François Jacob

François Jacob
Rođenje	(1920-06-17) 17. juni 1920. Nancy, Francuska
Smrt	19. april 2013(2013-04-19) (92 godine) Pariz, Francuska
Državljanstvo	Francusko
Alma mater	Univerzitet u Parizu
Poznat(a) po	Operon
Istaknute nagrade	Mendelova Medalja (1962.) Grand Prix Charles-Leopold Mayer (1962.) Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu (1965.) ForMemRS (1973) Medalja Sir Hans Krebs (1982.)

François Jacob (17 juni 1920, – 19 april 2013,) bio je francuski biolog koji je, zajedno sa Jacquesom Monomod, pokrenuo ideju da se kontrola nivoa enzim a u svim ćelijama dešava regulacijom transkripcije. Podijelio je 1965. Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu sa Jacquesom Monodom i Andréom Lwoffom.

Rane godine

Jacob je rođen kao jedino dijete Simona, trgovca, i Thérèse (Franck) Jacob, u Nancyju, Francuska. Kao radoznalo dijete, naučio je čitati u mladosti. Albert Franck, Jacobov djed po majci, general sa četiri zvjezdice, bio je Jacobov uzor iz djetinjstva. Sa sedam je upisao Lycée Carnot, gdje se školovao narednih deset godina; u svojoj autobiografiji opisuje svoj utisak o tome: "kafez". Bio je antagoniziran od strane desničarske omladine u Lycée Carnot oko 1934. Svog oca opisuje kao "konformistu u religiji", dok su njegova majka i drugi članovi porodice važni u njegovom djetinjstvu bili sekularni Jevreji; ubrzo nakon njegove bar micve, postao je ateista.

Iako je bio zainteresovan (i talentovan) za fiziku i matematiku, Jacob je bio užasnut mogućnošću da provede dvije dodatne godine u „još drakonskom režimu“ kako bi se pripremio za viši studij na École Polytechnique. Umjesto toga, nakon što je posmatrao hiruršku operaciju koja je učvrstila njegovo "blago interesovanje" za medicinu, upisao je medicinski fakultet.

Tokom njemačke okupacije Francuske — i nakon smrti svoje majke — Jacob je napustio Francusku i otišao u Veliku Britaniju da se pridruži ratnim naporima. Jacob, koji je završio tek drugu godinu studija medicine, pridružio se medicinskoj četi 2. oklopne divizije Francuske 1940. Povrijeđen je u njemačkom zračnom napadu 1944. i vratio se u sada-oslobođeni Pariz, 1. avgusta 1944. Za svoju ratnu službu odlikovan je najvišim francuskim odlikovanjem za hrabrost u Drugom svjetskom ratu, ordenom oslobođenja (Ordre de la Libération) kao i Légion d'honneur i Croix de guerre 1939–1945.

Nakon oporavka, Jacob se vratio na medicinsku školu i počeo istraživati tirotricin i bakteriološke metode u tom procesu. Završio je tezu koju je opisao kao "preslikavanje američkog rada" o djelotvornosti antibiotika protiv lokalnih infekcija i postao je doktor medicine 1947. Iako ga je privuklo istraživanje kao karijera, bio je obeshrabren vlastitim percipiranim neznanjem nakon što je pohađao mikrobiološki kongres tog ljeta. Umjesto toga, preuzeo je poziciju u Centru Cabanel, gdje je radio svoje teze; njegov novi rad uključivao je proizvodnju antibiotika tirotricina. Kasnije je sa centrom zaključio ugovor da preuredi fabrike baruta za proizvodnju penicilina (iako se to pokazalo nemogućim).

U tom periodu upoznao je i počeo da se udvara svojoj budućoj supruzi Lise Bloch. Jacob remarried in 1999 to Geneviève Barrier.

Istraživanje

Monoov i Jakobov prikaz rasta populacije Escherichia coli

U 1961. Jacob i Monod istraživali su ideju da je kontrola nivoa ekspresije enzima u ćelijama i rezultat regulacije transkripcije sekvence DNK. Njihovi eksperimenti i ideje dali su podstrek novoj oblasti molekukulske razvojne biologije, a posebno regulacija transkripcije.

Dugi niz godina bilo je poznato da bakterijske i druge ćelije mogu da reaguju na spoljašnje uslove, regulacijom nivoa svojih ključnih metaboličkih enzima, i/ili aktivnosti ovih enzima. Naprimjer, ako se bakterija nađe u mediju koji sadrži laktozu, umjesto u jednostavnijem šećeru glukozi, mora se prilagoditi potrebi za 1) unosom laktoze, 2) cijepanjem laktoze na njene sastojke glukozu i galaktozu, i 3) pretvaranje galaktoze u glukozu. Bilo je poznato da ćelije pojačavaju svoju proizvodnju enzima koji rade ove korake kada su izloženi laktozi, umjesto da neprestano proizvode ove enzime. Studije kontrole aktivnosti enzima napredovale su kroz teorije o (alosternom) djelovanju malih molekula na samu molekulu enzima (uključivanje ili isključivanje), ali način kontrole proizvodnje enzima nije tada bio dobro shvaćen.

Sa ranijim određivanjem strukture i centralnog značaja DNK, postalo je jasno da su svi proteini na neki način proizvedeni iz njegovog genetičkog koda, i da bi ovaj korak mogao formirati ključnu kontrolnu tačku. Jacob i Monod su napravili ključna eksperimentalna i teorijska otkrića koja su pokazala da u slučaju sistema laktoze koji je gore opisan (u bakteriji E. coli), postoje specifični proteini koji su posvećeni potiskivanju transkripciji DNK u njen proizvod (RNK, koji je zauzvrat dekodira u protein).

Ovaj represor (lac repressor) pravi se u svim ćelijama, vezujući se direktno za DNK na genu koji kontroliše, i fizički sprečavajući transkripcijski aparat da dobije pristup DNK. U prisustvu laktoze, dio laktoze se pretvara u alolaktozu, koja se veže za represor, čineći ga više nesposobnim da se veže za DNK, a transkripcijska represija se ukida. Na ovaj način se konstruiše robusna petlja povratne sprege koja omogućava da se skup proteinskih proizvoda za varenje laktoze pravi samo kada su potrebni. Jacob i Monod proširili su ovaj model represora na sve gene u svim organizmims u njihovoj početnoj fazi. Regulacija genske aktivnosti razvila se u veoma veliku poddisciplinu molekularna biologija, i u stvari pokazuje ogromnu raznolikost u mehanizmima i mnoge nivoe složenosti. Sadašnji istraživači pronalaze regulatorne događaje na svakom zamislivom nivou procesa koji izražavaju genetičke informacije. U relativno jednostavnom genomu pekarskog kvasca, (Saccharomyces cerevisiae), 405 od njegovih 6.419 gena koji kodiraju proteine direktno je uključeno u kontrolu transkripcije, u poređenju sa 1.938 koji su enzimi.

Počasti i nagrade

• 1962. Grand Prix Charles-Leopold Mayer od Académie des Sciences
• 1964. izabran u Američku akademiju umjetnosti i nauka
• 1965. Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu sa Andréom Lwoffom i Jacquesom Monodom
• 1969. izabran u američku Nacionalnu akademiju nauka
• 1969. izabran u Američko filozofsko društvo
• 1973. Izabran za stranog člana Kraljevskog društva (ForMemRS)
• 1996. Nagrada Lewis Thomas za pisanje o nauci
• 1996. Académie française Sjedište 38

Bibliografija

• Jacob, François; Élie Wollman|E. L. Wollman. Sexuality and the Genetics of Bacteria. Academic Press, 1961 OCLC 251900319
• Jacob, François. The Possible & The Actual. Pantheon Books, 1982 ISBN 9780295958880
• Jacob, François. The Statue Within: An Autobiography by, translated from the 1987 French edition by Franklin Philip. Basic Books, 1988. ISBN 978-0-465-08223-0; new edition: 9780879694760
• Jacob, François. The Logic of Life. translated from the 1976 French edition by Princeton University Press, 1993 ISBN 0394472462
• Jacob, François. Of Flies, Mice and Men, translated from the French edition and published by Harvard University Press, 1998 ISBN 9780674631113
• Jacob, F.; Perrin, D.; Sánchez, C.; Monod, J.; Edelstein, S. (2005). "The operon: A group of genes with expression coordinated by an operator. C.R.Acad. Sci. Paris 250 (1960) 1727–1729". Comptes Rendus Biologies. 328 (6): 514–520. doi:10.1016/j.crvi.2005.04.005. PMID 15999435.
• Ullmann, A.; Jacob, F.; Monod, J. (1968). "On the subunit structure of wild-type versus complemented beta-galactosidase of Escherichia coli". Journal of Molecular Biology. 32 (1): 1–13. doi:10.1016/0022-2836(68)90140-X. PMID 4868117.
• Ullmann, A.; Jacob, F.; Monod, J. (1967). "Characterization by in vitro complementation of a peptide corresponding to an operator-proximal segment of the beta-galactosidase structural gene of Escherichia coli". Journal of Molecular Biology. 24 (2): 339–343. doi:10.1016/0022-2836(67)90341-5. PMID 5339877.
• Ullmann, A.; Perrin, D.; Jacob, F.; Monod, J. (1965). "Identification, by in vitro complementation and purification, of a peptide fraction of Escherichia coli beta-galactosidase". Journal of Molecular Biology. 12 (3): 918–923. doi:10.1016/S0022-2836(65)80338-2. PMID 4285628.
• Willson, C.; Perrin, D.; Cohn, M.; Jacob, F.; Monod, J. (1964). "Non-Inducible Mutants of the Regulator Gene in the "lactose" System of Escherichia Coli". Journal of Molecular Biology. 8 (4): 582–592. doi:10.1016/S0022-2836(64)80013-9. PMID 14153528.
• Jacob, F.; Ullman, A.; Monod, J. (1964). "The Promotor, A Genetic Element Necessary to the Expression of an Operon". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 258: 3125–3128. PMID 14143651.
• Jacob, F.; Monod, J. (1964). "Biochemical and Genetic Mechanisms of Regulation in the Bacterial Cell". Bulletin de la Société de Chimie Biologique. 46: 1499–1532. PMID 14270538.
• Monod, J.; Changeux, J.; Jacob, F. (1963). "Allosteric proteins and cellular control systems". Journal of Molecular Biology. 6 (4): 306–329. doi:10.1016/S0022-2836(63)80091-1. PMID 13936070.
• Jacob, F.; Sussman, R.; Monod, J. (1962). "On the nature of the repressor ensuring the immunity of lysogenic bacteria". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 254: 4214–4216. PMID 14036499.
• Jacob, F.; Monod, J. (1961). "Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins". Journal of Molecular Biology. 3 (3): 318–356. doi:10.1016/S0022-2836(61)80072-7. PMID 13718526.
• Monod, J.; Jacob, F. (1961). "Teleonomic mechanisms in cellular metabolism, growth, and differentiation". Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 26: 389–401. doi:10.1101/sqb.1961.026.01.048. PMID 14475415.
• Perrin, D.; Jacob, F.; Monod, J. (1960). "Induced biosynthesis of a genetically modified protein not presenting affinity for the inductor". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 251: 155–157. PMID 13734531.
• Buttin, G.; Jacob, F.; Monod, J. (1960). "Constituent synthesis of galactokinase following the development of lambda bacteriophages in Escherichia coli K 12". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 250: 2471–2473. PMID 13806544.
• Jacob, F.; Perrin, D.; Sánchez, C.; Monod, J. (februar 1960). "L'opéron : groupe de gènes à expression coordonnée par un opérateur" [Operon: a group of genes with the expression coordinated by an operator] (PDF). Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences (Facsimile version reprinted in 2005). 250 (6): 1727–1729. ISSN 0001-4036. PMID 14406329. Arhivirano s originala (PDF), 4. 3. 2016. Pristupljeno 27. 8. 2015.
• Jacob, F.; Monod, J. (1959). "Genes of structure and genes of regulation in the biosynthesis of proteins". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 249: 1282–1284. PMID 14406327.
• Pardee, A.; Jacob, F.; Monod, J. (1958). "The role of the inducible alleles and the constitutive alleles in the synthesis of beta-galactosidase in zygotes of Escherichia coli". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 246 (21): 3125–3128. PMID 13547552.
• Jacob, F.; Torriani, A.; Monod, J. (1951). "Effect of ultraviolet rays on the biosynthesis of galactosidase and on the multiplication of T2 bacteriophage in Escherichia coli". Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. 233 (20): 1230–1232. PMID 14905606.

Vanjski linkovi

• François Jacob na Nobelprize.org
• François Jacob tells his life story at Web of Stories (video)
• L'Académie française
• Discoveries concerning genetic control of enzyme and virus synthesis.