Содержание статьи

    КЛУГ, ААРОН

    КЛУГ, ААРОН (Klug, Aaron) (р. 1926) (Великобритания). Нобелевская премия по химии 1982.

    Родился 11 августа 1926 в Желвасе (Литва) в семье торговца скотом Лазаря Клуга и Беллы Силин. Когда ему было два года, Клуги переехали в Дурбан (Южная Африка), куда семья его матери эмигрировала в начале века. С 1937 по 1941 Клуг учился в дурбанской школе. После того, как мальчик прочитал книгу Поля де Крайфа Охотники за микробами, у него родился интерес к науке.

    Поступив в 1942 в Витватерсрандский университет в Йоханнесбурге, Клуг стал посещать подготовительный курс по медицине, а также занятия по биохимии, физике и математике. К тому времени, когда в 1945 он окончил университет, получив степень бакалавра естественных наук, его выбором стала физика.

    Занимаясь в Кейптаунском университете на выделенную ему стипендию, он изучил у одного из своих учителей, Р.У.Джеймса, метод рентгеновской кристаллографии. Получив в 1946 степень магистра естественных наук, Клуг остался в Кейптаунском университете, чтобы продолжить свою работу с Джеймсом над изучением органических соединений с помощью дифракции рентгеновских лучей. «В течение этого времени, – вспоминал он позднее, – у меня возник серьезный интерес к структуре материи и к тому, как она возникла».

    Стипендия и субсидия на проведение научных исследований, полученная от Тринити-колледжа Кембриджского университета, позволили Клугу в 1949 переехать в Англию. Клуг хотел работать Кавендишской лаборатории у Нобелевских лауреатов 1962 М.Перуца и Дж.Кендрю, но там не было свободных мест, и Клуг под руководством Д.Р.Хартри изучал структуру стали. За эту работу он в 1952 получил докторскую степень.

    Перейдя в отдел коллоидной химии, Клуг в течение 1953 исследовал биофизические процессы, в ходе которых кислород и оксид углерода обмениваются в гемоглобине. Эти исследования усилили интерес ученого к рентгеновскому анализу биологических молекул, и к концу следующего года он получил стипендию Наффилда для работы в Бербекском колледже в Лондоне под руководством Джона Десмонда Бернала (1901–1971), бывшего преподавателя Перуца в Кембриджском университете. Очень недолгое время Клуг изучал рибонуклеазу. Во время этой работы он познакомился с Розалиндой Франклин, чье исследование по рентгеновскому анализу ДНК помогло в свое время Нобелевским лауреатам по физиологии или медицине 1962 Френсису Харри Комптону Крику и Джеймсу Дьюи Уотсону установить структуру этой молекулы.

    Она незадолго до этого приступила к исследованию вируса табачной мозаики. Полученные Франклин рентгеновские изображения, вызвали у Клуга большой интерес, и он подключился к этой работе. В результате Клуг (к тому времени Франклин умерла в 1958) установил, что вирус табачной мозаики представляет собой широкую спиралевидную структуру с повторяющимися фрагментами белка, причем генетический материал располагается вдоль внутренней поверхности белка.

    В этот же период времени Клуг и его коллеги исследовали вирусы, вызывающие полиомиелит. Считалось, что они имеют сферическую форму, но их точная структура установлена не была – имевшаяся в то время в распоряжении исследователей методология ренгенографического эксперимента была в принципе недостаточной для получения удовлетворительного результата.

    Опираясь на знания в области физики и рентгеновского анализа, Клуг разработал новый метод, называемый кристаллографической электронной микроскопией, при котором изображение, полученное с помощью электронного микроскопа, подвергается дифракции лазерным излучением. Получаемую в результате картину можно затем расшифровать и установить структуру анализируемого объекта.

    Этот метод вооружил Клуга не только новым техническим подходом, но и определил процедуру проведения исследований, которые связывают воедино клеточную и молекулярную структуры. Он мог теперь изучать сложную биологическую систему, сначала вычленив ее из клетки, затем получив подробную картину путем рентгеновского и химического анализов и, наконец, создав полное изображение всего устройства с помощью электронного микроскопа.

    В 1972 он начал применять эту последовательность при анализе хроматинов – соединений гистонов (особых белков) с ДНК, которые образуют хромосомы высокоорганизованных организмов. В 1981 Клугу и его коллегам удалось показать, что гистоны так туго свернуты в сферические клубки, что единственная нить ДНК человека длиной приблизительно в 2 метра укладывается в ядро клетки, диаметр которой меньше сотой доли миллиметра.

    Разрешающая способность метода Клуга позволяет получить изображение большинства атомов химических элементов. Таким образом, химик имеет возможность непосредственно наблюдать молекулы и их комплексы.