1941: Ein Gen, ein Enzym

George Beadle und Edward Tatum zeigten durch Experimente an der roten Brotform Neurospora crassa, dass Gene unterschiedliche chemische Ereignisse regulieren – was die Hypothese „Ein Gen, ein Enzym“ bestätigt.George Beadle hatte zwei Jahre in T. H. Morgans Labor am Caltech verbracht und Genetik mit Fruchtfliegen als Modellorganismus studiert. 1941 wandten er und Edward Tatum sich einem noch einfacheren Modell für das Studium der Genetik zu. In seinem normalen oder „wilden“ Zustand kann der Schimmelpilz Neurospora crassa auf einem Medium wachsen, das nur Zucker, eine kleine Menge Biotin und anorganische Salze enthält.

Wenn die Form Röntgenstrahlung ausgesetzt wird, entstehen Mutationen in den Zellen. Einige der Mutationen beeinflussen die Fähigkeit der Form, organische Verbindungen aus einfacheren Bausteinen zu bilden. Zum Beispiel verlieren einige die Fähigkeit, bestimmte Aminosäuren zusammenzubauen. Um zu gedeihen, müssen diese Stämme die jeweiligen Aminosäuren in ihrem Nährmedium haben oder manchmal können sie mit Vorläuferverbindungen auskommen, die die Zellen in die erforderlichen Aminosäuren umwandeln können.Indem sie eine Vielzahl von Verbindungen in das Nährmedium lieferten und sahen, welche verschiedene mutierte Stämme wachsen lassen und welche nicht, sahen Beadle und Tatum, dass sie die Sequenz biochemischer Reaktionen in Zellen ableiten konnten, die notwendige Verbindungen wie Aminosäuren herstellen. Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Funktion eines Gens darin besteht, die Bildung eines bestimmten Enzyms zu steuern, das ein chemisches Ereignis reguliert. Eine Mutation kann ein Gen so verändern, dass es nicht mehr das normale Enzym produziert, was zu einem körperlichen Symptom führt, wie die Notwendigkeit von Nahrungsergänzungsmitteln. Beadle und Tatum schlugen vor, dass im Allgemeinen jedes Gen die Bildung eines (und nur eines) Enzyms steuert.Für ihre Arbeit teilten sich Beadle und Tatum mit J. Lederberg den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin von 1958.