученые получили один четко определенный химический агент, стимулирующий рост нервов, а другой — тормозящий его.

Вашингтонский университет был прекрасным научным учреждением для таких ученых, как Коэн. Здесь работали известные биохимики и физиологи — С. Очоа, Г. Калкар, Э. У. Сазерленд и С. Коловик. Коэн и Коловик стали друзьями и сохранили дружбу на всю жизнь. В 1959 году они вместе перешли в медицинскую школу Университета Вандербильта в Нашвилле (штат Теннесси), в которой изучали эндокринологию (науку об эндокринных железах и других тканях, вырабатывающих гормоны) и действие гормонов. В университете Коэн продолжал исследования факторов роста, работая сначала ассистент-профессором биохимии, затем, с 1962 года — адъюнкт-профессором и, наконец, с 1967 года — полным профессором. В 1976 году он занял должность профессора биохимии, учрежденную Американским онкологическим обществом.

В ходе исследований Коэн открыл также второе вещество, которое он заметил из-за того, что оно загрязняло препараты ФРНТ, назвав его эпидермальным фактором роста (ЭФР), т. к. оно стимулировало рост клеток кожи и роговицы. ЭФР стал важным инструментом исследования биохимических сигналов, регулирующих деление и дифференцирование клеток. Со своими сотрудниками он смог раскрыть механизм соединения ЭФР с рецепторами и проникновения этого комплекса в клетку. В университете Вандербильта Коэн разработал простой и изящный метод, позволяющий выделять и очищать ЭФР мыши в сравнительно больших количествах, и в 1972 он и его коллеги определили как аминокислотную последовательность этого полипептида (цепочка из 53 аминокислот), так и три участка, в которых эта цепочка замыкается в кольца. Кроме того, Коэн получил антитела к ЭФР. В 1975 он выделил ЭФР человека из мочи беременных женщин и установил его аминокислотную последовательность. ЭФР стал важным инструментом исследования биохимических сигналов, регулирующих деление и дифференцирование клеток.

Оказалось, что ЭФР стимулирует рост многих типов клеток и усиливает ряд биологических процессов. С помощью метода радиоактивных меток, позволяющего проследить за взаимодействием ЭФР с рецепторами этого вещества (т.е. химическими группами с особым сродством к нему), Коэн со своими сотрудниками смог раскрыть механизм соединения ЭФР с рецепторами и проникновения этого комплекса в клетку. Оказалось, что в этом процессе участвует, помимо других компонентов, ферментативная система, универсальная для действия других факторов роста, гормонов и онкогенных вирусов. Эта работа сыграла важнейшую роль в последующем установлении другими исследователями неизвестных ранее факторов роста и пролила свет на действие вирусов и опухолевые процессы.

В 1986 Коэну и Леви-Монтальчини была присуждена Нобелевская премия «в знак признания открытий, имеющих важнейшее значение для раскрытия механизмов регуляции роста клеток и органов». При присуждении было отмечено исследование Коэном последовательности молекулярных процессов, стимулируемых взаимодействием ЭФР и рецептора, и открытие новых принципов, применимых для широкого спектра других взаимодействий гормонов с клетками.

Кроме Нобелевской премии, Стенли Коэн был удостоен многих других наград, в т.ч. премии за научные достижения Эрла Сазерленда Университета Вандербильта (1978 г.), мемориальной премии Робертсона Национальной академии наук США (1981 г.), премии за выдающуюся работу в области фундаментальных медицинских исследований Льюиса Розенстила Университета Брандейса (1982 г.), премии Луизы Гросс-Хорвиц Колумбийского университета, международной награды Гарднеровского фонда (1985 г.), национальной медали «За научные достижения» Национального научного фонда и премии за фундаментальные медицинские исследования Альберта Ласкера (1986 г.). Он является членом Американского общества биохимиков, Международного института эмбриологии, Национальной академии наук США и Американской академии наук и искусств. Коэн присвоена почетная степень Чикагского университета.

Библиография:
  1. Большая медицинская энциклопедия [В 30-ти т.]. - М.: Совет. энцикл., 1983. - 544 с.
  2. Лауреаты Нобелевской премии: энциклопедия. - М.: Прогресс, 1992. - 775 с.
  3. Марьянович, А. Т. Взрыв и цветение. Нобелевские премии по медицине 1901-2002 / И. В. Князькин. - СПб.: ДЕАН, 2003. - 800 с.