RNAタイクラブ

1953年、ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所で共同研究していたイギリスの生物物理学者フランシス・クリックとアメリカの生物学者ジェームズ・ワトソンは、生物の主要な遺伝物質であるDNAの構造を解明し^{[ 3 ]} 、 DNA中の遺伝情報をタンパク質に結びつけると考えられていた^{[ 4 ]} 。1954年までに、遺伝情報経路にはDNA 、RNA、タンパク質が関わっていることが理解され始めていた。しかし、RNAの構造と性質は依然として謎のままであり（特定のRNA分子は1960年まで知られていなかった^{[ 5 ]}）、特にRNAがタンパク質合成にどのように関わっているかは不明であった^{[ 6 ]。}ワトソンはクリックへの手紙の中でこの問題を「生命の謎」と呼んだ^{[ 5 ] 。}

ジョージ・ワシントン大学の ソ連系アメリカ人物理学者ジョージ・ガモフは、 DNAからのタンパク質合成の最初のモデルを提唱した。^{[ 7 ] [ 8 ]} 1954年初頭、彼はケープコッドのウッズホールでクリック、ワトソン、シドニー・ブレナーと数日間を過ごし、遺伝学について議論した。^{[ 2 ]}ワトソン＝クリックモデルに基づき、彼はタンパク質がDNAの二本鎖溝から直接合成されるという「直接DNAテンプレート仮説」を提唱した。^{[ 9 ]} DNAの4つの塩基は、重複するヌクレオチド配列を持つトリプレットとして20種類の異なるアミノ酸を合成すると想定された。^{[ 10 ]}彼は1954年2月13日号のネイチャー誌にこの仮説を発表し、次のように説明した。

様々なアミノ酸と、デオキシリボ核酸鎖中の様々なヌクレオチドによって形成される菱形の「穴」との間の「鍵と鍵穴」の関係を考慮すると、このような翻訳手順は容易に確立できると思われる。周囲の媒体からの遊離アミノ酸がデオキシリボ核酸分子の「穴」に捕捉され、それに応じて対応するペプチド鎖に結合すると推測できる。^{[ 11 ]}

1954年5月、ワトソンはカリフォルニア大学バークレー校で研究休暇中だったガモフを訪ねた。ガモフの仮説について議論する中で、ワトソンは遺伝暗号を解明するために20人のメンバーからなるクラブを結成することを提案した。^{[ 2 ]}ガモフは即座に「RNA構造の謎を解き明かし、それがどのようにタンパク質を構築するのかを理解する」ためのRNAタイクラブを考案し、「やるか死ぬか、さもなくば試みるな」というモットーを付け加えた。^{[ 12 ]}

このクラブは、それぞれがアミノ酸に対応する20人の著名な科学者と、各ヌクレオチドに対応する4人の名誉会員（S. ブレンナー、VAL. F. リップマン、 A. セント＝ジェルジ、およびもう1人）で構成されていた。^{[ 12 ]}

各メンバーは、らせん模様が刺繍されたウールのネクタイを受け取ったため、「RNAタイクラブ」という名前になった。^{[ 12 ]}

ガモフは数学を用いて、3文字（トリプレット）からなるヌクレオチドコードで20種類のアミノ酸すべてを定義できると仮定した。^{[ 11 ]}この概念は「コドン」の基礎であり、そのサイズの上限と下限を定めた。ガモフは、DNA鎖中の塩基とその相補的なペアの数によってアミノ酸のための20個の空洞が作られると単純に推定した。つまり、20種類のアミノ酸がタンパク質合成に関与できるということである。^{[ 15 ]}彼はこのDNAとタンパク質の相互作用を「ダイヤモンドコード」と名付けた。^{[ 16 ]} DNAが直接タンパク質を合成するというガモフの前提は誤りであることが証明されたが、^{[ 10 ]}トリプレットコードは遺伝暗号の基礎となった。^{[ 16 ]}

シドニー・ブレナーは、3つの重複しないヌクレオチドが1つのアミノ酸をコードできるというコドンの概念を提唱した。^{[ 17 ]}彼の証明は、統計とアミノ酸タンパク質配列からの実験的証拠に基づいていた。

フランシス・クリックは「アダプター仮説」（ブレンナー^{[ 18 ]}が命名）を提唱し、何らかの分子がアミノ酸を運び、核酸配列に対応する正しい順序に並べると主張した^{[ 19 ]} 。この仮説は、DNAが直接タンパク質を合成することはできず、代わりにDNA配列をアミノ酸配列に変換するアダプターと呼ばれる他の分子が必要であるとするガモフの直接DNAテンプレート仮説と矛盾していた。彼はまた、そのような20種類のアダプター分子が存在すると示唆した^{[ 20 ] [ 21 ]} 。これは後にロバート・ホリーによって確認され、アダプター分子はトランスファーRNA（tRNA）と名付けられた^{[ 22 ] 。}

1955 年 1 月に RNA Tie Club のメンバーに配布されたタイプされた論文「縮重テンプレートとアダプター仮説について: RNA Tie Club へのメモ」は、「科学史における最も重要な未発表論文の 1 つです」^{[ 23 ] [ 24 ]}、および「分子生物学の記録の中で最も有名な未発表論文」^{[ 24 ]}と評されています。ワトソンは、「フランシスによるこれらの [未発表] メモの中で最も有名なものは、やがてタンパク質合成についての私たちの考え方を完全に変えることになるでしょう」と回想しています。^{[ 2 ]}

RNAタイクラブのメンバーのうち、リチャード・ファインマン、メルビン・カルビン、ジェームズ・ワトソン、マックス・デルブリュック、フランシス・クリック、シドニー・ブレナーの6人がノーベル賞を受賞しました。しかし、核酸とアミノ酸を結びつけるコードを理解し解読するという究極の目標は、RNAタイクラブのメンバーではなかったマーシャル・ニーレンバーグによって達成され^{[ 25 ]} 、彼は1968年にホリー、ハー・ゴビンド・コラナとともにノーベル生理学・医学賞を受賞しました^{[ 26 ]}。