Родился в Монреале в 1939, второй сын в семье бедных иммигранов. Мать работала на текстильной фабрике, отец – в бакалейном магазине. Сидни, принадлежащему к первому поколению детей иммигрантов, рожденных в Канаде, было ясно, что путь к успеху лежит через образование.
Два основных события вызвали у него появление раннего интереса к науке: создание атомной бомбы и чтение книги о Периодической таблице химических элементов.
После окончания школы Олтмен начал изучать физику в Массачусетском технологическом институте, и, конечно, он хотел стать специалистом по ядерной физике. Ли Гродзинс был руководителем его диссертации в этой области.
В последнем семестре Сидни прослушал краткий курс по молекулярной биологии, что подготовило его к последующему контакту с этой дисциплиной. После тщетных поисков научной работы в Колумбийском университете, а затем в Колорадо Олтмен встретился с известным физиком российского происхождения Георгием Гамовым (1904–1968), который первым сделал расчет генетического кода. Физик познакомил его с Леонардом Лерманом, занимавшимуся в Медицинском центре университета Колорадо интеркаляцией (встраиванием) молекул акридинов в молекулу ДНК. Так состоялось его посвящение в биохимики.
После работы по изучению влияния акридинов на репликацию T4 ДНК бактериофага он начал трудиться в лаборатории Гарвардского университета, занимаясь изучением ДНК-эндонуклеазы, которая вовлекается в процесс репликации и рекомбинации T4 ДНК.
Спустя два года он стал членом группы, возглавляемой С.Бренером (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 2002) и Ф.Криком (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1962) в Медицинском исследовательском совете лаборатории молекулярной биологии в Кембридже (Великобритания). Это место показалось Олтмену научным раем. Здесь он начал работу, которая и привела его к открытию энзима рибонуклеазы Р и ферментативных способностей РНК-субъединицы этого энзима.
Сложившейся центральной догмой молекулярной биологии являлась взаимосвязь: ДНК ® РНК ® фермент. Ранее считалось, что и ДНК, и РНК лишь носители генетической информации, в то время как белки в форме ферментов катализируют химические процессы жизни. Олтмен и независимо от него Т.Чек стали ниспровергателями этой догмы, причем первым сообщил об этом Чек в 1982, а годом позже Олтмен подтвердил его наблюдение.
В 1970–1980-х Олтмен и Т.Чек изучали, каким образом генетический код переносится от ДНК к РНК. Им было известно, что часть генетической информации не является обязательной и от нее надо избавиться в молекуле РНК, прежде чем та начнет использоваться клеткой. В поисках решения этой задачи Олтмен и Чек открыли, что ферментативную функцию берет на себя не белок, а каталитическая РНК.
Олтмен изучал фермент рибонуклеазу Р, которая найдена, к примеру, в желудочных бактериях. Рибонуклеаза Р активирует определенный вид молекул РНК, называемых транспортной РНК (тРНК), удалением из нее некой части, которая не требуется для выполнения ею функции. Этот фермент обладает неожиданными свойствами, присущими не только молекуле белка, но также и характерными для молекулы РНК. С удивлением Олтмен обнаружил, что молекула РНК здесь выступила в роли биокатализатора. Каталитическая РНК может создавать новую РНК.
Работы Олтмена и Чека показали, что каталитическая активность молекул РНК чувствительнейшим образом зависит от их трехмерной структуры, как это имеет место и в случае белковых ферментов.
Открытие каталитической РНК, которую называют также рибозимом, важно как для науки, так и в производстве.
Каталитическая РНК, возможно, выполняет не только функцию разрезания и воссоединения РНК, но и играет главную роль во многих других биологических процессах. Химические процессы жизни часто требуют интимного взаимодействия белок – РНК. Может быть, РНК, а не белковые ферменты играют в них ведущую роль.
Каталитическая РНК – новое мощное средство генной инженерии. Прослеживаются очевидные применения каталитической РНК в биотехнологии и медицине. Например, растения, приготовленные методом генной инженерии, можно сделать устойчивыми к воздействию вирусов, если создать рибозим, который будет разрывать и разрушать генетический материал вируса. То же представляется совершенно очевидным и при конструировании лекарств против вирусных инфекций.
Наконец, возник новый подход к истолкованию проблемы химического механизма происхождения жизни на Земле. Какая биомолекула появилась на Земле первой? Как в целом могла возникнуть жизнь, если молекулы ДНК генетического материала могут воспроизводиться лишь с помощью белковых ферментов, в то время как сами белки могут быть построены лишь с помощью генетической информации, заключенной в ДНК?
Открытием Олтмена и Чека показано, что такой молекулой могла быть и не белковая молекула, и не молекула ДНК. Молекула РНК отвечает требуемым параметрам – она одновременно может служить и генетическим материалом, и обладать свойствами фермента.
После открытия первого радиохимически очищенного предшественника молекулы тРНК Олтмен получил в 1971 должность ассистента профессора в Йельском университете. В дальнейшем карьера в Йеле развивалась по стандартному пути с прохождением всех ступеней, пока в 1980 Олтмен не стал профессором, а с 1983 по 1985 возглавлял факультет. В 1985 на четыре года он стал деканом Йельского колледжа, однако 1 июля 1989 вернулся на пост профессора.
В 1989 Олтмену и С.Чеку была присуждена Нобелевская премия «за открытие каталитических свойств РНК».
Работы: Ribonuclease P substrate specifity: cleavage of a bacteriophage phi80-induced RNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1976. V. 73. № 6(with A. L. Botwell, B. C. Stark); Catalitic activity of an RNA molecule preparated by transcription in vitro // Science. 1984. V. 223. № 4633 (with C.Guerrier-Takada).
Кирилл Зеленин
СИДНИ ОЛТМЕН
Зеленин К.Н., Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л. Нобелевские премии по химии за 100 лет. СПб, «Гуманистика», 2003
