George Wells Beadle (22. oktober 1903 - 9. juni 1989) var en amerikansk genetiker.
Han vandt Nobelprisen i fysiologi eller medicin sammen med Edward Tatum; de delte prisen med Joshua Lederberg, som arbejdede sammen med Tatum på bakteriegenetik.
Beadle og Tatum opdagede genernes rolle i reguleringen af biokemisk syntese i cellerne.
Beadle og Tatums centrale eksperimenter bestod i at udsætte brødskimmelsvampen Neurospora crassa for røntgenstråler, hvilket forårsagede mutationer. I en række eksperimenter viste de, at disse mutationer forårsagede ændringer i specifikke enzymer, der er involveret i de veje, hvorfra proteinerne produceres. De foreslog en direkte forbindelse mellem gener og enzymatiske reaktioner, kendt som "ét gen, ét enzym"-hypotesen.
Hvordan eksperimenterne fungerede
Beadle og Tatum arbejdede med Neurospora fordi arten er haploid i store dele af sin livscyklus og har en enkel ernæringsmæssig profil, hvilket gør det lettere at opdage mutationer, der påvirker metaboliske veje. De udsatte sporer for røntgenstråling for at fremkalde mutationer og dyrkede derefter de muterede stammer på et minimalt vækstmedium. Når en mutant ikke kunne vokse på minimalt medium, tilførte de ét næringsstof ad gangen (f.eks. en aminosyre eller en vitamin) for at se, hvad der genoprettede vækst.
Hvis tilsætning af et bestemt stof genskabte vækst, konkluderede de, at mutationen havde blokeret en trinvis biokemisk syntesevej, hvor netop det stof normalt blev fremstillet af cellen. Disse mutanter, som kræver ekstra næringsstoffer for at vokse, kaldes ofte auxotrofe, i modsætning til prototrofe villige stammer, der kan vokse på minimalt medium.
Vigtige resultater og tolkning
På baggrund af disse resultater formulerede Beadle og Tatum den enkle, men kraftfulde idé om, at individuelle gener kontrollerer produktionen af individuelle enzymer — det såkaldte »ét gen, ét enzym«-princip. Hypotesen knyttede genetik (arvemateriale) direkte til biokemi (metaboliske reaktioner) og viste, at mutationer i et gen kan føre til fravær eller ændring af et enzym, hvilket igen påvirker cellens metabolisme.
Efterfølgende justeringer og betydning
Siden Beadle og Tatums arbejde er hypotesen blevet nuanceret: mange enzymer består af flere polypeptidkæder (subunits), og enkelte polypeptider kan være produkter af forskellige gener. Derfor blev princippet ofte omskrevet til »ét gen, ét polypeptid«. Desuden omfatter gener også ikke-enzymatiske produkter (f.eks. strukturelle proteiner og RNA-molekyler med regulatoriske funktioner), så sammenhængen mellem gen og funktion er mere kompleks end den oprindelige formulering antydede.
Alligevel var Beadle og Tatums arbejde skelsættende: det banede vejen for moderne molekylærgenetik ved konkret at vise, hvordan gener kan bestemme cellulære kemiske processer. Deres resultater lagde grundlaget for senere opdagelser om DNA's struktur, genekspression og regulering samt for anvendelser inden for medicin, bioteknologi og landbrug.
Arv og eftermæle
Beadle er bredt anerkendt for at have bragt biokemi og genetik tættere sammen og for at have inspireret generationer af forskere til at undersøge, hvordan genetisk information oversættes til molekylære funktioner. Hans og Tatums tilgang — at kombinere mutationel analyse med nøje kontrollerede vækstbetingelser — er en standardmetode i genetisk og biokemisk forskning.
Selvom begrebet »ét gen, ét enzym« er blevet modificeret og udvidet, lever betydningen af deres opdagelse videre som et centralt historisk skridt i forståelsen af geners rolle i cellernes kemi og i udviklingen af moderne molekylærbiologi.