Φρανσουά Ζακόμπ

Βιογραφικά στοιχεία

Ο Ζακόμπ ήταν το μοναδικό παιδί των Γαλλοεβραίων Σιμόν και Τερέζ Ζακόμπ. Γεννήθηκε στο Νανσύ και έμαθε να διαβάζει προτού πάει στο σχολείο. Ο Αλμπέρ Φρανκ, ο παππούς του από την πλευρά της μητέρας του, στρατηγός τεσσάρων αστέρων, ήταν το πρότυπό του όταν ο Ζακόμπ ήταν παιδί. Φοίτησε στο Λύκειο Καρνό των Παρισίων, το οποίο στην αυτοβιογραφία του περιγράφει ως «ένα κλουβί». Σύντομα μετά το μπαρ μιτζβά του έπαψε να πιστεύει στον Θεό.
Παρά το ότι ενδιαφερόταν για τη φυσική και τα μαθηματικά, στα οποία είχε και ταλέντο, ο Ζακόμπ απεχθανόταν την προοπτική να περάσει δύο ακόμα χρόνια από τη ζωή του «σε ένα ακόμα πιο δρακόντειο καθεστώς» για να προετοιμασθεί για την εισαγωγή του στην École Polytechnique. Μετά και από την παρακολούθηση μιας χειρουργικής επεμβάσεως, κάτι που αποκρυστάλλωσε το «ελαφρό ενδιαφέρον» του για την ιατρική, έδωσε εξετάσεις και πέρασε στην Ιατρική Σχολή
Κατά τη διάρκεια της γερμανικής κατοχής και μετά τον θάνατο της μητέρας του ο Ζακόμπ διέφυγε στη Μεγάλη Βρετανία για να συμμετάσχει στον πόλεμο. Παρά το ότι είχε συμπληρώσει μόλις το δεύτερο έτος της Ιατρικής Σχολής, εντάχθηκε στην ιατρική ομάδα της 2ης Τεθωρακισμένης Μεραρχίας το 1940. Τραυματίσθηκε σε μία γερμανική αεροπορική επιδρομή το 1944 και επέστρεψε στο απελευθερωμένο πλέον Παρίσι την 1η Αυγούστου 1944. Για τη δράση του στον πόλεμο παρασημοφορήθηκε με τον «Σταυρό της Απελευθερώσεως» και τον «Πολεμικό Σταυρό 1939–1945».
Μετά την ανάρρωσή του, ο Ζακόμπ επέστρεψε στην ιατρική σχολή και άρχισε να ερευνά την τυροθρικίνη και να μαθαίνει τις μεθόδους της βακτηριολογίας. Ολοκήρωσε μία διατριβή που ο ίδιος χαρακτήρισε ως «αναπαραγωγή αμερικανικού έργου» πάνω στην αποτελεσματικότητα του παραπάνω αντιβιοτικού εναντίον τοπικών μολύνσεων, και πήρε το πτυχίο της Ιατρικής το 1947. Παρά το ότι τον προσέλκυε η επιστημονική έρευνα, άρχισε να εργάζεται στο Κέντρο Καμπανέλ, όπου είχε εργασθεί και για τη διατριβή του. Ασχολήθηκε εκεί με την παραγωγή της τυροθρικίνης.
Την ίδια περίοδο γνώρισε τη μελλοντική του σύζυγο τη Λίζ Μπλοχ.

Κυρίως ερευνητικό έργο

Το 1961 οι Ζακόμπ και Μονό ερεύνησαν την ιδέα ότι ο έλεγχος των επιπέδων της γενετικής εκφράσεως των ενζύμων στο εσωτερικό των κυττάρων προκύπτει από τη ρύθμιση της μεταγραφής των ακολουθιών DNA. Τα πειράματα και οι ιδέες τους έδωσαν πνοή στο καινοφανές πεδίο της μοριακής αναπτυξιακής βιολογίας και ειδικότερα στη ρύθμιση της μεταγραφής του DNA.
Για πολλά χρόνια ήταν γνωστό πως τα βακτήρια και άλλα κύτταρα μπορούσαν να αντιδρούν στις εξωτερικές συνθήκες ρυθμίζοντας τα επίπεδα των κρίσιμων μεταβολικών τους ενζύμων και/ή τη δράση αυτών των ενζύμων. Αν π.χ. ένα βακτήριο, βρεθεί μέσα σε έναν ζωμό που περιέχει λακτόζη αντί της απλούστερης γλυκόζης που καταναλώνει συνήθως, πρέπει να προσαρμοσθεί στην ανάγκη να: 1) Προσλαμβάνει τη λακτόζη, 2) να τη διασπά στα συστατικά της γλυκόζη και γαλακτόζη, και 3) να μετατρέπει τη γαλακτόζη και σε γλυκόζη. Γνωστό ήταν επίσης ότι τα κύτταρα αυξάνουν την παραγωγή των ενζύμων που επιτελούν τα βήματα αυτά μόνο όταν εκτίθενται σε λακτόζη. Αλλά η μέθοδος της ρυθμίσεως της παραγωγής τους δεν ήταν κατανοητή.
Με την ανακάλυψη της σημασίας του DNA, έγινε αντιληπτό ότι όλες οι πρωτεΐνες παράγονταν με κάποιο τρόπο από τον γενετικό του κώδικα, και ότι αυτή η διαδικασία ίσως να αποτελούσε ένα σημείο-κλειδί για τον έλεγχο του ρυθμού παραγωγής τους. Οι Ζακόμπ και Μονό πραγματοποίησαν πειραματικές και θεωρητικές ανακαλύψεις που απέδειξαν ότι στην περίπτωση του παραπάνω συστήματος της λακτόζης (στο κολοβακτηρίδιο E. coli) υπάρχουν ειδικές πρωτεΐνες αφιερωμένες στην καταστολή της μεταγραφής του DNA σε RNA, που με τη σειρά του παράγει τα ένζυμα.
Αυτός ο καταστολέας (ο καταστολέας lac) παράγεται στο εσωτερικό όλων των κυττάρων και προσδένεται απευθείας στο DNA στα γονίδια που ελέγχει, εμποδίζοντας με τον όγκο του τον μηχανισμό μεταγραφής από το να αποκτήσει πρόσβαση στα επίμαχα σημεία του μορίου του DNA. Αλλά όταν υπάρχει λακτόζη, αυτός ο καταστολέας προσδένεται στα μόριά της, οπότε δεν μπορεί ταυτόχρονα να προσδένεται στο DNA, και η παρεμπόδιση της μεταγραφής του ενζύμου αναιρείται. Με τον τρόπο αυτό δομείται ένας δυνατός βρόχος αναδράσεως, που επιτρέπει την παραγωγή των πρωτεϊνών που διασπούν τη λακτόζη μόνο όταν αυτές χρειάζονται.
Οι Ζακόμπ και Μονό επεξέτειναν αρχικώς αυτό το μοντέλο σε όλα τα γονίδια σε όλους τους οργανισμούς. Η ρύθμιση της δράσεως των ενζύμων έχει σήμερα αναπτυχθεί σε ένα πολύ μεγάλο πεδίο της μοριακής βιολογίας, αλλά στην πραγματικότητα επιδεικνύει τεράστια ποικιλία στους μηχανισμούς και πολλά επίπεδα πολυπλοκότητας. Οι σημερινοί ερευνητές ανακαλύπτουν ρυθμιστικούς μηχανισμούς σε κάθε βήμα των διαδικασιών εκφράσεως γενετικών πληροφοριών που θα μπορούσαν να φαντασθούν. Στο σχετικώς απλό γονιδίωμα της μαγιάς (saccharomyces cerevisiae), τα 405 από τα 6.419 γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες εμπλέκονται απευθείας στον μεταγραφικό έλεγχο, ενώ ένζυμα κωδικοποιούν τα 1.938 γονίδια.