Hello, I ’ m George Beadle. Vuonna 1941 Edward Tatum ja minä teimme kokeita Neurospora crassa-punaleipämuotilla. Kokeemme todistivat Archibald Garrodin vuonna 1902 esittämän teorian, jonka mukaan perinnölliset sairaudet ovat ”synnynnäisiä aineenvaihdunnan virheitä” – ” puuttuvia tai harha-askeleita elimistön kemiallisissa kulkureiteissä. Suurimman osan elinkaarestaan Neurospora on haploidi eliö. Tämä tarkoittaa, että jokaisesta geenistä on vain yksi kopio, joten meidän ei tarvinnut huolehtia dominoivista ja resessiivisistä alleeleista, kuten Mendelillä oli. Laboratoriossa Neurospora kasvaa hyvin ”minimaalisella” agarilla, joka sisältää vain muutamia yksinkertaisia sokereita, epäorgaanisia suoloja ja biotiini-vitamiinia. Neurosporassa täytyy olla entsyymejä, jotka muuntavat nämä yksinkertaiset aineet kasvun kannalta välttämättömiksi aminohapoiksi ja vitamiineiksi. Järkeilimme, että jos mutatoimme jonkin entsyymiä tuottavan geenin, esimerkiksi geeni A: n, meidän pitäisi saada Neurospora-kanta, joka ei kasva minimaalisella väliaineella. Mutantti voi kasvaa, jos lisäämme entsyymituotetta lisäaineena. Edward Tatum ja minä lähdimme etsimään näitä ravintomutantteja.Vuonna 1927 Herman Muller osoitti, että röntgensäteet aiheuttavat mutaatioita geeneissä. Säteilytimme Neurospora-kulttuurin röntgensäteillä. Odotimme saavamme harvinaisia mutantteja, jotka eivät kasva minimaalisella medialla. Kasvatimme säteilytetyn Neurosporan jälkeläiset ”täydellisellä” väliaineella, joka sisälsi kaikki vitamiinit ja aminohapot. Seuraavaksi testasimme näiden kulttuurien kykyä kasvaa minimaalisella medialla. Kasvatimme säteilytetyn Neurosporan jälkeläiset ”täydellisellä” väliaineella, joka sisälsi kaikki vitamiinit ja aminohapot. Seuraavaksi testasimme näiden kulttuurien kykyä kasvaa minimaalisella alustalla. Useimmat näistä kulttuureista kasvoivat minimaalisella medialla, eli niillä ei ollut geneettistä mutaatiota, jota etsimme. 299 kulttuuri ei kuitenkaan kasvanut minimaalisella väliaineella. Sitten kokeilimme kasvatuskulttuuria# 299 minimaalisella alustalla täydennettynä joko aminohapoilla tai vitamiineilla. Huomasimme, että kulttuuri# 299 ei kasvanut minimaalisella väliaineella aminohappolisien kanssa, mutta kasvoi minimaalisella väliaineella vitamiinilisien kanssa. Siksi kulttuuri# 299 ei saa pystyä tekemään yksi vitamiineja. Meidän piti sitten selvittää, mikä vitamiini puuttui kulttuurista# 299. Teimme tämän testaamalla kulttuurin# 299 kykyä kasvaa minimaalisella alustalla täydennettynä yksittäisillä vitamiineilla. Huomasimme, että kulttuuri# 299 kasvoi vain, jos annoimme B6-vitamiinia .Tämä oli ensimmäinen Neurospora-mutanttimme. Se ei voinut valmistaa B6-vitamiinia yksinään, koska yksi B6-synteesireitin entsyymeistä on vaikuttanut. Tämän entsyymin tuottavan geenin on siis täytynyt mutatoitua X-rays.By lisäämällä B6-vitamiinia täydennyksenä minimaaliseen väliaineeseen mutaatio voitaisiin kompensoida ja viljely# 299 voisi kasvaa. Tällä valinta-ja täydennysmenetelmällä eristimme monia erilaisia Neurospora-mutantteja. Geenimutaatiot vaikuttavat aineenvaihduntareitteihin, ja vahvistimme monien vitamiinien ja aminohappojen synteesireitin. Esimerkiksi aminohappo arginiini syntetisoidaan vaiheittaisessa prosessissa entsyymien katalysoimana. Prekursorimolekyyli muunnetaan ornitiiniksi, sitten sitrulliiniksi ja lopuksi arginiiniksi.Jos yksi geeni muodostaa yhden entsyymin, tämän synteesireitin jokaiselle vaiheelle pitäisi olla geneettinen mutaatio. Arginiinimutanttien joukossa tulisi olla kantoja, jotka tarvitsevat lisäravinteina joko ornitiinia tai sitrulliinia tai arginiinia. Vuonna 1944 kollegamme Adrian Srb ja Norman Horowitz löysivät nämä mutanttikannat. Ne alkoivat Neurospora-kannoilla, jotka tarvitsivat arginiinia täydennyksenä. Näillä kannoilla oli mutaatioita eri geeneissä. Esimerkiksi mutantti# 1 ei pystynyt valmistamaan ornitiinia. Ornitiinisynteesiä valmistava geeni on siis mutatoitunut. Jos ornitiinia lisätään väliaineeseen, syntyy sitrulliinia ja sitten arginiinia ja voi kasvaa mutantti# 1. Samoin mutantin# 2 geneettinen mutaatio vaikutti entsyymiin, joka tekee arginiinin esiastetta sitrulliinia. Sitrulliinin lisääminen lisänä täydensi mutaatiota ja ajoi arginiinisynteesin loppuun. Ja geneettinen mutaatio #3: ssa vaikutti arginiinisynteesin viimeiseen vaiheeseen-sitrulliinin muuntumiseen arginiiniksi. Lisäämällä arginiinia täydennyksenä mutaatio täydentyi ja mutantti# 3 saattoi kasvaa. Jokainen mutatoitunut geeni vaikuttaa vain yhteen aineenvaihduntareitin vaiheeseen. Näin ollen yksi geeni vastaa yhdestä entsyymistä tai proteiinista. Meillä oli biokemiallisia todisteita Sir Arthur Garrodin vuonna 1908 tekemästä ehdotuksesta”inborn errors of metabolism.”