Кристиан Рене Мари Жозеф, виконт де Дюв (2 октября 1917 — 4 мая 2013) — бельгийский цитолог и биохимик , лауреат Нобелевской премии . [2] Он сделал по счастливой случайности открытия двух клеточных органелл , пероксисомы и лизосомы , за что разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1974 году с Альбертом Клодом и Джорджем Э. Паладом («за открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетка"). [3] Помимо пероксисомы и лизосомы , он в одном случае изобрел такие научные названия, как аутофагия , эндоцитоз и экзоцитоз . [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 Левена . Получив степень доктора медицины в 1941 году, он присоединился к исследованиям в области химии, работая над инсулином и его ролью при сахарном диабете . Его диссертация принесла ему высшую университетскую степень agrégation de l'enseignement superieur (эквивалентную докторской степени) в 1945 году .
За свою работу по очистке пенициллина он получил степень магистра в 1946 году. Он пошел на дальнейшее обучение под руководством (впоследствии лауреатов Нобелевской премии) Хьюго Теорелла в Каролинском институте в Стокгольме и Карла и Герти Кори в Вашингтонском университете в Сент-Луисе. Луи . Он поступил на медицинский факультет в Левене в 1947 году. В 1960 году его пригласили в Институт Рокфеллера (ныне Рокфеллеровский университет ). По взаимной договоренности с Левеном он стал профессором обоих университетов с 1962 года, деля свое время между Левеном и Нью-Йорком. В 1974 году, в том же году, когда он получил Нобелевскую премию, он основал ИКП, которая позже будет переименована в Институт де Дюве. [11] Он стал почетным профессором Лувенского университета в 1985 году и Рокфеллеровского университета в 1988 году. [12]
Де Дюве получил звание виконта в 1989 году от короля Бельгии Бодуэна . Он также был лауреатом премии Франки , международной премии Фонда Гайрднера , премии Heineken и медали Э.Б. Вильсона . В 1974 году он основал Международный институт клеточной и молекулярной патологии в Брюсселе, который в конечном итоге был переименован в Институт де Дюве в 2005 году. Он был президентом-основателем Премии L'Oréal-ЮНЕСКО для женщин в науке . [13] Он умер путем законной эвтаназии после длительного страдания от рака и мерцательной аритмии . [14] [15]
Де Дюв родился в семье агента по недвижимости Альфонса де Дюва и жены Мадлен Пангс в деревне Темз-Диттон , недалеко от Лондона . Его родители бежали из Бельгии в начале Первой мировой войны. После войны 1920 года, в трехлетнем возрасте, он с семьей вернулся 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 , а затем учился в Католическом университете Левена в 1934 году . Он хотел специализироваться на эндокринологии и присоединился к лаборатории бельгийского физиолога Джозефа П. Букерта, чья основная интерес был один инсулин. [17] Во время его последнего года обучения в медицинской школе в 1940 году немцы вторглись в Бельгию. Его призвали в бельгийскую армию и отправили на юг Франции в качестве офицера медицинской службы. Там он почти сразу был взят в плен немцами. Его способность свободно говорить по-немецки и фламандски помогла ему перехитрить похитителей. Он сбежал обратно в Бельгию в приключении, которое позже назвал «скорее комичным, чем героическим». [10]
Он немедленно продолжил свой медицинский курс и получил степень доктора медицины в 1941 году в Левене. После окончания учебы де Дюв продолжил свои основные исследования инсулина и его роли в метаболизме глюкозы . Он (вместе с Эрлом Сазерлендом) сделал первое открытие, что коммерческий препарат инсулина был загрязнен другим гормоном поджелудочной железы , антагонистом инсулина глюкагоном . [17] Однако лабораторные принадлежности в Левене были в дефиците, поэтому он поступил на программу получения степени по химии в Институте рака. Его исследования инсулина были подведены в 400-страничной книге под названием « Глюкоза , инсулин и диабет », опубликованной в 1945 году одновременно в Брюсселе и Париже . Книга была сжата в техническую диссертацию, которая принесла ему в 1945 году самую высокую степень на университетском уровне agrégation de l'enseignement superieur ( эквивалент докторской степени - он называл ее «своего рода прославленным доктором философии») . За диссертацией последовал ряд научных публикаций. [18] Впоследствии он получил степень магистра химии в 1946 году, для чего работал над очисткой пенициллина . [19]
Чтобы улучшить свои навыки в области 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 шесть месяцев работал с Карлом и Герти Кори в Вашингтонском университете 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 поступил на факультет медицинской школы Левенского католического университета, преподавая физиологическую химию. В 1951 году он стал профессором. В 1960 году Детлев Бронк , тогдашний президент Института Рокфеллера (ныне Университет Рокфеллера ) в Нью-Йорке, встретился с ним в Брюсселе и предложил ему должность профессора и лабораторию. Ректор Левена, опасаясь полностью потерять де Дюве, за ужином пошел на компромисс, согласно которому де Дюв по-прежнему будет работать на неполный рабочий день с освобождением от преподавания и проведения экзаменов. Ректор и Бронк заключили соглашение, которое первоначально рассчитано на пять лет. Официальное внедрение произошло в 1962 году, и де Дюв одновременно возглавлял исследовательские лаборатории в Левене и Рокфеллеровском университете, деля свое время между Нью-Йорком и Левеном. [21]
В 1969 году Католический университет Левена был разделен на два отдельных университета по лингвистическому признаку. Де Дюв решил присоединиться к франкоязычной команде Католического университета Лувена . Он получил почетный статус в Лувенском университете в 1985 году и в Рокфеллеровском университете в 1988 году, хотя продолжал проводить исследования. Среди других испытуемых он изучал распределение ферментов в клетках печени крыс с помощью скоростно-зонального центрифугирования . Его работа по клеточному фракционированию позволила лучше понять функцию 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 К. П. Кимбаллом и Джоном Р. Мерлином в 1923 году как гипергликемическое (повышающее уровень сахара в крови) вещество среди экстрактов поджелудочной железы . [36] Биологическое значение глюкагона не было известно, а само название было практически забыто. В то время, когда де Дюв присоединился к Букэрту в Левенском университете, чтобы работать над инсулином, это все еще оставалось загадкой. С 1921 года инсулин был первым коммерческим гормональным препаратом, первоначально производимым компанией « Эли Лилли и компания» , но их методы экстракции содержали примеси, которые вызывали легкую гипергликемию, что было полной противоположностью тому, что ожидалось или хотелось. В мае 1944 года де Дюв понял, что кристаллизация может удалить примеси. Он продемонстрировал, что процесс введения инсулина Лилли был заражен, показав, что при инъекции крысам инсулин Лилли вызывал начальную гипергликемию, а датский инсулин Ново - нет. После своего исследования, опубликованного в 1947 году, Лилли усовершенствовал свои методы устранения примесей. [37] К тому времени де Дюв присоединился к Карлу Кори и Герти Кори в Вашингтонском университете 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 вещества, содержащего примесь инсулина, которое он назвал гипергликемически-гликогенолитическим (ГГ) фактором. Вскоре он и де Дюв обнаружили, что фактор HG синтезируется не только поджелудочной железой, но и слизистой оболочкой желудка и некоторыми другими отделами пищеварительного тракта. Кроме того, они обнаружили, что гормон вырабатывается островками поджелудочной железы клетками, отличными от бета-клеток , продуцирующих инсулин ; предположительно это были альфа-клетки . Именно де Дюв понял, что фактор HG Сазерленда на самом деле такой же, как и глюкагон; это повторное открытие привело к его постоянному названию, которое де Дюв вновь представил ему в 1951 году. Работа пары показала, что глюкагон является основным гормоном, влияющим на распад гликогена в печени — процесс, известный как гликогенолиз , — в результате которого вырабатывается больше сахаров и высвобождается в печень. кровь. [38]
Первоначальная гипотеза Де Дюве о том, что глюкагон вырабатывается альфа-клетками поджелудочной железы, оказалась верной, когда он продемонстрировал, что альфа-клетки, избирательно поврежденные кобальтом , прекращают вырабатывать глюкагон у морских свинок ; [39] он наконец выделил очищенный гормон в 1953 году, [40] в том числе у птиц. [41] [42] [43] [44]
Де Дюв был первым, кто предположил, что выработка инсулина (который снижает уровень сахара в крови) стимулирует поглощение глюкозы в печени; он также предположил, что существует механизм, позволяющий сбалансировать выработку инсулина и глюкагона для поддержания нормального уровня сахара в крови (см. гомеостаз ). В то время эта идея вызывала много споров, но повторное открытие глюкагона подтвердило его тезисы. В 1953 году он экспериментально продемонстрировал, что глюкагон действительно влияет на выработку (и, следовательно, на усвоение) глюкозы. [45] [46]
Кристиан де Дюв и его команда продолжили изучение механизма действия инсулина в клетках печени, сосредоточив внимание на ферменте глюкозо-6-фосфатазе , ключевом ферменте метаболизма сахара ( гликолизе ) и мишени инсулина. Они обнаружили, что G6P является основным ферментом, регулирующим уровень сахара в крови , [47] [48] , но они не смогли даже после повторных экспериментов очистить и изолировать 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 оказалась неожиданно низкой — довольно низкой, то есть около 10% от ожидаемого значения. Затем однажды они измерили ферментативную активность некоторых очищенных клеточных фракций, хранившихся в течение пяти дней. К их удивлению, активность фермента снова возросла до уровня свежего образца; и аналогичные результаты повторялись каждый раз, когда процедура повторялась. Это привело к гипотезе, что какой-то барьер ограничивает быстрый доступ фермента к его субстрату , так что ферменты могут диффундировать только через определенный период времени. Они описали барьер как мембраноподобный — «мешкообразную структуру, окруженную мембраной и содержащую кислую фосфатазу». [50] [51]
Неродственный фермент (процедуры фракционирования клеток) произошел из мембранных фракций, которые, как известно, были клеточными органеллами. В 1955 году де Дюв назвал их «лизосомами», чтобы отразить их пищеварительные свойства. [52] В том же году Алекс Б. Новиков из Университета Вермонта посетил лабораторию де Дюва и, используя электронную микроскопию , успешно получил первые визуальные доказательства существования лизосомальной органеллы. Используя метод окрашивания на кислую фосфатазу, де Дюв и Новикофф дополнительно подтвердили расположение гидролитических ферментов ( кислых гидролаз ) в лизосомах. [23] [53]
Интуитивная прозорливость последовала за де Дювом и сделала еще одно важное открытие. После подтверждения лизосомы команда де Дюве была обеспокоена присутствием (во фракции клеток печени крысы) фермента уратоксидазы . Де Дюв считал, что это не лизосома, поскольку это не кислая гидролаза, типичная для лизосомальных ферментов; тем не менее, он имел такое же распределение, как и 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 митохондриальные ферменты. [54] (В. Бернхард и К. Руилье описали такие внемитохондриальные органеллы как микротельца и считали, что они являются предшественниками митохондрий.) [55] де Дюв отметил, что три фермента проявляют сходные химические свойства и подобны свойствам митохондрий. другие оксидазы, продуцирующие пероксид. [56]
Де Дюв скептически относился к названию вновь обнаруженных ферментов микротельцами, потому что, как он отметил, «слишком мало известно об их ферментном составе и их роли в физиологии клеток печени, чтобы обосновать это предложение в настоящее время». [57] Он предположил, что эти ферменты принадлежали к одной и той же клеточной органелле, но отличающейся от ранее известных органелл. [23] Но, поскольку убедительных доказательств все еще не было, он не опубликовал свою гипотезу. В 1955 году его команда продемонстрировала сходные клеточные фракции с такими же биохимическими свойствами у реснитчатого простейшего Tetrahymenapyriformis ; таким образом, было указано, что частицы представляли собой неописанные клеточные органеллы, не связанные с митохондриями. Он представил свое открытие на собрании Американского общества клеточной биологии в 1955 году [58] и официально опубликовал его в 1966 году, дав название пероксисомы для органелл, поскольку они участвуют в пероксидазных реакциях. [59] В 1968 году он добился первого крупномасштабного получения пероксисом, подтвердив, что оксидаза l-α-гидроксикислот , оксидаза d-аминокислот и каталаза являются уникальными ферментами пероксисом. [60] [61]
Де Дюв и его команда показали, что пероксисомы играют важную метаболическую роль, включая β-окисление жирных кислот с очень длинной цепью по пути, отличному от пути в митохондриях; и что они являются членами большого семейства эволюционно родственных органелл, присутствующих в различных клетках, включая растения и простейшие, где они выполняют различные функции. (И им были даны конкретные названия, такие как глиоксисомы и гликосомы .) [17] [62] [63]
Работа Де Дюве способствовала формированию консенсуса в отношении принятия эндосимбиотической теории ; Эта идея предполагает, что органеллы в эукариотических клетках возникли как определенные прокариотические клетки, которые стали жить внутри эукариотических клеток в качестве эндосимбионтов . По версии де Дюве, первыми развились эукариотические клетки со своими структурами и свойствами, в том числе способностью захватывать пищу путем эндоцитоза и переваривать ее внутриклеточно. Позже прокариотические клетки были включены в состав новых органелл. [64]
Де Дюв предположил, что пероксисомы, которые позволяли клеткам противостоять растущему количеству свободного молекулярного кислорода в ранней земной атмосфере, могли быть первыми эндосимбионтами. Поскольку пероксисомы не имеют собственной ДНК , это предположение имеет гораздо меньше доказательств, чем аналогичные утверждения о митохондриях и хлоропластах. [65] [66] Его последние годы были в основном посвящены исследованиям происхождения жизни , которые, по его признанию, все еще оставались спекулятивной областью (см. Тиоэфир ). [67] [68]
Де Дюв был плодовитым писателем как технических, так и популярных произведений. Наиболее заметные работы:
Де Дюве 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, записанные в самой ткани вселенной, а не как чрезвычайно невероятные продукты случая». [71] «Было бы преувеличением сказать, что я не боюсь смерти», — прямо сказал он бельгийской газете Le Soir всего за месяц до своей смерти, — «но я не боюсь того, что будет после, потому что я я не верующий». [72] [73]
Он решительно поддерживал биологическую эволюцию как факт и пренебрегал наукой о сотворении мира и разумным замыслом , о чем прямо говорится в его последней книге « Генетика первородного греха: влияние естественного отбора на будущее человечества ». Он был среди семидесяти восьми лауреатов Нобелевской премии по науке, поддержавших попытку отменить Закон Луизианы о научном образовании 2008 года. [74]
Его семья (фон Дюве) приехала из Ганновера и поселилась в Бельгии после битвы при Ватерлоо .
Де Дюв женился на Жанин Херман 30 сентября 1943 года. Вместе у них было двое сыновей, один из которых - известный профессор искусств Тьерри де Дюв , и две дочери.
Джанин умерла в 2008 году в возрасте 86 лет. [19]
Де Дюве умер 4 мая 2013 года в своем доме в Нетене, Бельгия, в возрасте 95 лет. Он решил покончить с собой путем законной эвтаназии , проведенной двумя врачами и в присутствии четырех его детей. Он долгое время страдал раком и фибрилляцией предсердий , а его проблемы со здоровьем усугубились недавним падением в его доме. [75] [14] [15] [76]
Де Дюве был кремирован, как он и хотел, а его прах был распространен среди членов семьи и друзей.
Де Дюв получил премию Франки в области биологических и медицинских наук в 1960 году [77] и Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1974 году. Король Бельгии Бодуэн удостоил его звания виконта в 1989 году . [19] Он был лауреатом Фонда Гэрднера . Международная премия в 1967 году [78] и премия доктора HP Heineken в области биохимии и биофизики в 1973 году от Королевской Нидерландской академии искусств и наук . [79]
Он был избран иностранным членом Национальной академии наук (США) в 1975 году. [80] Он выиграл медаль Хардена Биохимического общества Великобритании в 1978 году; премия Теобальда Смита Медицинского колледжа Олбани в 1981 году; премия Хименеса Диаса в 1985 году; премия «Новаторы биохимии» Медицинского колледжа Вирджинии в 1986 году; и медаль Э. Б. Вильсона в 1989 году. [81] [82]
Он также был членом Королевской медицинской академии и Королевской академии наук, искусств и литературы Бельгии; Папская академия наук Ватикана; Американская академия искусств и наук ; Французская национальная медицинская академия; Академия наук Парижа ; Немецкая академия естествознания Леопольдина ; Американское философское общество . В 1988 году он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) . [1] Кроме того, он получил почетные докторские степени восемнадцати университетов по всему миру. [20]
В 1974 году Де Дюв основал многопрофильный биомедицинский научно-исследовательский институт при Католическом университете Лувена, первоначально называвшийся Международным институтом клеточной и молекулярной патологии (ICP). [83] Он оставался его президентом до 1991 года. В день его 80-летия в 1997 году он был переименован в Институт клеточной патологии Кристиана де Дюва. В 2005 году его название было сокращено до просто Института де Дюве. [84]
Де Дюв был одним из основателей Бельгийского общества биохимии и молекулярной биологии , созданного 15 сентября 1951 года .
Де Дюве помнят как изобретателя 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, в то время как он «был в настроении создавать слова». ." [23] [86]
Жизнь де Дюве, включая его работу, приведшую к Нобелевской премии, и его страсть к биологии являются предметом документального фильма « Портрет нобелевского лауреата: Кристиан де Дюв» (Portrait de Nobel: Christian de Duve) , снятого режиссером Орели Вейнантс. Впервые он был показан на Евроканале в 2012 году. [87]
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь )