Нобелевский лауреат Джулиус Аксельрод, начав заниматься большой наукой в 42 года, придумал несколько лекарств и разгадал одну из самых главных загадок синаптической передачи. Премию по физиологии и медицине 1970 года американский ученый получил за работу и многочисленные открытия в области нейромедиаторов (гуморальных передатчиков в нервных окончаниях).
Аксельрод родился 30 мая 1912 года в Нью-Йорке, в семье польских иммигрантов-евреев. Его отец продавал цветочные корзины торговцам и бакалейным лавкам. Окончив в 1933 году Сити-колледж (который насмешливо называли «Гарвардом для пролетариата»), Джулиус работал микробиологом и химиком на кафедрах Нью-Йоркского университета, а с 1946 года – в научно-исследовательском отделе университета при госпитале им. Голдуотера, где проводил биохимические исследования. «Вечный лаборант» только на 43-м году жизни стал доктором наук – но уже через 15 лет стоял в одном ряду с коллегами Ульфом фон Эйлером и Бернардом Кацем, получая свою Нобелевскую премию.
Интересно, что в своей автобиографии ученый указывает, что за свое настоящее образование благодарен библиотеке Гамильтонского рыбного парка, располагавшейся в квартале от его дома. Там он проводил часы за чтением литературы — художественной, исторической, научной, какая попадалась под руку. Джулиус очень хотел стать врачом и подал документы во все возможные медицинские колледжи Нью-Йорка, но его не приняли ни в один… В университетской лаборатории промышленной гигиены, которая находилась под управлением Департамента здравоохранения Нью-Йорка, Аксельрод тестировал разные витаминные соединения, добавляемые в пищу. Витамины в то время были некоторым пищевым ноу-хау, и Департамент здравоохранения хотел установить, какие точные их количества добавлять в молоко и другие продукты питания. Будущий нобелевский лауреат именно там получил необходимые технические навыки, которые впоследствии будет широко использовать в своих исследованиях, сделавших его знаменитым. Но кроме того, там же по несчастливой случайности – взорвалась бутыль с аммиаком – он лишился одного глаза, и весь остаток жизни носил очки с затемненным левым стеклом.
Поворотным моментом для «вечного лаборанта» стало поручение уточнить, почему фенацетин и ацетанилид — основные составляющие, наряду с аспирином, популярных таблеток от головной боли – приводили к опасному повышению в крови метгемоглобина, продукта метаболизма гемоглобина. Подъемы концентрации метгемоглобина в крови людей ничем хорошим обернуться не могли: он не обладает способностью переносить кислород.
Для решения этой биохимической загадки Аксельрода порекомендовали в помощь профессору Бернарду Броди — талантливому химику, на тот момент работавшему в Мемориальной больнице Голдуотер. Трудясь вместе с Броди с 1946 года, он показал, что ацетанилид и фенацетин соответственно превращаются в анилин и p-фенетидин — токсичные вещества, виновные в образовании метгемоглобина. Другой же метаболит, N-ацетил-p-аминофенол или ацетаминофен (также известный как парацетамол), отвечал за анальгетический эффект. Это открытие легло в основу первых двух научных публикаций Аксельрода и привело к созданию препарата «Тайленол». Он обрел невероятно широкую популярность в мире, тем не менее, изобретатели не запатентовали свое открытие, а потому и не могли претендовать на процент от продаж.
В 1950 году коллеги перешли в недавно созданные Национальные институты здоровья (NIH) в Бетесде. Там Джулиус уже обрел большую независимость и начал заниматься метаболизмом кофеина, эфедрина и амфетамина у животных. Он хотел более подробно понять, как метаболизируются лекарства, и поэтому совмещал различные субклеточные фракции с амфетамином и эфедрином. Внезапно, работая с клетками печени, он обнаружил неизвестную ранее группу ферментов, которым для корректной работы нужны НАДФН (восстановленная форма никотинамид-аденин-динуклеотид-фосфата) и молекулярный кислород. Оказалось, что эта группа веществ — семейство метаболизирующих лекарства ферментов цитохрома P450. Их открытие стало классикой фармакологии.
Под давлением коллег Аксельрод (все называли его просто «Джули») взял годичный отпуск, поступил в Университет Джорджа Вашингтона и в возрасте 42 лет получил докторскую степень. Теперь он мог претендовать на более высокие должности и сразу же стал стал главой отдела фармакологии в лаборатории клинических наук Национального института психического здоровья.
На новом этапе Аксельрод занялся аномальным метаболизмом адреналина (в качестве нейромедиатора) при шизофрении. Чтобы понять, как адреналин обычно метаболизируется, Аксельрод начал научные поиски и понял, что адреналин-продуцирующие опухоли превращают адреналин в продукт, у которого в одной из двух гидроксильных групп его катехинового кольца появляется метильная группа. Ученый вскоре обнаружил фермент, который проделывает подобную реакцию, и назвал его катехол-O-метилтрансферазой. Используя меченый радиоактивным изотопом S-аденозилметионин, Аксельрод открыл еще несколько подобных ферментов: фермент надпочечников, который производит адреналин из норадреналина, и фермент, который инициирует образование мелатонина в шишковидной железе мозга — гормона темноты, регулирующего циркадные ритмы.
Ранее считалось, что инактивация нейромедиатора происходит только с помощью ферментов, поскольку первый известный нейромедиатор ацетилхолин разрушался именно таким образом. Но вскоре стало очевидно, что инактивация с помощью обратного захвата — не исключение, а вполне себе правило, причем для многих нейромедиаторов – например, для серотонина. Аксельрод даже нашел основные лекарственные вещества, которые препятствуют обратному захвату, и это открытие привело к появлению современного поколения антидепрессантов — селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС). Самый яркий пример этой группы — известный многим флуоксетин (прозак).
Этот комплекс важнейших исследований, начавшийся в 1957 году, в итоге и привел к Нобелевской премии по физиологии или медицине 1970 года. Аксельрод разделил ее с Ульфом ван Эйлером, который установил, что норадреналин может быть и нейромедиатором, и с Бернардом Кацем, который показал, что нейромедиаторы хранятся в синаптических пузырьках нервных окончаний и выделяются «квантованно».
Вот какую речь произнес он на Нобелевском банкете: «Эта награда появилась в то время, когда многие из наших молодых и даже самых влиятельных коллег считают, что фундаментальные исследования не имеют значения или могут использоваться исключительно во зло. Но я думаю, мы можем легко продемонстрировать, что, хотя наша работа и носит фундаментальный характер, она также дает нам понимание того, как можно объяснить депрессию, болезнь Паркинсона, гипертонию, зависимости, в том числе от наркотиков. И это может также привести к открытиям в лечении этих ужасных недугов».
Кстати, по признанию ученого, лучшие идеи к нему приходили во время мытья лабораторной посуды. Поэтому он и после получения Нобелевской премии продолжал работать в привычном режиме. Один из его учеников вспоминал: «Всегда можно было рассчитывать на хороший совет от Джули. У него была особая способность видеть сквозь биологические явления, тогда как остальные из нас этого не могли. Его магия — не в том, чтобы проводить эксперименты, которые требовали технической ловкости. У него были идеи. Что действительно отличает гигантов от остальных, так это способность задавать великие вопросы».
_____________________________________________________
📩Прислать статью unbelievablesci55@gmail.com
📩Написать редактору glavred@un-sci.com
✒️Читайте нас на Яндекс Дзен
📩У нас есть страница на Facebook и Вконтакте
📩Журнал «Гранит Науки» в Тeletype