مارشال وارن نيرنبرغ

مارشال وارن نيرنبرغ (10 أبريل 1927 - 15 يناير 2010) ^{[ 1 ]} كان عالم كيمياء حيوية وعالم وراثة أمريكيًا . ^{[ 2 ]} تقاسم جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء عام 1968 مع هار غوبيند خورانا وروبرت دبليو هولي لاكتشافهما "فك الشفرة الوراثية " ووصف كيفية عملها في تخليق البروتين . في العام نفسه، مُنح مع هار غوبيند خورانا جائزة لويزا غروس هورويتز من جامعة كولومبيا .

وُلد نيرنبرغ في مدينة نيويورك لعائلة يهودية ، وهو ابن مينيرفا (بيكوفسكي) وهاري إدوارد نيرنبرغ، الذي كان يعمل في صناعة القمصان. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} أُصيب بالحمى الروماتيزمية في صغره، فانتقلت العائلة إلى أورلاندو ، فلوريدا، للاستفادة من مناخها شبه الاستوائي . وقد نما لديه اهتمام مبكر بعلم الأحياء . في عام 1948، حصل على درجة البكالوريوس ، وفي عام 1952، حصل على درجة الماجستير في علم الحيوان من جامعة فلوريدا في غينزفيل، حيث كان أيضًا عضوًا في أخوية باي لامدا فاي . ^{[ 6 ]} كانت أطروحته لنيل درجة الماجستير دراسة بيئية وتصنيفية لذباب القمص ( Trichoptera ). حصل على درجة الدكتوراه في الكيمياء الحيوية من جامعة ميشيغان ، آن أربور، عام 1957، حيث درس امتصاص الهكسوز في الخلايا السرطانية تحت إشراف جيمس ف. هوغ. ^{[ 5 ]}

بدأ نيرنبرغ أبحاث ما بعد الدكتوراه في المعاهد الوطنية للصحة (NIH) عام 1957 كزميل في الجمعية الأمريكية للسرطان، في ما كان يُعرف آنذاك بالمعهد الوطني لالتهاب المفاصل والأمراض الاستقلابية . وفي عام 1959، أصبح باحثًا في الكيمياء الحيوية في المعاهد الوطنية للصحة ، وبدأ بدراسة الخطوات التي تربط الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي ( RNA) والبروتين . وقد ساهمت تجاربه الرائدة في ترقيته ليصبح رئيسًا لقسم علم الوراثة الكيميائية الحيوية عام 1962 في المعهد الوطني للقلب (الذي يُعرف الآن بالمعهد الوطني للقلب والرئة والدم )، حيث بقي رئيسًا للمختبر حتى وفاته. ومن بين رؤساء المختبرات الآخرين الذين عملوا معه إرنست فريز ودانيال كارلتون غايدوسيك . تزوج عام 1961 من بيرولا زالتزمان ، الكيميائية من جامعة ريو دي جانيرو بالبرازيل ، والتي عملت أيضًا في معاهد الصحة الوطنية الأمريكية وتوفيت عام 2001. وفي عام 2005، تزوج نيرنبرغ من ميرنا وايزمان ، الحاصلة على درجة الدكتوراه ، وأستاذة علم الأوبئة والطب النفسي في كلية الأطباء والجراحين بجامعة كولومبيا . وكان لديه أربعة أبناء بالتبني: سوزان وايزمان من إيفانستون ، إلينوي، وجوديث وايزمان من نيويورك ، نيويورك، وشارون وايزمان من نيو هيفن ، كونيتيكت، وجوناثان وايزمان من سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا. كما ترك وراءه شقيقته، جوان نيرنبرغ غايغر من دالاس، تكساس، وعددًا من بنات وأبناء الأخ والأخت.

حصل نيرنبرغ على الميدالية الوطنية للعلوم عام 1964 والميدالية الوطنية للشرف عام 1968 من الرئيس ليندون جونسون . ^{[ 7 ]} وفي عام 1981، أصبح نيرنبرغ عضوًا مؤسسًا في المجلس الثقافي العالمي . ^{[ 8 ]} وفي عام 1986، تم تكريم إنجازات نيرنبرغ ومساهماته في مجال الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في فعالية أقيمت في العاصمة الأمريكية تكريمًا لموسى بن ميمون ومناحيم شنيرسون ، واستضافها بوب دول وجو بايدن . ^{[ 9 ]} وانتُخب عضوًا في الجمعية الفلسفية الأمريكية عام 2001. وتوفي في 15 يناير 2010، بعد صراع مع مرض السرطان دام عدة أشهر. ^{[ 1 ]}

بحلول عام ١٩٥٨، أظهرت التجارب والتحليلات، مثل تجربة أفيري-ماكلويد-مكارتي ، وتجربة هيرشي-تشيس ، وبنية واتسون-كريك ، وتجربة ميسلسون-ستال، أن الحمض النووي (DNA) هو جزيء المعلومات الوراثية. مع ذلك، لم يكن معروفًا كيف يوجه الحمض النووي (DNA) التعبير عن البروتينات ، أو ما هو دور الحمض النووي الريبوزي (RNA) في هذه العمليات. تعاون نيرنبرغ مع هاينريش ج. ماثاي في المعاهد الوطنية للصحة للإجابة على هذه الأسئلة. أنتجا حمضًا نوويًا ريبوزيًا (RNA) يتكون حصريًا من اليوراسيل ، وهو نيوكليوتيد لا يوجد إلا في الحمض النووي الريبوزي (RNA). ثم أضافا هذا الحمض النووي الريبوزي (RNA) الاصطناعي متعدد اليوراسيل إلى مستخلص خالٍ من الخلايا من بكتيريا الإشريكية القولونية (Escherichia coli) يحتوي على الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) والريبوسومات وغيرها من الآليات الخلوية اللازمة لتخليق البروتين. أضافا إنزيم ديوكسي ريبونوكلياز (DNase) ، الذي يكسر الحمض النووي (DNA)، بحيث لا يتم إنتاج أي بروتينات إضافية غير تلك الناتجة عن الحمض النووي الريبوزي (RNA) الاصطناعي . ثم أضافوا حمضًا أمينيًا واحدًا موسومًا إشعاعيًا ، وهو اللبنة الأساسية للبروتينات، و19 حمضًا أمينيًا غير موسوم إلى المستخلص، مع تغيير الحمض الأميني الموسوم في كل عينة. فقط في المستخلص الذي يحتوي على فينيل ألانين الموسوم إشعاعيًا ، كان البروتين الناتج مشعًا أيضًا . هذا يعني أن الشفرة الوراثية للفينيل ألانين على الحمض النووي الريبوزي (RNA) تتكون من تكرار قواعد اليوراسيل. في الواقع، كما نعرف الآن، هي UUU (ثلاث قواعد يوراسيل متتالية). كانت هذه الخطوة الأولى في فك شفرة الكودونات الوراثية وأول دليل على وجود الحمض النووي الريبوزي الرسول (انظر تجربة نيرنبرغ وماثاي ). ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

في أغسطس/آب 1961، وخلال المؤتمر الدولي للكيمياء الحيوية في موسكو، قدّم نيرنبرغ ورقة بحثية لمجموعة صغيرة من العلماء، أعلن فيها عن فكّ شفرة الكودون الأول من الشفرة الوراثية. وفي نهاية المحاضرة، عانق ماثيو ميسلسون ، الذي كان حاضرًا، نيرنبرغ تلقائيًا، ثم أخبر فرانسيس كريك بنتيجة نيرنبرغ. ^{[ 17 ]} ودعا كريك نيرنبرغ لتكرار عرضه في اليوم التالي أمام جمهور أكبر بكثير. ^{[ 18 ] [ 19 ]} وأثار نيرنبرغ حماس المجتمع العلمي خلال حديثه أمام المؤتمر الذي ضمّ أكثر من ألف شخص. ^{[ 17 ]} وسرعان ما حظيت هذه التجارب باهتمام علمي واسع. وفي غضون سنوات قليلة، أجرى فريقه البحثي تجارب مماثلة، واكتشف أن تكرارات الأدينوزين الثلاثية (AAA) تُنتج حمض الليسين الأميني ، وأن تكرارات السيتوزين (CCC) تُنتج البرولين . تحقق الإنجاز التالي عندما طور فيليب ليدر ، الباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر نيرنبرغ، طريقة لتحديد الشفرة الوراثية على أجزاء من الحمض النووي الريبوزي الناقل (انظر تجربة نيرنبرغ وليدر ). وقد ساهم ذلك بشكل كبير في تسريع عملية ربط الكودونات الثلاثية القواعد بالأحماض الأمينية، حيث تم تحديد 50 كودونًا بهذه الطريقة. وأكدت تجارب خورانا هذه النتائج وأكملت ترجمة الشفرة الوراثية.

يُشار غالبًا إلى الفترة بين عامي 1961 و1962 باسم "سباق الترميز" نظرًا للمنافسة الشديدة بين مختبرات نيرنبرغ في معاهد الصحة الوطنية الأمريكية (NIH) ومختبرات سيفيرو أوتشوا، الحائز على جائزة نوبل ، في كلية الطب بجامعة نيويورك، والذي كان يضم فريقًا ضخمًا. وأمام إمكانية مساعدة أول عالم من معاهد الصحة الوطنية الأمريكية على الفوز بجائزة نوبل، تخلى العديد من علماء المعاهد عن أعمالهم لمساعدة نيرنبرغ في فك شفرة كودونات الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) للأحماض الأمينية. وقد وصف الدكتور ديويت ستيتن الابن ، مدير المعهد الوطني لالتهاب المفاصل والأمراض الأيضية، هذه الفترة من التعاون بأنها "أروع إنجازات معاهد الصحة الوطنية الأمريكية". ^{[ 20 ]}

ركزت أبحاث نيرنبرغ اللاحقة على علم الأعصاب ، والتطور العصبي، وجينات الهوموبوكس .

• تاريخ بيولوجيا الحمض النووي الريبي
• قائمة الحائزين اليهود على جائزة نوبل
• قائمة علماء الأحياء المتخصصين في الحمض النووي الريبي (RNA)
• ج. هاينريش ماثاي

• فويت، دونالد وجوديث ج. فويت. 1995. الكيمياء الحيوية، الطبعة الثانية. جون وايلي وأولاده، نيويورك.
• المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. "ملامح في العلوم: أوراق مارشال دبليو نيرنبرغ" .

• مارشال دبليو نيرنبرغ على موقع Nobelprize.org
• أوراق مارشال نيرنبرغ (1937-2003) – دليل مكتبة الطب الوطنية
• أوراق مارشال نيرنبرغ – نبذة عن العلوم، المكتبة الوطنية للطب
• مقابلة فيديو مجانية مع مارشال دبليو نيرنبرغ مقدمة من مؤسسة فيغا للعلوم.
• حياة وأعمال مارشال دبليو نيرنبرغ العلمية. (من ريتشارد أولسون وروجر سميث (محرران) الموسوعة البيوغرافية للعلماء. 1998.)
• الموقع الرسمي لجائزة لويزا غروس هورويتز
• إد ريجيس (نوفمبر 2007)، "مفكك الشفرة المنسي"، مجلة ساينتفك أمريكان ، 297 (5): 50-51 ، Bibcode : 2007SciAm.297e..50R ، doi : 10.1038/scientificamerican1107-50 ، PMID 17990823 ، (عنوان فرعي) في ستينيات القرن العشرين، فكّ مارشال دبليو نيرنبرغ الشفرة الوراثية، وهي تركيبة النيوكليوتيدات A وT وG وC التي تحدد الأحماض الأمينية. فلماذا يعتقد الناس أن فرانسيس كريك هو من فعل ذلك؟