Laueráti Nobelovy ceny

V roce 1975 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu tři američtí badatelé na poli virologie a molekulární biologie – v New Yorku narozený David Baltimore, rodilý Ital Renato Dulbecco a rodák z Filadelfie Howard Martin Temin.

DAVID BALTIMORE
(1938)

Dne 7. března 1938 byl Newyorčan Richard I. Baltimore obdařen potomkem, když jeho žena Gertrude rozená Lipschitzová zde porodila syna Davida. Ten v rodném státě New York navštěvoval školy včetně Great Neck North High School v Great Necku na Long Islandu, kde vynikal v matematice, brzy se však začal více zajímat o biologii, zejména po jednom létě prožitém v Jacksonově laboratoři v Bar Harboru ve státě Maine: Tam poprvé sledoval biologické výzkumníky při práci a sám ji také okusil, v důsledku čehož pak v letech 1956–1960 na Swarthmore College v pennsylvánském městečku Swarthmore studoval biologii, než ho téma bakalářské práce odvedlo k chemii.

Léto před posledním ročníkem strávil David Baltimore v laboratořích v Cold Spring Harboru prací u zkušeného experimentátora a vynikajícího učitele George Streisingera a pod jeho vlivem přilnul navždy k molekulární biologii.

S titulem bakaláře chemie ze Swarthmore College přišel David v roce 1960 do americké Cambridge studovat v Massachusettském technologickém institutu (MIT) biofyziku. Po několika měsících doktorského studia však propadl živočišným virům, poznal v nich předmět svého zájmu na celý život a odešel z MIT, aby v létě 1961 v Lékařské koleji Alberta Einsteina na Yeshiva University v Bronxu zkoumal tyto viry u Philipa Marcuse a v Cold Spring Harboru absolvoval kurz o nich, vedený Richardem M. Franklinem a Edwardem Simonem.

V letech 1961–1964 se pak u Franklina v newyorském Rockefellerově ústavu podílel na výzkumu (Patterns of Macromolecular Synthesis in Normal and Virus-Infected Mammalian Cells. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1962; 27: 175–198; s Franklinem) a dokončil doktorskou práci (In Vitro Synthesis of Viral RNA by the Poliovirus RNA Polymerase. Proc Natl Acad Sci USA 1964; 51: 450–456).

Poté jako postdoktorand pokračoval ve studiu živočišné virologie u Jamese Darnella, a to v akademickém roce 1963/1964 v MIT a v akademickém roce 1964/1965 v Lékařské koleji Alberta Einsteina, kde také v přesvědčení, že do molekulární biologie živočišných virů pronikne hlouběji s pevnějšími základy enzymologie, studoval virově specifické enzymy u Jerarda Hurwitze.

V roce 1965 získal své první místo samostatného výzkumníka jako „research associate“ v Salkově ústavu pro biologická studia v kalifornském městě La Jolla. Jako člen virologické skupiny studoval mechanismus replikace polioviru.

V roce 1967 zahájila v La Jolle postdoktorský výzkum viru vezikulární stomatitidy Alice S. Huangová, narozená před 27 lety v Nan-čchangu, hlavním městě čínské provincie Ťiang-si, vyrostlá však v USA, kde na Univerzitě Johnse Hopkinse v marylandském městě Baltimore vystudovala až k doktorátu mikrobiologie. David se stal jejím postdoktorským mentorem, v roce 1968 ji vzal s sebou, když se po dvou a půlleté mimouniverzitní práci v Salkově ústavu vracel do MIT jako „associate professor“ mikrobiologie, a 5. října 1968 se s ní oženil. Měl s ní pak dceru Teak.

V roce 1968 Baltimore objevil, jak se replikuje virus dětské obrny: Jak RNA virus nejprve syntetizuje polyprotein, obří bílkovinnou makromolekulu, který se pak rozpadá na menší bílkovinné molekuly. Dvě z nich polymerizuje dále RNA, zatímco zbytky vytvoří bílkovinný obal nových virových částeček (The Formation of Poliovirus Proteins. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1969; 34: 741–746; s Jacobsonem, Assoem a Huangovou).

Se svou ženou Alicí vyvinul metodu rychlého určení denzity ribonukleoproteinových částic a komplexů (ribozomů, polyribozomů a subribozomálních částic) HeLa buněk a v buňkách napadených poliovirem také denzitu jeho replikačního komplexu (Isopycnic Separation of Subcellular Components from Poliovirus-Infected and Normal HeLa Cells. Science 1968; 162: 572–574; s Huangovou).

S Alicí Huangovou při studiu viru vezikulární stomatitidy (VSV) objevil RNA-dependentní RNA-polymerázu, enzym, jehož pomocí se RNA virus reprodukuje bez účasti DNA. Prokázal, že virový genom v podobě RNA může kódovat svůj vlastní replikátor (Ribonucleic Acid Synthesis of Vesicular Stomatitis Virus, II. An RNA Polymerase in the Virion. Proc Natl Acad Sci USA 1970; 66: 572–576; s Huangovou a Stampferovou). Rozhodl se pak podobně zkoumat i jiné viry.

V roce 1958 vyslovil Francis Crick v „ústředním dogmatu molekulární biologie“ poučku, že genetická informace se přenáší z DNA přes RNA k proteinům. Už tehdy však předpokládal i přenos informace od RNA k DNA, ale tento předpoklad potvrdil až o 12 let později David Baltimore, když zkoumal Rauscherův virus myší leukémie a virus Rousova sarkomu: V roce 1970 zjistil, že tyto viry obsahují RNA-dependentní DNA-polymerázu, která informaci RNA přepisuje do DNA jádra napadené buňky, a tak objevil reverzní transkriptázu – retrovirem kódovaný enzym nezbytný pro reprodukci retroviru, neboť umožňuje obrácený tok genetické informace (Viral RNA-Dependent DNA Polymerase: RNA-Dependent DNA Polymerase in Virions of RNA Tumour Viruses. Nature 1970; 226: 1209–1211). Týž objev učinili současně a nezávisle na něm i Howard Martin Temin a Satoshi Mizutani a publikovali jej na následujících stranách (1211–1213) v témže čísle téhož časopisu 27. června 1970.

V roce 1971 Baltimore navrhl třídění virů podle typu genomu a způsobu replikace do šesti tříd (Expression of Animal Virus Genomes. Bacteriol Rev 1971; 35: 235–241) zvaných dnes Baltimoreova třída I–VI a později doplněných Baltimoreovou třídou VII s genomem tvořeným především dvouvláknovou DNA a s reverzní transkriptázou, kam ze živočišných virů patří jen čeleď Hepadnaviridae. Tato Baltimoreova klasifikace virů je jednodušší než vícehlediskový systém ICTV.

V roce 1972 byl jmenován profesorem biologie MIT, rok nato také profesorem mikrobiologie Americké společnosti pro výzkum rakoviny.

V roce 1974 spolupodepsal dopis skupiny předních vědců, doporučujících kolegům zdržet se tvorby mikroorganismů s novými geny pro odolnost vůči farmakům a pro produkci toxinů i vpravování rakovinotvorných genů z virů do hostitelských bakteriálních buněk, a navrhujících, aby federální vláda stanovila směrnice pro výzkum a aby vědci sami uspořádali konferenci s rozpravou o těchto otázkách (Potential Biohazards of Recombinant DNA Molecules. Science 1974; 185: 303; s Bergem, Boyerem, Cohenem, Davisem, Hognessem, Nathansem, Roblinem, Watsonem, Weissmanem a Zinderem).

Jeho badatelský zájem trvale směřoval od neonkogenních RNA virů k onkogenním. V roce 1974 se stal členem Střediska pro výzkum nádorů MIT, které vedl Salvador Luria, a byl zvolen za člena Americké akademie umění a věd. Podílel se na organizaci Asilomarské konference o rekombinantní DNA, o jejíž konání v únoru 1975 se v předešlém roce přičinil.

Svým dílem Baltimore položil základy nového oboru onkovirologie (či viroonkologie).

Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu dostal v roce 1975 spolu s Italoameričanem pracujícím právě v Londýně Renatem Dulbekkem a s Američanem působícím ve wisconsinském Madisonu Howardem Martinem Teminem „za své objevy týkající se interakce mezi nádorovými viry a genetickým materiálem buňky.“ Na slavnosti ve Stockholmu 10. prosince 1975 představil trojici laureátů jménem Královské švédské akademie biochemik Peter Reichard z Královského Karolinského institutu.

Nobelovskou přednášku (Viruses, Polymerases and Cancer. Science 1976; 192: 632–636. Též In: Lindsten J. (ed.) Nobel Lectures in Physiology or Medicine 1971–1980. Singapore: World Scientific 1992; 215–226) měl Baltimore 12. prosince 1975.

Po návratu s Nobelovou cenou zaměřil výzkum ve své laboratoři v MIT na modifikaci imunitního systému retrovirovými vektory. Budoval nezávislý Whiteheadův ústav pro biomedicínský výzkum, přidružený k MIT a zaměřený na vývojovou biologii, a v roce 1982 byl jmenován zakládajícím ředitelem tohoto ústavu.

Zkoumal transkripční faktory modulující vývoj B-lymfocytů a objevil centrální regulátor imunitní odpovědi, dimerní transkripční faktor NFκB (ústřední molekulu, rozhodující o buněčné apoptóze, řídící diferenciaci a aktivaci imunitních buněk, protivirovou odpověď a další buněčné funkce) a jeho inhibitor IκB (Inducibility of kappa Immunoglobulin Enhancer-Binding Protein NF-kappa B by a Posttranslational Mechanism. Cell 1986; 47: 921–928; se Senem).

Bezmála 500 vědeckých publikací podepsal Baltimore od roku 1962 do konce osmdesátých let 20. století sám nebo s kolegy, z nichž bioložka Thereza Imanishi-Kariová byla jeho častou spoluautorkou po celá osmdesátá léta – také v případě imunologické práce z roku 1986 (Altered Repertoire of Endogenous Immunoglobulin Gene Expression in Transgenic Mice Containing a Rearranged mu Heavy Chain Gene. Cell 1986; 45: 247–259; Cell 1986; 45: 247–259; s Weaverem, Reisovou, Albanesem, Costantiniem a Imanishi-Kariovou). Když ji později její podřízená Margot O’Tooleová obvinila z falšování dat, Baltimore se stavěl na stranu spolupracovnice a odmítal se od ní distancovat. Mezitím v červnu 1990 skončil ve funkci ředitele Whiteheadova ústavu pro biomedicínský výzkum a v červenci se stal prezidentem newyorské Rockefellerovy univerzity.

Výzkum zpochybněný O’Tooleovou financovala federální vláda prostřednictvím Národních zdravotních ústavů (NIH) a ty zahájily vyšetřování ostře sledované Kongresem, zejména senátorem Johnem Dingellem, který si vynutil přezkum laboratorních záznamů Tajnou službou Spojených států.

Úřad vědecké integrity (OSI) Národních zdravotních ústavů obvinil v roce 1991 Imanishi-Kariovou z podvodu a falšování dat. David Baltimore se třemi dalšími své spoluautorství odvolal (Retraction. Cell 1991; 65: 536; s Weaverem, Albanesem, Costantiniem), Imanishi-Kariová a Reisová nikoliv. Pod tíhou rostoucího skandálu složil Baltimore 3. prosince 1991 úřad prezidenta Rockefellerovy univerzity, ve výzkumu tam však pokračoval a dál se táhl i veřejný spor nad „případem Baltimore.“

V červenci 1992 prohlásil státní zástupce pro Maryland, že vůči Imanishi-Kariové nevznese trestní ani občanskou žalobu. Spor pak pokračoval ve vědecké obci i nad Baltimoreovým morálním právem na členství v Americké akademii a morálním právem na Nobelovu cenu.

Baltimore setrval ve výzkumu na Rockefellerově univerzitě do jara 1994. Tehdy se vrátil do MIT jako profesor molekulární biologie. Úřad výzkumné integrity (ORI) tohoto institutu na základě analýzy laboratorních záznamů shledal Therezu Imanishi-Kariovou v říjnu 1994 vinnou v 19 bodech obžaloby, o dva roky později však ministerský odvolací výbor rozhodl, že důkazy vůči ní jsou vnitřně protikladné, nezávažné a nepodložené. Tím skandál dozněl.

Baltimore byl 13. května 1997 jmenován prezidentem Kalifornského technologického institutu (Caltech), 15. října se ujal úřadu a 19. března 1998 byl inaugurován. V roce 1999 ho prezident USA Clinton vyznamenal Národní vědeckou medailí, v roce 2004 Rockefellerova univerzita čestným doktorátem.

V říjnu 2005 rezignoval Baltimore na funkci prezidenta Caltechu, zůstal tam však jako „Robert A. Millikan Professor“ biologie. V roce 2006 byl zvolen na 3 roky prezidentem Amerického sdružení pro podporu vědy. Brzy nato byly na Harvardu, v Caltechu a MIT prokázány podvody, jichž se tam dopustil jeho postdoktorand Luk van Parijs, a znehodnotil tak Baltimoreovo spoluautorství čtyř publikací.

Na konferenci Centennial Retrovirus Meeting 2010 v Praze převzal David Baltimore medaili Johanna Gregora Mendela. Laudatio přednesl jeho kolega z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd České republiky Jan Svoboda, velký znalec retrovirů, který přispěl k objevu reverzní transkripce a Nobelovu cenu si podle tří laureátů z roku 1975 zasloužil také.

MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK

Ruská 87, 100 00 Praha 10

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz