François Jacob | fransk biolog

Forskning

I 1961 udforskede Jacob og Monod ideen om, at kontrollen af enzymekspressionsniveauet i cellerne er et resultat af feedback på transkriptionen af DNA-sekvenser.

I mange år har man vidst, at bakterier og andre celler kan reagere på ydre forhold ved at regulere niveauet af deres vigtigste metaboliske enzymer og/eller aktiviteten af disse enzymer.

Hvis en bakterie f.eks. befinder sig i en bouillon, der indeholder laktose i stedet for det enklere sukkerstof glukose, skal den tilpasse sig til det:

1. importere laktose,
2. at skære laktose til dens bestanddele glukose og galaktose, og
3. omdanne galaktosen til glukose.

Det var kendt, at cellerne øger enzymerne til disse trin, når de udsættes for laktose.

Med arbejdet med DNA blev det klart, at alle proteiner blev fremstillet ud fra deres genetiske kode. Jacob og Monod påviste, at der i bakterien E. coli) findes specifikke proteiner, som undertrykker transkriptionen af DNA'et til dets produkt (RNA). Dette reducerer produktionen af disse særlige enzymer.

Lac-repressoren

Lac-repressoren er et DNA-bindende protein, som hæmmer ekspressionen af gener, der koder for laktaseenzymer. Repressoren er aktiv i fravær af laktose.

Denne repressor (lac-repressoren) fremstilles i alle celler. Den binder sig direkte til DNA ved de gener, den kontrollerer, og forhindrer fysisk transkription. Når laktose bliver tilgængelig, omdannes den til allolaktose, som hæmmer lac-repressorens DNA-bindingsevne.

På denne måde konstrueres et robust feedback loop, der gør det muligt at fremstille de laktoseoptagende enzymer, når der er behov for dem.

Reguleringen af genaktivitet har udviklet sig til en meget stor underdisciplin inden for molekylærbiologien. Der findes mange mekanismer og mange kompleksitetsniveauer. De nuværende forskere finder regulerende begivenheder på alle niveauer i de processer, der udtrykker genetisk information. I det relativt enkle genom af bagergær (Saccharomyces cerevisiae) er 405 af de 6 419 proteinkodende gener direkte involveret i transkriptionskontrol, mens 1 938 er enzymer.

Bøger

• Sexuality and the genetics of bacteria af E.L. Wollmann og François Jacob, udgivet af Academic Press, 1961
• The possible & the actual af François Jacob, udgivet i USA af Pantheon Books, og i Canada af Random House of Canada, 1982
• Den indre statue: en selvbiografi af François Jacob, oversat fra den franske udgave fra 1987 af Franklin Philip. Basic Books, 1988. ISBN 9780465082230; ny udgave: 9780879694760
• Livets logik af François Jacob, oversat fra den franske udgave fra 1976 af Princeton University Press 1993
• Om fluer, mus og mennesker af François Jacob, oversat fra den franske udgave og udgivet af Harvard University Press, 1998