Articles

1994 Albert Lasker Award

Der Augustinerpater Gregor Mendel begann in den 1860er Jahren mit dem Studium der Vererbung; um die Wende zum 20. Obwohl jahrzehntelange Untersuchungen auf der ganzen Welt immer wieder neues Wissen über die genetische Vererbung hervorbrachten, öffnete die zentrale Entdeckung dessen, was genau ein Gen ist, der modernen Genforschung die Türen. Für seine Rolle bei der Identifizierung von Desoxyribonukleinsäure — DNA — als Träger genetischer Informationen im Jahr 1944 erhielt Maclyn McCarty 1994 den Albert Lasker Award für besondere Leistungen in der Medizin.

Im Jahr 1900 hatte der deutsche Bakteriologe Frederick Neufeld entdeckt, dass Pneumokokken-Bakterien in verschiedenen Typen existieren, von denen jede eine andere immunologische Reaktion hervorruft. Zu dieser Zeit war die Wissenschaft der Ansicht, dass sich Bakterien durch Klonen vermehren und dass Neufelds Typen über Generationen hinweg fixiert und unveränderlich sein müssen. Nach dem Ersten Weltkrieg fand der britische Arzt Frederick Griffith, während er an einem Impfstoff gegen die spanische Grippepandemie arbeitete, Beweise, die diesen Glauben in Frage stellten. Griffith verglich den virulenten Typ-III-Stamm von Streptococcus pneumoniae, genannt „S-Stamm“ für die glatte Polysaccharidkapsel, die ihn umgibt, mit dem avirulenten Typ-II-Stamm, genannt „R-Stamm“ für sein raues Aussehen aufgrund des Fehlens einer Kapsel, und machte eine entscheidende Entdeckung. Obwohl die Wärmebehandlung Bakterien des S-Stammes abtötet, gibt es ein „Transformationsprinzip“, nach dem selbst durch Hitze abgetötete Bakterien des S-Stammes avirulente Bakterien des R-Stammes in ein infektiöses Agens verwandeln können, indem sie es irgendwie mit der Schutzkapsel versehen. Er fand außerdem heraus, dass der „transformierte“ R-Stamm seine erworbene Virulenz über mehrere Generationen hinweg beibehielt.

Ein Team von Wissenschaftlern am Rockefeller Institute for Medical Research, darunter Oswald T. Avery, Colin M. MacLeod und Dr. McCarty nahm sofort die Untersuchung des Transformationsprinzips auf, entwickelte zunächst eine Methode zur Transformation von Bakterien in vitro (im Gegensatz zu den Griffith-Experimenten an Mäusen) und extrahierte anschließend zellfreie wässrige Lösungen, die die transformative Eigenschaft enthielten, um zu beweisen, dass es sich um eine chemische Substanz handelte. In den 1930er Jahren war die wissenschaftliche Gemeinschaft weitgehend davon überzeugt, dass zelluläres Protein die fragliche Substanz war.

Da Dr. Griffith bereits gezeigt hatte, dass durch Hitze abgetötete S-Stammbakterien ein lebensfähiges Transformationsprinzip beibehalten, Drs. Avery, MacLeod und McCarty töteten mehrere verschiedene Arten von Pneumoccoci und extrahierten salzlösliche Komponenten aus ihnen. Anschließend trennten sie die Bakterien ab und zerlegten sie in ihre einzelnen chemischen Bestandteile, wobei sie jeweils auf die transformierende Eigenschaft testeten. Sie trafen schließlich auf ein Molekül, dessen chemische Zusammensetzung mit der DNA übereinstimmte, und bewiesen, dass es nicht ein kleinerer Teil des Moleküls war — zum Beispiel eine unsichtbare, anhaftende RNA– oder Proteinkontamination -, die das Transformationsprinzip trug. Anwendungen von Trypsin und Chymotrypsin — Enzymen, von denen bekannt ist, dass sie Protein lysieren — konnten den Extrakt nicht beeinflussen, ebenso wie Ribonuklease — von der bekannt ist, dass sie RNA abbaut. Desoxyribonukleodepolymerase zerstörte jedoch das Transformationsprinzip und enthüllte seine Identität als DNA. Avery, MacLeod und McCarty veröffentlichten ihre Entdeckung in der Februar-Ausgabe 1944 des Journal of Experimental Medicine.

Die Ergebnisse wurden bald verifiziert und sogar mit anderen Experimenten untermauert, die zeigten, dass die Schutzkapsel nur eines von mehreren „transformierbaren“ Merkmalen war. Aber das vorherrschende wissenschaftliche Dogma, dass die bakterielle Reproduktion nichts anderes als das Klonen beinhaltete, erwies sich als Grundlage für eine anhaltende Skepsis gegenüber der DNA-Schlussfolgerung. Die Aufklärung, drei Jahre später, wie sich Bakterien vermehren – von Joshua Lederberg – und die Entdeckung von DNA in den Chromosomen höherer eukaryotischer Organismen lösten die meisten verbleibenden Zweifel auf. Die Avery-MacLeod-McCarty-Experimente bildeten somit die Grundlage für James Watson und Francis Cricks Entdeckung der doppelhelikalen Struktur der DNA im Jahr 1953 und die darauf folgende Revolution in der genetischen Forschung.

WERDEGANG

Dr. McCarty wurde 1911 in South Bend, Indiana, geboren und schloss sein Medizinstudium an der Johns Hopkins University ab, wo er drei Jahre als pädiatrischer Hausarzt tätig war, bevor er zu Dr. Averys Labor am Rockefeller Institute wechselte. 1946 gründete er sein eigenes Labor in Rockefeller, an dem sich seine Forschung ganz auf Streptokokken der Gruppe A konzentrierte. Dr. McCarty war von 1960 bis 1974 Chefarzt des Rockefeller Institute Hospital und von 1965 bis 1978 Vizepräsident der Universität. Von 1963 bis zu seiner Pensionierung 1981 war er Herausgeber des Journal of Experimental Medicine der Rockefeller University Press. Dr. McCarty war auch Vorsitzender des Public Health Research Institute in New York von 1985 bis 1992. Er war Mitglied der National Academy of Sciences und Gründungsmitglied des Institute of Medicine. Neben dem Lasker-Preis erhielt er den Wolf-Preis für Medizin und einen Eli-Lilly-Preis für Mikrobiologie und Immunologie. Dr. McCarty starb 2005.