Норин Элизабет Мюррей (; 26 февраля 1935, Ланкашир — 25 мая 2011, Эдинбург) — британский молекулярный генетик, была одним из первых исследователей рекомбинантной ДНК, участвовала в создании вакцины против гепатита B — первой вакцины, полученной с помощью генной инженерии, которая была одобрена для вакцинации людей. До ухода на пенсию в 2001 году она была профессором молекулярной генетики в Эдинбургском университете. Норин Мюррей была президентом Генетического общества, вице-президентом Лондонского королевского общества.

Молодые годы Норин Мюррей (урождённая Паркер) была вторым ребёнком в семье директора школы Джона Паркера и его жены Лилиан Грейс Паркер (урождённой Сатклиф). Мюррей было пять лет, когда её семья покинула деревню Рид, неподалеку от города Бернли в графстве Ланкашир, и переехала в . Мюррей получила стипендию в , когда ей было 10 лет, и была там среди лучших учениц. По окончании гимназии Мюррей собиралась стать учителем домоводства, пока её старший брат Неил, готовясь к своим выпускным экзаменам, не рассказал ей законы Менделя, что и побудило её изучать биологию. После окончания гимназии Мюррей получила Лондонскую межуниверситетскую стипендию и поступила в Лондонский Кингс-колледж, где получила степень бакалавра ботаникиGann, A.; Beggs, J. Noreen Elizabeth Murray CBE. 26 February 1935 — 12 May 2011 // Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 2014..

Научные исследования

Бирмингемский университет После окончания колледжа Мюррей предложили место в докторантуре в лаборатории Бирмингемского университета. Она взялась за исследование, целью которого было установить, есть ли различие в участии генов в определённом биохимическом процессе у эукариот и прокариот. По совету Кэтчсайда, она стала изучать гены Neurospora crassa, ответственные за биосинтез метионина, изолировав множество мутантных генов и распределив их по комплементарным группам. При исследовании локуса me-2 она обнаружила межаллельнаю комплементацию, что позволяло предположить внутригенную рекомбинацию, показывая, в частности, что на генную конверсию влияет положение мутации в локусеMurray N.E. The distribution of methionine loci in Neurospora crassa // Heredity, 1960, v. 15, p. 199—206.Murray N.E. Complementation and recombination between me-2 alleles in Neurospora crassa // Heredity, 1960, v. 15, p. 207—217..

Стэнфорд В январе 1960 года Мюррей начала обучение в постдокторантуре Стэнфорда, в лаборатории , продолжив исследования NeurosporaMurray N.E. Polarised recombination within the me-2 gene of Neurospora // Genetics, 1961, v. 46, p. 886.Murray N.E. Polarised recombination and fine structure within the me-2 gene of Neurospora crassa // Genetics, 1963, v. 48, p. 1163—1183.Murray N.E. Cysteine mutant strains of Neurospora // Genetics, 1965, v. 52, p. 801—808.. Как и в работах, опубликованных во время её учёбы в докторантуре, в этих статьях значился только один автор: и Кэтчсайд, и Перкин не считали свой вклад таким значительным, чтобы быть соавторами. В Стэнфорде, на лекциях Сиднея Бреннера, Чарльза Янофского и , а также в журнальном клубе лаборатории Янофского, она впервые познакомилась с генетикой бактерий и фагов. Также в Стэнфорде Мюррей была приглашена провести её первый научный семинар в Калифорнийском технологическом институте для большой аудитории, среди которой были Макс Дельбрюк, Эдвард Льюис, Джордж Бидл, Норман Горовиц и Стерлинг Эмерсон. В то же время она познакомилась с , который пригласил её в Орегонский университет, чтобы она рассказала о своей работе по полярной генной конверсии.

Кембридж Мюррей вернулась в Великобританию в 1964 году и продолжила исследования Neurospora в лаборатории Гарольда Уайтхауса на кафедре ботаники Кембриджского университета. В то же время Мюррей работала с Франклином Сталем, находившимся тогда в творческом отпуске в . Эксперименты, которые она провела со Сталем по картированию генов кольцевого генома бактериофага Т4, привели к двум статьям, опубликованным в 1966 году. В первой работе было показано, что кластеризация генов с родственными функциями несёт скорее характер адаптации, чем регуляции. Таким образом, при рекомбинации между двумя фагами (коинфицирование) вероятность появления жизнеспособного вируса вырастаетStahl F.W., Murray N.E. The evolution of gene clusters and genetic circularity in microorganisms // Genetics, 1966, v. 53, p. 569—576.. Во второй работе были продемонстрированы интерцистронные цис-транс-позиционные эффекты между членами двух пар янтарных мутантов Т4. Было установлено, что в каждом случае один из янтарных мутантов является полярнымStahl F.W., Murray N.E, Nakata A., Crasemann J.M. Intergenic cis-trans position effects in bacteriophage T4 // Genetics, 1966, v. 54, p. 223—332..

Эдинбург

Медицинский Исследовательский Совет Мюррей переехала в Эдинбург в январе 1968 года и начала работать в Отделе бактериальной генетики Медицинского исследовательского совета. Первоначально она продолжила работу с Neurospora: анализ структуры генетического кода, механизмов рекомбинации, полярной конверсии генов. Исследования Мюррей привели её к идеи, что рекомбинация преимущественно инициируется на определённых участках хромосом. Для подтверждения этой идеи нужны были системы, более подходящие для изучения процесса рекомбинации на молекулярном уровне: бактерии и фаги. Мюррей начала проводить генетические манипуляции с фагом лямбда для получения серии фаговых геномов, в каждом из которых находился только один сайт рестрикции для EcoK. Очищенные фаговые геномы затем разрезались рестриктазой, а получающиеся 5′-концы фосфорилировались меченым фосфором 32Р. Последовательность нуклеотидов на этих концах затем расшифровывалась с помощью метода, разработанного Кеном Мюрреем. Но так как EcoK, как сейчас известно, является рестриктазой первого типа, разрезающей ДНК вне сайта рестрикции, Мюррей не удалось получить ожидаемых результатов. Внимание было перенесено на EcoRII, рестриктазу второго типа, благодаря чему в 1972 году удалось определить сайт рестрикции.

Дальнейшие исследования К 1975 году Мюррей получила векторы-вставки (способные включаться в ДНК) и заменяемые векторы (содержащие области, которые могут быть заменены чужеродной ДНК), получаемые как с помощью EcoRI, так и с помощью Murray K., Murray N.E. Phage lambda receptor chromosomes for DNA fragments made with restriction endonuclease III of Haemophilus influenzae and restriction endonuclease I of Escherichia coli. // J. Mol. Biol., v. 98, p. 551—564.. Мюррей получила клоны, содержащие вставки в области гена фага лямбда cI, кодирующего репрессор, и, таким образом, полученный рекомбинантный фаг не мог образовывать лизогены. В результате, рекомбинантный фаг можно было легко отличить от пустых векторов, так как при посеве рекомбинантный фаг образовывал прозрачные бляшки, в то время как пустой вектор образовывал мутные бляшкиMurray N.E., Brammar W.J. and Murray K. Lambdoid phages that simplify the recovery of in vitro recombinants // Mol. Gen. Genet., 1977, v. 150, p. 53-61..

Вместе с Джеффом Вилсоном, она клонировала ген, кодирующий лигазу фага Т4, энзим, используемый для сшивание цепей ДНК при репликации, и, позже, полинуклотидкиназу, используемую для введения концевых метокWilson G.G. and Murray N.E. Molecular cloning of the DNA ligase gene from bacteriophage T4. I. Characterisation of the recombinants // J. Mol. Biol., 1979, v. 132, p. 471—491.Midgley C.A. and Murray N.E. T4 polynucleotide kinase; cloning of the gene (pseT) and amplification of its product// EMBO J., v. 19, p. 2695—2703.. Кроме того, в ответ на запрос Уильяма Келли она провела скрининг своих библиотек E.coli в поисках клона, кодирующего ДНК-полимеразу. Ей повезло: весь ген polA находился в небольшом фрагменте HindIII. Благодаря этому клону был получен фрагмент КленоваMurray N.E. and Kelley W.S. Characterisation of λpolA transducing phages; effective expression of the E. coli polA gene // Mol. Gen. Genet., 1979, v. 175, p. 77-87.. Норин отдала клон, кодирующий лигазу Т4 фармацевтической компании Boehringer, которая производила коммерческую лигазу в течение многих лет.

В 1980-82 годах Мюррей работала в Европейской молекулярно-биологической лаборатории (EMBL) в Гейдельберге. В сотрудничестве с лабораторией , она получила серию новых лямбда векторов — так называемые EMBL-векторы — несущих полилинкеры с сайтами рестрикции, например, EcoRI, HindIII и , включающие заменяемые векторы — наиболее широко используемые для клонирования векторы. Работа, описывающая их, была её наиболее цитируемойFrischauf A.M., Lehrach H., Poustka A. and Murray N. Lambda replacement vectors carrying polylinker sequences // J. Mol. Biol., 1983, v. 170, p. 827—842.. В EMBL Норин также вернулась к изучению системы рестрикции-модификации с использованием рестриктаз первого типа, чем она продолжила заниматься по возвращении в Эдинбург в конце 1982 и до конца своей карьеры. Там же, с помощью Джилл Гоф, Норин секвенировала гены, кодирующие S-субъединицы трех рестриктаз семейства EcoK, узнающих разные сайты рестрикции. При сравнении генов выяснилось, что они имеют две гомологичные области — 100 нуклеотидов в середине гена и 250 на конце — и две неконсервативные области, каждая состоящая из примерно 500 нуклеотидов, одна находится в начале гена, другая — между двумя гомологичными областями. Это позволяло предположить, что каждая переменная область кодировала домен, узнающий одну из частей сайта рестрикцииGough J.A., Murray N.E. and Brenner S. Sequence diversity among related genes for recognition of specific targets in DNA molecules // J. Mol. Biol., 1983, v. 166, p. 1-19..

В лаборатории Мюррей также секвенировали R- и M-субъединицы систем рестрикции-модификации типа I. После чего последовали обширный мутационный анализ и структурные исследования, которые показали, как субъединицы взаимодействуют друг с другом и с ДНК, и определили области, ответственные за различную каталитическую активность, включая АТФ-азу и разрезание ДНКKelleher J.E., Daniel A.S. and Murray N.E. Mutations that confer de novo activity upon a maintenance methyltransferase // J. Mol. Biol., 1991, v. 221, p. 431—440.Dryden D.T., Cooper L.P. and Murray N.E. Purification and characterization of the methyltransferase from the type 1 restriction and modification system of Escherichia coli K12 // J. Biol. Chem., 1993, v. 268, p. 13228-13236.Powell L.M., Dryden D.T., Willcock D.F., Pain R.H. and Murray N.E. DNA recognition by the EcoK methyltransferase: the influence of DNA methylation and the cofactor S-adenosyl-l-methionine // J. Mol. Biol., 1993, v. 234, p. 60-71.Willcock D.F., Dryden D.T. and Murray N.E. A mutational analysis of the two motifs common to adenine methyltransferases // EMBO J., 1994, v. 13, p. 3902-3908.. Структурные исследования, наконец, позволили Дэвиду Драйдену (бывший постдокторант Мюррей), вскоре после смерти Мюррей, создать модель всего комплекса. Результаты исследования были опубликованы в статье, посвященной Норин МюррейKennaway C.K., Taylor, J.E., Song C.F., Potrzebowski W., Nicholson W., White J.H., Swiderska A., Obarska-Kosinska A., Callow P., Cooper L.P, Roberts G.A., Artero J.B. Bujnicki J.M., Trinick J., Kneale G.G. and Dryden D.T.F. Structure and operation of the DNA-translocating type I DNA restriction enzymes // Genes & development, 2012, v. 26.1, p. 92-104..

На последнем этапе своей работы над системой рестрикции-модификации типа I Мюррей, вместе со своим докторантом Светой Маковец, обнаружила неожиданный факт: клетки защищают себя от рестрикции не только путем метилирования сайтов рестрикции, но и ClpXP-опосредованным протеолизом S-субъединиц после связывания рестриктазы с сайтом рестрикции и инициирования транслокации.

Педагогическая деятельность