Орджел, Лесли Илизер: биография

В 1964 году Орджел окончательно перебрался в США и сосредоточил все усилия на изучении проблемы возникновения жизни на Земле. Его внимание особенно привлекали рибонуклеиновые кислоты, поскольку к тому времени уже было известно, что они являются и носителями, и передатчиками генетической информации. Серьезным результатом его исследований в этой области стала статься 1968 года, в которой была высказана гипотеза, что жизнь на ранней Земле могла быть представлена исключительно рибонуклеиновыми кислотами, которые и хранили генетическую информацию, и были способны к самостоятельной (без участия белков) репликации. Эта гипотеза была серьёзно проработана Орджелом, окончательно сформулирована в работе Уолтера Гильберта и ныне носит название «гипотезы РНК-мира».

Проверка данной гипотезы определила направление дальнейшей научной деятельности Орджела. Он поставил перед собой задачи проверить возможность абиогенного синтеза нуклеотидов, возможность самопроизвольного их соединения в полинуклеотиды и способность полинуклеотидов без участия белков инициировать синтез комплементарных пар.

Развивая работу Джоан Оро (1961 год), в которой была показана возможность синтеза аденина из аммиака и синильной кислоты в пребиотических условиях, Орджел предложил механизм, объясняющий, каким образом указанные реагенты могли совместно концентрироваться на ранней Земле, обеспечивая образование аденина в больших количествах. Также он предложил несколько возможных схем синтеза других нуклеиновых оснований и продемонстрировал возможность их самопроизвольного соединения с рибозой и рибозилфосфатами.

Затем Орджел показал, что предварительно синтезированная РНК способна по темплатному механизму синтезировать свою комплементарную пару, будучи помещённой в раствор активированных мононуклеотидов. При этом выход желаемого продукта оказывался невысоким, и образовывалось большое количество изомерных продуктов.

В то время рибозимы ещё не были известны, но Орджел считал, что если в ходе таких процессов произойдёт образование РНК, способной катализировать собственную репликацию, то её количество может стать доминирующим. Этот принцип (по сути, абиогенный аналог дарвиновского естественного отбора) является основополагающим в гипотезе РНК-мира.

В дальнейшей научной деятельности Орджела можно выделить два основных направления.

Первое было связано с поиском подтверждений универсальности естественного отбора и применимости этого принципа к химическим процессам. В этом направлении научная группа Орджела достигла определённых успехов. Группа проводила репликацию бактериофага Q в пробирке при помощи фермента Q-репликазы в присутствии бромистого этидия — соединения, подавляющего репликацию вируса за счёт нарушения структуры его РНК. В итоге через некоторое время «пробирочной эволюции» был получен штамм вируса, более устойчивый к бромистому этидию, чем исходный.

Второе направление состояло в решении задач, поставленных предыдущими открытиями Орджела. Основными из них стали объяснение энантиоселективности при абиогенезе и причин, по которым в ходе молекулярной эволюции были отброшены аналоги нуклеотидов, которые также могли образовываться на протопланете. Исследования в данном направлении продолжаются в различных лабораториях по сей день.

Основные труды

Лесли Орджел славился высокой научной продуктивностью. Уже к 35 годам на его счету было почти сто опубликованных работ различного рода, написанных им самим или в соавторстве. Наибольшую популярность ему принесли следующие монографии:

• Leslie E. Orgel, An Introduction to Transition-Metal Chemistry. The Ligand Field Theory, 1961
• Leslie E. Orgel, The Origins of Life: Molecules and Natural Selection, 1973
• Leslie E. Orgel and StanleyL. Miller, The Origins of Life on the Earth, 1974

Почести и награды

Заслуги Орджела были высоко оценены научными сообществами по обе стороны Атлантического океана. В 1957 году он получил премию Гариссона за работы в области неорганической химии. В 1962 году он был избран членом Лондонского королевского общества по развитию знаний о природе.

В США Орджел был награждён стипендией Гуггенхайма в 1971 году, премией Эванса и медалью Гарольда Юри от Международного общества изучения происхождения жизни на Земле в 1975 году. В 1990 году Орджел был избран членом Национальной академии наук США.

Личная жизнь и хобби

Лесли Орджел прожил 57 лет со своей женой Элис Орджел (Левинсон). В их семье родилось трое детей: Вивьен, Ричард и Роберт.

Орджел всю жизнь увлекался коллекционированием. Он собирал ковры, книги, декоративные вещи и французские вина.

Интересные факты

• Графическое представление расщепления d- и f-орбиталей иона в кристаллическом поле лигандов носит название «диаграммы Орджела».
• Во время получения постдокторантуры Орджел вступил в «RNA Tie Club»: полуформальную организацию, состоявшую из 24 видных учёных, целью которой было выяснить, каким образом ДНК связана с белками и как происходит передача наследственной информации. Каждый член клуба носил галстук с изображением двойной спирали ДНК. Двадцать членов клуба сопоставлялись протеиногенным аминокислотам, четыре почётных члена клуба символизировали нуклеотиды. Орджел был «треонином».
• Во время исследования возможных альтернатив классическим нуклеотидам (в эволюционном смысле) Орджел разработал и запатентовал методику синтеза арабинозилцитозина — соедниения, широко применяющегося для лечения лейкемии и лимфом. Доходы от патента Орджел тратил на организацию ежедневных чаепитий в своей лаборатории и на проведение праздничных мероприятий.
• По результатам своих исследований в области молекулярной эволюции Орджел сформулировал эволюционные правила. Первое гласит: «Если самопроизвольный процесс проходит слишком медленно или неэффективно, найдётся фермент, который эволюционирует так, чтобы ускорить этот процесс». Второе правило звучит как «Эволюция умнее, чем ты».