Am 16. April 1956, vor etwa 60 Jahren, gelang Arthur Kornberg und seinen Mitarbeitern die erstmalige Isolation des Enzyms, welches später als DNA Polymerase I in die Lehrbücher eingehen würde.
Der Ausnahmeschüler Kornberg
Arthur Kornberg, der heute von vielen als einer der Giganten der Biochemie des 20. Jahrhunderts angesehen wird, zeigte schon in jungen Jahren sein großes Talent und Forschergeist. Als Ausnahmeschüler und -student begann er schon mit 15 sein Chemie- und Biologiestudium, welches er mit 19 beendete. Während seines nachfolgenden Medizinstudiums veröffentlichte Kornberg im renommierten Journal of Clinical Investigation sein erstes Paper.
Der erste Schritt in der Aufklärung der Nukleotidsynthese
Eine Veröffentlichung über die Gilbert-Meulengracht-Krankheit, eine Störung des Bilirubin-Stoffwechsels, öffnete Kornberg 1942 die Pforten zu den National Institutes of Health (NIH). Nachdem er dort zunächst an dem Metabolismus von Vitaminen und Koenzymen geforscht hatte, widmete sich Kornberg bald dem neuen Feld der Enzymologie und zog nach New York in die Arbeitsgruppe des Biochemikers Severo Ochoa. Getreu seines Mottos “Never a dull enzyme” isolierte und charakterisierte er diverse Enzyme, darunter Malatdehydrogenase, Aconitase und insbesondere die Nukleotid-Diphosphatase der Kartoffelpflanze. Dieses Enzym markierte den ersten Schritt in der Aufklärung der Nukleotidsynthese und der beteiligten Koenzyme, die Kornberg viele Jahre beschäftigen würde und sein Interesse für die Mechanismen der DNA Replikation weckte.
Die Entdeckung der die DNA Polymerase I
Als Watson und Crick 1953 die Doppelhelix als Struktur der DNA vorschlugen, waren die Desoxynukleotidvorläufer der DNA noch nicht bekannt und viele betrachteten die DNA Synthese gar als „vitalen“, nicht von der lebenden Zelle zu trennenden Prozess. Schritt für Schritt widerlegten Kornberg und sein Team diese Vorstellung, indem sie die DNA Polymerase I, die Notwendigkeit eines Matrizenstranges, Desoxynukleotiden und Primern, sowie die 3′→5′ Fehlerkorrektur entdeckten. Für die Aufklärung des enzymatischen Mechanismus der DNA Synthese erhielt Arthur Kornberg 1959 zusammen mit seinem früheren Mentor Severo Ochoa den Nobelpreis für Physiologie und Medizin.
Kornbergs Söhne und Schüler
In späteren Arbeiten konnte Kornberg die biologische Aktivität der synthetisierte DNA zeigen, indem er das zirkuläre ssDNA Genom der Bakteriophage φX174 in vitro amplifizierte. Arthur Kornberg hatte im Jahr 1945 geheiratet und seine Söhne Roger David Kornberg, Thomas B. Kornberg und Kenneth Andrew Kornberg kamen in beeindruckender Weise ganz nach dem Vater: Roger wurde 2006 für seine Arbeiten zur RNA Polymerase II mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet und Thomas entdeckte 1970 die DNA Polymerasen II und III. Arthur Kornberg und seinen Schülern gelang mit der Aufklärung der ""Replication of the E. coli chromosome from start to finish"" eine der größten Leistungen der experimentellen Wissenschaft des 20. Jahrhunderts. Die damals noch revolutionäre in vitro Synthese von DNA und RNA ist nun, dank der Arbeit von Kornberg und seinen Kollegen, zu einer der wichtigsten Techniken der Biochemie und Molekularbiologie herangereift.
