Биография

Роберт получил начальное образование в общеобразовательных школах Иллинойса, Калифорнии и Айдахо. В юности у него возник прочный интерес к биологии. После окончания в 1938 г. средней школы в Урбане он поступил в Иллинойский университет для изучения химии. Через 4 года он получил звание бакалавра и перешел в Корнеллский университет для окончания исследований по органической химии. В это же время Х. в течение двух лет служил ассистентом-химиком и исследователем-химиком в медицинском колледже.

Сайт: Электронная библиотека НиТ

Во время второй мировой войны Х. прекратил занятия и присоединился к группе ученых из Американской службы развития исследований, которая впервые синтезировала пенициллин – антибиотик, открытый Александером Флемингом в 1928 г. После войны Х. был направлен в Национальный исследовательский совет в Корнелл, где в 1947 г. получил степень доктора философии.

Стипендия Американского химического общества дала возможность Х. в течение двух лет продолжать исследования в Вашингтонском государственном колледже (в настоящее время университете) в Пулмене. В 1948 г. он возвратился в Корнелл и стал ассистентом профессора по органической химии на нью-йоркской экспериментальной сельскохозяйственной станции. Исследования этих лет, проводимые Х., способствовали тому, что он начал изучение биохимии нуклеиновых кислот, веществ, контролирующих образование белков организма. В 1955 г., получив в Корнелле годичный отпуск для научной работы, он продолжал изучение нуклеиновых кислот в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене (Калтех) благодаря субсидии, предоставленной ему Фондом Гуггенхейма. Там он начал эксперименты, явившиеся следствием его прежней работы и приведшие через 10 лет к определению химической структуры рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Помимо центральной роли в синтезе белков, РНК переносит генетическую информацию от ядра клетки. Генетика как наука возникла в 1866 г., когда Грегор Мендель опубликовал свои наблюдения по наследованию окраски цветов у садового гороха. Мендель полагал, что «элементы», в настоящее время названные генами, отвечают за наследование организмом физических признаков. Открытие нуклеиновых кислот в 1869 г. привело к выявлению в XX в. РНК и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Гены состоят из ДНК, которая управляет синтезом белков в клетке и таким образом контролирует в ней биохимические процессы. В 1953 г. Френсис Крик и Джеймс Д. Уотсон определили двойную спиральную структуру и создали пространственную модель молекулы ДНК, которая напоминает винтовую лестницу. Спираль ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, соединенных парами оснований в виде «ступенек лестницы»: аденина, тимина, гуанина и цитозина. Каждое основание соединяется только с определенным основанием в противоположной цепи; эта последовательность формирует генетический код ДНК. Триплет оснований содержит генетические инструкции по введению одной аминокислоты в молекулу белка, которая представляет цепь аминокислот. Ген содержит многочисленные основные триплеты и генетические инструкции для синтеза целых белковых молекул.

Как и ДНК, РНК состоит из цепей нуклеотидов. Существуют три типа РНК: информационная, рибосомальная и транспортная. Информационная РНК копирует генетический код с ДНК в клеточном ядре и переносит генетические инструкции для синтеза белка к рибосомам, где белки и синтезируются в цитоплазме клетки. Транспортная РНК, которая содержит специфическую нуклеотидную последовательность для каждой аминокислоты, захватывает предназначенную ей нуклеотидным кодом аминокислоту и транспортирует к рибосомам. Таким образом, три типа РНК взаимодействуют друг с другом в процессе синтеза молекул белка.

В 1964 г. Х. был назначен профессором и руководителем отдела биохимии и молекулярной биологии Корнеллского университета. За три года до этого события Маршалл У. Ниренберг открыл основной триплетный код для аминокислоты фенилаланина. В Корнелле Х. и его коллеги продолжили опыты Ниренберга по синтезированию молекул транспортной РНК с нуклеотидной последовательностью, специфичной для фенилаланина. Ученые определили ее нуклеотидную последовательность, что можно сопоставить с выяснением смысловой последовательности слитно написанного на иностранном языке предложения, когда оно делится на слова, а слова – на буквы. Результаты этих исследований в 1965 г. были опубликованы в журнале «Сайнс» («Science»). Статья начиналась словами: «Установлена полная нуклеотидная последовательность переносящей аланин РНК, изолированной из дрожжей. Это первая нуклеиновая кислота, структура которой известна».

Х. и его коллеги обнаружили также, что транспортная РНК имеет биологически активную вторичную структуру в дополнение к первичной. Первичная структура представляет собой последовательность основания в нуклеотидной цепи. Вторичная структура транспортной РНК показывает, в каких местах витки спирали контактируют друг с другом. Эта структура напоминает трехлистный клевер. Последовательность нуклеотидов в «среднем листке» комплементарна таковой информационной РНК. Эта комплементарность между транспортной и информационной РНК обеспечивает правильное расположение аминокислот в составе белка.

Х. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1968 г. с Харом Гобиндом Картой и Маршаллом Ниренбергом «за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белка». В лекции на презентации Петер Рейхард из Каролинского института отметил, что «[Холли] является одним из первооткрывателей специального типа нуклеиновой кислоты, которая... обладает способностью считывать генетический код и переводит его в белковый алфавит». Он добавил, что «исследование Х. представляет собой первое определение полной химической структуры биологически активной нуклеиновой кислоты. Расшифровка генетического кода и выяснение его функции являются основными достижениями за последние 20 лет интенсивно развивающейся молекулярной биологии».

Стипендия Национального научного общества позволила Х. провести 1966 г. в Солковском институте по биологическим исследованиям в Сан-Диего (штат Калифорния). В 1968 г. он становится профессором молекулярной биологии Американского онкологического общества и членом научного общества Солковского института, продолжая вести исследования механизмов биологического контроля роста клеток млекопитающих. В 1969 г. ему присвоено звание адъюнкт-профессора Калифорнийского университета.

В 1945 г. Х. женится на Анне Дворкин, учительнице математики; у них родился сын. Х. любит путешествовать вместе с семьей.

Многочисленные награды Х. включают премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (1965), награду за выдающиеся достижения министерства сельского хозяйства США (1965) и премию по молекулярной биологии Сталелитейного общества США Национальной академии наук (1967). Он – член Национальной академии наук, Американской ассоциации содействия развитию наук, Американского химического общества, Американского общества биохимиков и Американской академии наук и искусств. Колледж Кейка и Иллинойский университет присвоили ему почетные звания.