Выдающийся американский биохимик и генетик, который совершил революцию в токсикологии благодаря созданию теста Эймса для оценки мутагенности химических соединений. Его метод позволял легко и дешево определять канцерогенные свойства веществ и помог выявить многочисленные промышленные и экологические опасности. На протяжении жизни он опубликовал более 500 научных работ, посвященных мутагенезу, раку и механизмам старения. Подробнее об этом выпускнике High School of Science в Бронксе — далее на bronx.name.
Начало научного пути
Брюс Эймс родился и вырос в Нью-Йорке, а его интерес к науке проявился еще в стенах Bronx High School of Science. Там он впервые приобщился к исследовательской работе и понял, что хочет посвятить себя биологии и химии.
После школы Брюс поступил в Корнелльский университет, где увлекся сочетанием фундаментальной науки и практических экспериментов. В 1950 году Эймс завершил обучение, получив степень бакалавра по химии и дополнительную специализацию по биологии. Уже тогда он четко видел свой дальнейший путь — в направлении молекулярных механизмов жизни.
Следующим этапом стала аспирантура в Калифорнийском технологическом институте. Здесь Эймс работал под руководством ведущих биохимиков и сосредоточился на изучении синтеза незаменимой аминокислоты гистидина. Его диссертационное исследование объединило генетический и биохимический подходы — в то время это было новаторским.
В 1953 году Брюс Эймс получил степень доктора философии по биохимии и начал работать в Национальных институтах здравоохранения (NIH). Сначала как постдокторант и исследователь, а впоследствии, как руководитель отдела микробной генетики. Здесь Эймс продолжил развивать свои идеи: изучал, как именно работают ферменты и гены, ответственные за биосинтез гистидина, используя бактерию Salmonella как модельный организм.
Молодой ученый постепенно формировал уникальный стиль мышления: сочетание точности биохимии с гибкостью генетики. И хотя тест Эймса еще был впереди, уже было понятно, что он на пороге великого открытия.
Тест Эймса: простой эксперимент, который изменил науку о раке
Настоящая слава пришла к Брюсу Эймсу в 1970-х годах, когда он разработал свой знаменитый тест. Идея возникла еще во время его работы с бактериями Salmonella. Он заметил, что некоторые мутанты, которые потеряли способность вырабатывать гистидин, порой восстанавливали эту функцию благодаря случайным мутациям. Эймс догадался: если определенное химическое вещество способно заставлять бактерии мутировать, значит, оно может быть канцерогенным.
Этот эксперимент был гениально простым. Мутантные бактерии высевались на чашке Петри без гистидина, а на фильтровальную бумагу наносили исследуемое вещество. Если вокруг появлялось кольцо колоний — значит, произошла мутация. Так тест, более дешевый и быстрый, чем сложные эксперименты на животных, превратился в универсальный инструмент для первичного скрининга канцерогенов.
Студенты быстро подхватили идею, они приносили для проверки все — от пищевых продуктов до бытовой химии. Результаты впечатляли и пугали. Мутагены выявлялись там, где их совсем не ожидали. Именно благодаря тесту Эймса был запрещен ряд веществ, в частности Tris — популярный огнезащитный агент в детской одежде для сна.
Со временем открытия привели Эймса к еще более провокационным выводам. Его исследования показали, что природные соединения могут быть не менее канцерогенными, чем синтетические. Так, в обычной чашке кофе содержится более тысячи химических веществ, и большинство проверенных оказались мутагенными. По подсчетам Эймса, канцерогенов в кофе больше, чем в годовом влиянии остатков пестицидов. Подобные соединения он находил в черном перце, грибах, арахисовой пасте, чае и даже в белом хлебе.
Такие выводы переворачивали представления о «безопасной природе» и «опасной химии». Эймс остро критиковал романтизированный экологический взгляд на прошлое и выступал против чрезмерного драматизирования влияния искусственных веществ. Он считал, что главным фактором развития рака являются не пестициды или загрязнение, а старение организма и факторы образа жизни, включая питание.
Чтобы систематизировать знания, он вместе с коллегами создал HERP-индекс (Human Exposure/Rodent Potency) — способ сравнивать относительный риск от различных веществ. Это дало возможность отличать действительно опасные канцерогены от тех, чье влияние было минимальным.
Неудивительно, что тест Эймса вызвал настоящие баталии. Выявив потенциальные мутагены в красках для волос и пищевых добавках, студенты под руководством Эймса взбудоражили волну беспокойства: насколько нам следует бояться химических веществ в повседневных вещах? Впоследствии стало очевидно, что более половины соединений, которые давали положительный результат, вызывали рак у животных. Это заставило химические компании ввести тест в собственную практику — он позволял выявлять опасные вещества еще до того, как они попадали в продукты.
Особенным жестом стало то, что Эймс бесплатно открыл доступ к протоколам и бактериальным штаммам всем — и ученым, и коммерческим структурам.
«Он был уникальным тем, что сделал это без ожидания прибыли, — откровенно говоря, неслыханно в наши дни», — вспоминал Рэнди Шекман.
Наука долголетия
В 1980-х годах Брюс Эймс обратил внимание на еще одну загадку биологии — старение. Он показал, что в центре этого процесса стоит распад митохондрий, что ведет к дегенеративным заболеваниям и постепенному упадку организма. Его целью было не просто описать механизм, а найти способы его замедлить.
Эймс проводил серию экспериментов, чтобы выяснить, как поддержать работу клеточных «электростанций» и предотвратить разрушение ДНК. Он доказывал, что правильный баланс микроэлементов в питании может стать ключом к более долгой и здоровой жизни. Его концепция «теории сортировки» объяснила, как организм в условиях нехватки витаминов и минералов вынужден отдавать приоритет «белкам выживания», жертвуя «белками долголетия», которые защищают нас от рака, сердечно-сосудистых болезней и когнитивного спада. Именно этот скрытый дефицит, по Эймсу, и является одним из главных врагов здоровой старости.
Данные, которые он с коллегами собирал в Детском исследовательском институте Окленда, были тревожными. Даже в США большинство населения не получало достаточно витамина D, Е, магния, кальция, цинка и других жизненно необходимых веществ. Ожирение, по его мнению, лишь обостряло проблему. Люди потребляли избыток калорий, но испытывали нехватку витаминов и минералов. Чтобы исправить ситуацию, команда Эймса разработала собственный продукт — фруктово-зерновой «Choribar», богатый клетчаткой и микроэлементами, который значительно улучшал метаболизм у людей с не оптимальным питанием.
Когда в конце 1990-х годов здание Баркер-Холл в Беркли закрыли на сейсмическую модернизацию, Эймс не остановился. Он перенес лабораторию в Окленд, и за свой счет помог оборудовать новые помещения.
По словам Эймса, ключ к долголетию прост: правильное питание, избегание курения и контроль за потреблением питательных веществ. Даже небольшие изменения в образе жизни могут значительно продлить здоровую жизнь и уменьшить потребность в дорогих медицинских процедурах.
Награды и признание
Еще в 1970 году Брюс Эймс стал членом Американской академии искусств и наук, а через два года — Национальной академии наук США. Эти выборы были признанием его прорывных работ о мутагенности и механизмах возникновения рака. Впоследствии Эймс вошел и в Национальный консультативный совет по вопросам рака, где с 1976 по 1982 год помогал формировать направления американской онкологической науки.
Его имя все чаще звучало среди лауреатов самых высоких научных наград. В 1980 году Эймс получил медаль Болтона Корсона, а через три года — престижную премию Фонда исследования рака General Motors. В 1985 году его отметили премией Тайлера за достижения в области охраны окружающей среды, а в 1991 году — Золотой медалью Американского института химиков.
1990-е годы стали временем международного признания. Эймс получил премию Фонда Гленна Геронтологического общества Америки (1992), награду Института Лавлейса за эффективность в исследованиях экологического здоровья (1995), премию Хонды (1996) и престижную Японскую премию (1997). В 1998 году, когда он уже был всемирно известным ученым, его отметили медалью города Париж и высшей научной наградой США — Национальной медалью науки.
Новый тысячелетний рубеж он встретил с новыми достижениями. В 2001 году Брюс Эймс получил премию Института Лайнгуса Полинга за исследования в области здравоохранения и награду Американского общества микробиологии за жизненные достижения. В 2004 году ему вручили медаль Томаса Ханта Моргана — награду, которая символизирует самый высокий уровень в генетике и молекулярной биологии.
Его авторство более 550 научных публикаций и сотни тысяч цитирований закрепили за ним место среди самых влиятельных ученых мира. Несмотря на все титулы и медали, Эймс оставался активным в науке даже в старшем возрасте — почетным профессором биохимии и молекулярной биологии в Беркли и старшим научным сотрудником в Детском исследовательском институте Окленда.
Его жизненный путь завершился в октябре 2024 года, когда он умер в Беркли в возрасте 95 лет. Все награды, которые он получил, — это лишь внешнее подтверждение главного: его идеи продолжают жить и вдохновлять новые поколения ученых в борьбе с раком, старением и болезнями цивилизации.