Кристиан Рене Мари Жозеф, виконт де Дюв (2 октября 1917 г. – 4 мая 2013 г.) был бельгийским цитологом и биохимиком , лауреатом Нобелевской премии . [2] Он совершил счастливые открытия двух клеточных органелл , пероксисом и лизосом , за что в 1974 году разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Альбертом Клодом и Джорджем Э. Паладом («за открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки»). [3] В дополнение к пероксисоме и лизосоме , он придумал научные названия, такие как аутофагия , эндоцитоз и экзоцитоз , в одном случае. [4] [5] [6] [7] [8]
Сын бельгийских беженцев во время Первой мировой войны , де Дюв родился в Темз-Диттоне , графство Суррей, Англия. [9] Его семья вернулась в Бельгию в 1920 году. Он получил образование у иезуитов в колледже Богоматери в Антверпене и изучал медицину в Католическом университете Лёвена . Получив степень доктора медицины в 1941 году, он присоединился к исследованиям в области химии, работая над инсулином и его ролью в сахарном диабете . Его диссертация принесла ему высшую университетскую степень agrégation de l'enseignement supérieur (эквивалент PhD) в 1945 году. [10]
За свою работу по очистке пенициллина он получил степень магистра в 1946 году. Он продолжил обучение у (впоследствии лауреатов Нобелевской премии) Хьюго Теорелла в Каролинском институте в Стокгольме и у Карла и Герти Кори в Вашингтонском университете в Сент-Луисе . Он присоединился к медицинскому факультету в Лёвене в 1947 году. В 1960 году его пригласили в Рокфеллеровский институт (ныне Рокфеллеровский университет ). По взаимному соглашению с Лёвеном он стал профессором в обоих университетах с 1962 года, разделяя свое время между Лёвеном и Нью-Йорком. В 1974 году, в том же году, когда он получил Нобелевскую премию, он основал ICP, который позже был переименован в Институт де Дюва. [11] Он стал почетным профессором Лувенского университета в 1985 году и Рокфеллеровского университета в 1988 году. [12]
Де Дюв получил титул виконта в 1989 году от короля Бельгии Бодуэна . Он также был удостоен премии Франки , международной премии Gairdner Foundation , премии Heineken и медали EB Wilson . В 1974 году он основал Международный институт клеточной и молекулярной патологии в Брюсселе, который в 2005 году был переименован в Институт де Дюва. Он был основателем и президентом премии L'Oréal-UNESCO For Women in Science Awards . [13] Он умер в результате законной эвтаназии после долгих страданий от рака и мерцательной аритмии . [14] [15]
Де Дюв родился в семье агента по недвижимости Альфонса де Дюва и его жены Мадлен Пангс в деревне Темз-Диттон , недалеко от Лондона . Его родители бежали из Бельгии в начале Первой мировой войны. После войны в 1920 году, в возрасте трех лет, он и его семья вернулись в Бельгию. Он был не по годам развитым мальчиком, всегда лучшим учеником ( primus perpetuus , как он вспоминал) в школе, за исключением одного года, когда его объявили «вне конкуренции», чтобы дать шанс другим ученикам. [2]
Он получил образование у иезуитов в Onze-Lieve-Vrouwinstituut в Антверпене , прежде чем учиться в Католическом университете Лёвена в 1934 году. [16] Он хотел специализироваться на эндокринологии и присоединился к лаборатории бельгийского физиолога Джозефа П. Букерта, чьим основным интересом был инсулин. [17] Во время его последнего года обучения в медицинской школе в 1940 году немцы вторглись в Бельгию. Он был призван в бельгийскую армию и отправлен на юг Франции в качестве офицера-медика. Там он почти сразу же был взят в плен немцами. Его способность бегло говорить на немецком и фламандском языках помогла ему перехитрить своих похитителей. Он сбежал обратно в Бельгию в приключении, которое он позже описал как «скорее комичное, чем героическое». [10]
Он немедленно продолжил свой медицинский курс и получил степень доктора медицины в 1941 году в Лёвене. После окончания университета де Дюв продолжил свои основные исследования инсулина и его роли в метаболизме глюкозы . Он (совместно с Эрлом Сазерлендом) сделал первое открытие, что коммерческий препарат инсулина был загрязнен другим гормоном поджелудочной железы , антагонистом инсулина глюкагоном . [17] Однако лабораторных принадлежностей в Лёвене было недостаточно, поэтому он записался на программу, чтобы получить степень по химии в Институте рака. Его исследования инсулина были обобщены в 400-страничной книге под названием Glucose, Insuline et Diabète ( Глюкоза, инсулин и диабет ), опубликованной в 1945 году одновременно в Брюсселе и Париже . Книга была сжата в техническую диссертацию, которая принесла ему самую высокую степень на университетском уровне agrégation de l'enseignement supérieur (эквивалент докторской степени – он называл ее «своего рода прославленной докторской степенью») в 1945 году. [10] За его диссертацией последовало множество научных публикаций. [18] Впоследствии он получил степень магистра химии в 1946 году, для которой он работал над очисткой пенициллина . [19]
Чтобы повысить свои навыки в биохимии, он обучался в лаборатории Хьюго Теорелла (который позже получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1955 году) в Нобелевском медицинском институте в Стокгольме в течение 18 месяцев в 1946–47 годах. В 1947 году он получил финансовую помощь в качестве стипендиата Фонда Рокфеллера и работал в течение шести месяцев с Карлом и Герти Кори в Университете Вашингтона в Сент-Луисе (муж и жена были совместными лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1947 году). [20]
В марте 1947 года де Дюв присоединился к преподавательскому составу медицинской школы Католического университета Лёвена, где преподавал физиологическую химию. В 1951 году он стал штатным профессором. В 1960 году Детлев Бронк , тогдашний президент Института Рокфеллера (ныне Рокфеллеровский университет ) в Нью-Йорке, встретился с ним в Брюсселе и предложил ему должность профессора и лабораторию. Ректор Лёвена, боясь окончательно потерять де Дюва, пошел на компромисс за ужином, что де Дюв по-прежнему будет работать по совместительству, освободившись от преподавания и проведения экзаменов. Ректор и Бронк заключили соглашение, которое первоначально длилось пять лет. Официальное исполнение состоялось в 1962 году, и де Дюв одновременно возглавлял исследовательские лаборатории в Лёвене и в Рокфеллеровском университете, разделяя свое время между Нью-Йорком и Лёвеном. [21]
В 1969 году Католический университет Лёвена был спорно разделен на два отдельных университета по языковым признакам. Де Дюв решил присоединиться к франкоязычной стороне, Université catholique de Louvain . Он получил статус почетного профессора в Университете Лёвена в 1985 году и в Рокфеллеровском университете в 1988 году, хотя он продолжал проводить исследования. Среди других предметов он изучал распределение ферментов в клетках печени крысы с помощью скоростно-зонального центрифугирования . Его работа по фракционированию клеток дала представление о функции клеточных структур. Он специализировался на субклеточной биохимии и клеточной биологии и открыл новые клеточные органеллы . [22] [23 ] [24] [25 ] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35]
Гормон глюкагон был открыт CP Kimball и John R. Murlin в 1923 году как гипергликемическое (повышает уровень сахара в крови) вещество среди панкреатических экстрактов. [36] Биологическое значение глюкагона не было известно, а само название было по сути забыто. Это все еще оставалось загадкой в то время, когда де Дюв присоединился к Bouckaert в университете Лёвена для работы над инсулином. С 1921 года инсулин был первым коммерческим гормональным препаратом, первоначально произведенным Eli Lilly and Company , но их методы экстракции вносили примесь, которая вызывала легкую гипергликемию, полную противоположность тому, что ожидалось или желалось. В мае 1944 года де Дюв понял, что кристаллизация может удалить примесь. Он продемонстрировал, что процесс инсулина Lilly был загрязнен, показав, что при инъекции крысам инсулин Lilly вызывал начальную гипергликемию, а датский инсулин Novo — нет. После его исследования, опубликованного в 1947 году, компания Lilly усовершенствовала свои методы, чтобы устранить примеси. [37] К тому времени де Дюв присоединился к Карлу Кори и Герти Кори в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, где он работал с коллегой-исследователем Эрлом Уилбуром Сазерлендом-младшим , который позже получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1971 году. [17]
Сазерленд работал над загадкой инсулин-примесного вещества, которое он назвал гипергликемическим-гликогенолитическим (ГГ) фактором. Он и де Дюв вскоре обнаружили, что ГГ-фактор синтезируется не только поджелудочной железой, но и слизистой оболочкой желудка и некоторыми другими частями пищеварительного тракта. Кроме того, они обнаружили, что гормон вырабатывается панкреатическими островками клетками, отличными от бета-клеток, продуцирующих инсулин ; предположительно, это были альфа-клетки . Именно де Дюв понял, что ГГ-фактор Сазерленда на самом деле то же самое, что и глюкагон; это повторное открытие привело к его постоянному названию, которое де Дюв повторно ввел в 1951 году. Работа пары показала, что глюкагон был основным гормоном, влияющим на распад гликогена в печени — процесс, известный как гликогенолиз , — посредством которого производится и высвобождается в кровь больше сахара. [38]
Первоначальная гипотеза Де Дюва о том, что глюкагон вырабатывается альфа-клетками поджелудочной железы, была доказана, когда он продемонстрировал, что избирательно поврежденные кобальтом альфа-клетки прекратили вырабатывать глюкагон у морских свинок ; [39] он, наконец, выделил очищенный гормон в 1953 году, [40] в том числе и у птиц. [41] [42] [43] [44]
Де Дюв был первым, кто выдвинул гипотезу о том, что выработка инсулина (снижающего уровень сахара в крови) стимулирует усвоение глюкозы печенью; он также предположил, что существует механизм, уравновешивающий выработку инсулина и глюкагона для поддержания нормального уровня сахара в крови (см. гомеостаз ). Эта идея в то время была предметом многочисленных споров, но повторное открытие глюкагона подтвердило его тезисы. В 1953 году он экспериментально продемонстрировал, что глюкагон действительно влияет на выработку (и, следовательно, усвоение) глюкозы. [45] [46]
Кристиан де Дюв и его команда продолжили изучать механизм действия инсулина в клетках печени, сосредоточившись на ферменте глюкозо-6-фосфатазе , ключевом ферменте в метаболизме сахара ( гликолизе ) и цели инсулина. Они обнаружили, что G6P является основным ферментом в регуляции уровня сахара в крови , [47] [48] но они не смогли, даже после повторных экспериментов, очистить и выделить фермент из клеточных экстрактов. Поэтому они попробовали более трудоемкую процедуру фракционирования клеток , чтобы обнаружить активность фермента. [49]
Это был момент счастливого открытия. Чтобы оценить точную активность фермента, команда приняла процедуру с использованием стандартизированного фермента кислой фосфатазы ; но они обнаружили, что активность была неожиданно низкой — довольно низкой, т. е. около 10% от ожидаемого значения. Затем однажды они измерили активность фермента некоторых очищенных фракций клеток, которые хранились в течение пяти дней. К их удивлению, активность фермента увеличилась до уровня свежего образца; и подобные результаты воспроизводились каждый раз, когда процедура повторялась. Это привело к гипотезе, что какой-то барьер ограничивает быстрый доступ фермента к его субстрату , так что ферменты могли диффундировать только через некоторое время. Они описали барьер как мембраноподобный — «мешкообразную структуру, окруженную мембраной и содержащую кислую фосфатазу». [50] [51]
Неродственный фермент (процедуры фракционирования клеток) произошел от мембранных фракций, которые, как известно, являются клеточными органеллами. В 1955 году де Дюв назвал их «лизосомами», чтобы отразить их пищеварительные свойства. [52] В том же году Алекс Б. Новикофф из Университета Вермонта посетил лабораторию де Дюва и, используя электронную микроскопию , успешно получил первое визуальное доказательство существования лизосомной органеллы. Используя метод окрашивания на кислую фосфатазу, де Дюв и Новикофф дополнительно подтвердили местоположение гидролитических ферментов ( кислых гидролаз ) лизосом. [23] [53]
Удача последовала за де Дювом для еще одного важного открытия. После подтверждения лизосомы команда де Дюва была обеспокоена присутствием (во фракции клеток печени крысы) фермента уратоксидазы . Де Дюв думал, что это не лизосома, потому что это не кислая гидролаза, типичная для лизосомальных ферментов; тем не менее, она имела похожее распределение, как фермент кислая фосфатаза. Кроме того, в 1960 году он обнаружил другие ферменты (такие как каталаза и оксидаза D-аминокислот ), которые были аналогичным образом распределены во фракции клеток, и тогда считалось, что это были митохондриальные ферменты. [54] (В. Бернхард и К. Руйе описали такие внемитохондриальные органеллы как микротельца и считали, что они являются предшественниками митохондрий.) [55] Де Дюв отметил, что три фермента проявляют схожие химические свойства и похожи на свойства других оксидаз, продуцирующих пероксид. [56]
Де Дюв скептически отнесся к упоминанию новооткрытых ферментов как микротелец, поскольку, как он отметил, «слишком мало известно об их ферментном составе и об их роли в физиологии клеток печени, чтобы обосновать предложение в настоящее время». [57] Он предположил, что эти ферменты принадлежат к той же клеточной органелле, но отличной от ранее известных органелл. [23] Но поскольку веских доказательств все еще не было, он не опубликовал свою гипотезу. В 1955 году его группа продемонстрировала похожие клеточные фракции с такими же биохимическими свойствами из реснитчатого простейшего Tetrahymena pyriformis ; таким образом, было указано, что частицы были неописанными клеточными органеллами, не связанными с митохондриями. Он представил свое открытие на заседании Американского общества клеточной биологии в 1955 году [58] и официально опубликовал его в 1966 году, создав название пероксисомы для органелл, поскольку они участвуют в реакциях пероксидазы. [59] В 1968 году он осуществил первое крупномасштабное получение пероксисом, подтвердив, что оксидаза l-α-гидроксикислот , оксидаза d-аминокислот и каталаза являются уникальными ферментами пероксисом. [60] [61]
Де Дюв и его команда продолжили показывать, что пероксисомы играют важную метаболическую роль, включая β-окисление очень длинноцепочечных жирных кислот путем, отличным от пути в митохондриях; и что они являются членами большого семейства эволюционно связанных органелл, присутствующих в различных клетках, включая растения и простейших, где они выполняют различные функции. (И получили особые названия, такие как глиоксисомы и гликосомы .) [17] [62] [63]
Работа Де Дюва способствовала формированию консенсуса в отношении принятия эндосимбиотической теории ; эта идея предполагает, что органеллы в эукариотических клетках произошли от определенных прокариотических клеток, которые стали жить внутри эукариотических клеток как эндосимбионты . Согласно версии де Дюва, эукариотические клетки с их структурами и свойствами, включая их способность захватывать пищу эндоцитозом и переваривать ее внутриклеточно, развились первыми. Позже прокариотические клетки были включены для формирования большего количества органелл. [64]
Де Дюв предположил, что пероксисомы, которые позволяли клеткам выдерживать растущие объемы свободного молекулярного кислорода в ранней атмосфере Земли, могли быть первыми эндосимбионтами. Поскольку у пероксисом нет собственной ДНК , это предложение имеет гораздо меньше доказательств, чем аналогичные заявления для митохондрий и хлоропластов. [65] [66] Его последние годы были в основном посвящены исследованиям происхождения жизни , которые, как он признал, все еще оставались спекулятивной областью (см. тиоэстер ). [67] [68]
Де Дюв был плодовитым писателем, как в технических, так и в популярных работах. Наиболее примечательные работы:
Де Дюв был воспитан как католик . В последние годы своей жизни он склонялся к агностицизму , если не к строгому атеизму . [69] [70] Однако де Дюв считал, что «большинство биологов сегодня склонны рассматривать жизнь и разум как космические императивы, вписанные в саму ткань вселенной, а не как чрезвычайно невероятные продукты случая». [71] «Было бы преувеличением сказать, что я не боюсь смерти», — прямо заявил он бельгийской газете Le Soir всего за месяц до своей смерти, «но я не боюсь того, что будет после, потому что я не верующий». [72] [73]
Он решительно поддерживал биологическую эволюцию как факт и пренебрегал креационизмом и разумным замыслом , как это было прямо заявлено в его последней книге « Генетика первородного греха: влияние естественного отбора на будущее человечества» . Он был среди семидесяти восьми лауреатов Нобелевской премии по науке, поддержавших усилия по отмене Закона о научном образовании в Луизиане 2008 года. [74]
Его семья (фон Дюве) приехала из Ганновера и обосновалась в Бельгии после битвы при Ватерлоо .
Де Дюве женился на Жанин Герман 30 сентября 1943 года. У них было двое сыновей, один из которых — известный профессор искусств Тьерри де Дюве , и две дочери.
Джанин умерла в 2008 году в возрасте 86 лет. [19]
Де Дюв умер 4 мая 2013 года в своем доме в Нетене, Бельгия, в возрасте 95 лет. Он решил закончить свою жизнь с помощью законной эвтаназии , проведенной двумя врачами и в присутствии его четверых детей. Он долго страдал от рака и мерцательной аритмии , и его проблемы со здоровьем усугубились недавним падением в его доме. [75] [14] [15] [76]
Де Дюв был кремирован, как он и завещал, а его прах был распределен среди членов семьи и друзей.
Де Дюв получил премию Франки по биологическим и медицинским наукам в 1960 году [77] и Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1974 году. Король Бельгии Бодуэн удостоил его титула виконта в 1989 году [19]. Он был удостоен Международной премии Фонда Гэрднера в 1967 году [78] и премии доктора HP Heineken по биохимии и биофизике в 1973 году от Королевской академии искусств и наук Нидерландов . [79]
В 1975 году он был избран иностранным членом Национальной академии наук (США). [80] В 1978 году он получил медаль Хардена Биохимического общества Великобритании; в 1981 году — премию Теобальда Смита Медицинского колледжа Олбани ; в 1985 году — премию Хименеса Диаса; в 1986 году — премию «Новаторы биохимии» Медицинского колледжа Вирджинии ; а в 1989 году — медаль Э. Б. Уилсона. [81] [82]
Он также был членом Королевской академии медицины и Королевской академии наук, искусств и литературы Бельгии; Папской академии наук Ватикана; Американской академии искусств и наук ; Французской национальной медицинской академии; Парижской академии наук ; Немецкой академии естественных наук Леопольдина ; Американского философского общества . Он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1988 году . [1] Кроме того, он получил почетные докторские степени от восемнадцати университетов по всему миру. [20]
Де Дюв основал многопрофильный биомедицинский исследовательский институт в Католическом университете Лувена в 1974 году, первоначально названный Международным институтом клеточной и молекулярной патологии (ICP). [83] Он оставался его президентом до 1991 года. В 1997 году, в день его 80-летия, институт был переименован в Институт клеточной патологии Кристиана де Дюва. В 2005 году его название было сокращено до просто Института де Дюва. [84]
Де Дюв был одним из основателей Бельгийского общества биохимии и молекулярной биологии , созданного 15 сентября 1951 года. [85]
Де Дюв запомнился как изобретатель важной научной терминологии. Он придумал слово лизосома в 1955 году, пероксисома в 1966 году, а также аутофагия , эндоцитоз и экзоцитоз в одном случае на симпозиуме Фонда Ciba по лизосомам, проходившем в Лондоне 12–14 февраля 1963 года, когда он «был в настроении придумывать слова». [23] [86]
Жизнь Де Дюва, включая его работу, приведшую к Нобелевской премии, и его страсть к биологии стали темой документального фильма Портрет Нобелевского лауреата: Кристиан де Дюв (Portrait de Nobel : Christian de Duve) режиссера Орели Вейнантс. Впервые он был показан на Eurochannel в 2012 году. [87]
{{cite book}}
: |journal=
проигнорировано ( помощь )