home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac of the 20th Century / TIME, Almanac of the 20th Century.ISO / 1990 / 93 / jan_mar / 0315300.000 < prev    next >
Text File  |  1994-02-27  |  13KB  |  261 lines

  1. <text>
  2. <title>
  3. (Mar. 15, 1993) Happy Birthday, Double Helix
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1993               
  7. Mar. 15, 1993  In the Name of God                    
  8. </history>
  9. <article>
  10. <source>Time Magazine</source>
  11. <hdr>
  12. SCIENCE, Page 56
  13. Happy Birthday, Double Helix
  14. </hdr>
  15. <body>
  16. <p>Forty years after their discovery of DNA's secret, Watson and
  17. Crick celebrate its impact on the world
  18. </p>
  19. <p>By Leon Jaroff/Cold Spring Harbor--With reporting by Larry
  20. Thompson/Washington
  21. </p>
  22. <p>     It was a night to celebrate. Raising their glasses in the
  23. Eagle, a pub near the campus of Cambridge University in
  24. England, a euphoric Francis Crick, 36, and James Watson, 24,
  25. drank to what they had just accomplished. Over the hubbub in the
  26. crowded pub, Crick's voice boomed out, "We have discovered the
  27. secret of life!"
  28. </p>
  29. <p>     Indeed they had. The year was 1953, and that afternoon in
  30. the university's Cavendish Laboratory, the two brash
  31. overachievers had at last solved a puzzle that had for years
  32. stymied scientists seeking to understand how traits are passed
  33. from one generation to the next. By finally discerning the
  34. double-helix structure of deoxyribonucleic acid (DNA), the
  35. giant molecule of heredity, they had cleared the way for a great
  36. leap forward in human understanding of the processes of life.
  37. </p>
  38. <p>     Last week Watson and Crick were euphoric again as they
  39. gathered with a brilliant galaxy of scientists, biotech
  40. executives and other friends to celebrate the 40th anniversary
  41. of the discovery that opened a new era. The site was the
  42. century-old Cold Spring Harbor Laboratory on New York's Long
  43. Island, where Watson, host of the glittering symposium, has
  44. served as director for 25 years. The appearance of the
  45. reclusive Crick helped highlight the event; he seldom ventures
  46. forth from California's Salk Institute for Biological Studies,
  47. where for the past 17 years he has been studying the brain. "Jim
  48. is an administrator and manager," Crick explains. "I'm still
  49. caught up in research."
  50. </p>
  51. <p>     The setting could not have been more appropriate.
  52. Representations of the fabled molecule abound at the
  53. campus-like laboratory, which Watson calls "the University of
  54. DNA." Twisted, twin-strand, DNA-like designs border the ceiling
  55. of the auditorium and circle the lab's ubiquitous CSH insignia.
  56. A delicate steel model of the molecule sits in the auditorium
  57. lobby, and a DNA rendering hangs from the wall behind Watson's
  58. desk. The laboratory's lofty bell tower is not exempt. Each of
  59. its four sides is labeled with a letter representing one of the
  60. four nucleotides that constitute DNA's code letters: A, T, C
  61. and G. And visible through arches in each of the tower sides is
  62. a central staircase--spiral, of course. As an added touch,
  63. Watson and several of his guests who had investigated DNA's
  64. handmaiden, RNA, in the later 1950s wore their RNA Tie Club
  65. ties, each bearing the image of the single-strand molecule.
  66. </p>
  67. <p>     DNA was also very much on the minds of the scheduled
  68. speakers as they described the events flowing from the
  69. Nobel-prizewinning Watson-Crick discovery. In the four decades
  70. since, scientists, building on their knowledge of DNA's
  71. structure, cracked the genetic code, described the machinery of
  72. the living cell, identified and located specific genes and
  73. learned to transfer them from one organism to another. Their
  74. work has already transformed biology, created the biotech
  75. industry and new pharmaceuticals, is beginning to affect
  76. business, industry, agriculture and food processing, and
  77. promises to change drastically the way medicine is practiced.
  78. "In five years the impact on medicine will be big," predicts
  79. Crick. "In 10 or 15 years, it will be overwhelming."
  80. </p>
  81. <p>     Key to the rapid progress in genetics is the 15-year, $3
  82. billion Human Genome Project, which Watson headed from its
  83. beginning in 1990 until he left last April over differences
  84. with Dr. Bernadine Healy, the director of the National
  85. Institutes of Health (NIH). The ambitious project, which Watson
  86. helped persuade Congress to fund, has as its goal the discovery
  87. and mapping of all the estimated 100,000 human genes and the
  88. sequencing, or arranging in order, of all 3 billion chemical
  89. code letters in the human genome, the long strands of DNA that
  90. make up the chromosomes in the nucleus of each* of the body's 10
  91. trillion cells.
  92. </p>
  93. <p>     The genome is in effect a blueprint for the complete human
  94. being, containing instructions that not only determine the
  95. structure, size, coloring and other physical attributes, but
  96. can also affect susceptibility to disease, intelligence and
  97. even behavior. "We used to think that our fate was in our
  98. stars," says Watson. "Now we know, in large part, that our fate
  99. is in our genes."
  100. </p>
  101. <p>     Scientists funded by the genome proj ect have their work cut
  102. out for them. As of last week, only about 6,100 human genes had
  103. been identified, and only a tiny fraction of the genome
  104. sequenced. But the rate of discovery is picking up.
  105. </p>
  106. <p>     Even as the gala event at Cold Spring Harbor was proceeding,
  107. news came that a collaborative group of scientists from 13
  108. institutions had identified the gene that, when faulty, is
  109. responsible for at least some cases of amyotrophic lateral
  110. sclerosis, or ALS, the untreatable degenerative nerve disorder
  111. that crippled and eventually killed Lou Gehrig, the New York
  112. Yankee first baseman. Victims of "Lou Gehrig's disease" usually
  113. die because of fast-spreading paralysis in as little as three to
  114. five years. A small percentage of ALS sufferers, including famed
  115. British physicist Stephen Hawking, manage to survive for
  116. decades, mentally alert but trapped in a completely immobilized
  117. body. The new finding, reported in the journal Nature, could
  118. someday result in treatment and perhaps even prevention of the
  119. disease.
  120. </p>
  121. <p>     Only a week earlier, in another Nature report, scientists
  122. revealed that they had found the gene that appears to cause
  123. X-linked adrenoleukodystrophy, or ALD, the rare degenerative
  124. disease depicted in the movie Lorenzo's Oil. Other researchers
  125. have just discovered that at least 23 different mutations in a
  126. single gene can lead to the development of type II (adult)
  127. diabetes.
  128. </p>
  129. <p>     The identification of disease genes has already resulted in
  130. the development of tests for such disorders as cystic fibrosis
  131. and muscular dystrophy; people from families with histories of
  132. these diseases can now be tested for the faulty gene long
  133. before any symptoms show up. But little testing has been done
  134. so far because the diseases are relatively rare and the results
  135. are merely informative; no cure is yet available, and if the
  136. test is positive, there is little action the recipient can
  137. take, except to avoid having children, who might inherit the
  138. gene.
  139. </p>
  140. <p>     "That kind of diagnosis does not influence the present
  141. generation, except in an indirect fashion," says Walter
  142. Gilbert, a Harvard molecular biologist who spoke at the Cold
  143. Spring Harbor meeting. But Gilbert, awarded a Nobel Prize for
  144. his method of sequencing DNA, foresees more massive screening
  145. as tests become available for genes that simply predispose
  146. people--that is, make them susceptible--to more common
  147. illnesses such as heart disease and cancer. In these cases, he
  148. believes, people will seek out the tests because they will have
  149. some control over their fate. Depending on their genetic
  150. susceptibility, they can watch their diets, exercise, have
  151. frequent checkups, avoid the sun or practice other forms of
  152. behavior that may ward off the onset of disease.
  153. </p>
  154. <p>     The first genes of this kind will be diagnosed as early as
  155. 1995, Gilbert predicts. Then, "by the year 2000 we will have
  156. genetic profiles, with 20 to 50 disease genes identified on
  157. them." Ten years later, genetic profiles will display between
  158. 2,000 and 5,000 potential disease genes, he says, "and by 2020
  159. or 2030, you'll be able to go to a drugstore and get your own
  160. DNA sequence on a CD, which you can then analyze at home on
  161. your Macintosh."
  162. </p>
  163. <p>     By that time, Gilbert believes, genetic testing will be
  164. commonplace and medicine will have drastically changed. Instead
  165. of emphasizing treatment with surgery or drugs, it will have
  166. become largely predictive and preventive.
  167. </p>
  168. <p>     Yet medicine of the future will undoubtedly be complemented
  169. by a technique that is still in its infancy, but suddenly shows
  170. signs of taking off: gene therapy, which, simply stated,
  171. involves the transfer of beneficial genes into the human body.
  172. </p>
  173. <p>     Encouraged by the apparent success of the first approved use
  174. of the procedure--on two young girls being treated for an
  175. immune-deficiency disease--the NIH and biotech companies have
  176. begun channeling funds to medical researchers eager to apply
  177. variations of gene therapy to a host of diseases.
  178. </p>
  179. <p>     "The number of investigators getting involved has mushroomed
  180. over the past year," says Dr. W. French Anderson, a molecular
  181. biologist at the University of Southern California and a
  182. pioneering advocate of gene therapy. At Cold Spring Harbor last
  183. week, he reported that the number of approved trials of gene
  184. therapy, designed to treat diseases ranging from cystic fibrosis
  185. to cancer to AIDS, has now reached 47, involving 92 patients.
  186. </p>
  187. <p>     It was Anderson who took gene therapy out of the realm of
  188. science fiction when he got approval for the transfer of a
  189. beneficial gene into a sickly five-year-old Ohio girl who
  190. suffered from an immune deficiency. Because of a faulty gene,
  191. her body could not manufacture an enzyme called adenosine
  192. deaminase (ADA). Without it, toxic substances accumulated in
  193. her bloodstream and destroyed the white cells, specifically T
  194. cells, inactivating her immune system and making her, like AIDS
  195. victims, vulnerable to many diseases.
  196. </p>
  197. <p>     Anderson, then at the NIH, with colleagues Dr. R. Michael
  198. Blaese and Dr. Kenneth Culver, extracted T cells from the
  199. little girl's blood and exposed them to a mouse-leukemia
  200. retrovirus that had been rendered harmless and endowed with a
  201. normal ADA gene. Invading the T cell, the retrovirus acted as
  202. a vector, depositing its genetic material, including the ADA
  203. gene, in the cell nucleus. After the re-engineered T cells were
  204. cultured, a process that produced billions of them, they were
  205. infused back into the child's bloodstream, where their new gene
  206. began producing the ADA enzyme.
  207. </p>
  208. <p>     Now, 2 1/2 years after that historic experiment, Anderson
  209. reported to the Cold Spring Harbor symposium, both this child
  210. and another young Ohio girl who began the same treatment a few
  211. months later have acceptable levels of the ADA enzyme and are
  212. leading normal, healthy lives, needing only to return every six
  213. months for repeat treatments. This study, and one conducted by
  214. the University of Michigan's Dr. James Wilson on a woman with
  215. familial hypercholesterolemia, represent the only gene-therapy
  216. treatments to date with beneficial results. But Anderson
  217. expects more success from other projects getting under way.
  218. </p>
  219. <p>     "Short term," he says, "I think that gene therapy will be
  220. applied to a broader and broader range of diseases, with more
  221. and more clever approaches." He points to one brain-cancer
  222. trial that received initial approval just last week. Researchers
  223. will splice a herpes simplex gene into a mouse-leukemia virus
  224. that has been rendered harmless by genetic engineering, and
  225. insert the altered virus directly into the brain tumor. The
  226. virus, as is its nature, will promptly invade the nucleus of the
  227. tumor cells, endowing them with the herpes gene and making them
  228. susceptible to ganciclovir, an anti-herpes drug. The patient
  229. will then be given the drug, which should kill both the virus
  230. and the tumor cells.
  231. </p>
  232. <p>     Another, more startling strategy, not yet approved, would
  233. use the AIDS virus itself as a vector to deliver antiviral genes
  234. to white blood cells infected with the AIDS virus. After
  235. incapacitating the virus so that it cannot reproduce and
  236. splicing a therapeutic gene into its genetic material,
  237. researchers would inject it into an AIDS patient's bloodstream.
  238. It could be the ideal vector for treating the disease, zeroing
  239. in on the T cells normally infected by the AIDS virus.
  240. </p>
  241. <p>     Other methods are more straightforward. In a forthcoming
  242. cystic fibrosis trial, Anderson says, doctors will simply
  243. "infuse the vector right down into the lungs. And there are
  244. even enemas of vectors for colon cancer."
  245. </p>
  246. <p>     Eventually, Anderson told his fellow Cold Spring Harbor
  247. celebrators, he looks to the day when "any physician can take a
  248. vial off a shelf and inject an appropriate gene into a patient."
  249. </p>
  250. <p>     Like the others gathered to mark the anniversary, Anderson
  251. paid tribute to Watson and Crick, whose accomplishment made all
  252. that followed possible. Watson was equally appreciative. "I just
  253. wish to thank everyone for being here," he said, "to help
  254. Francis and me celebrate what was really a very wonderful
  255. birthday party."
  256. </p>
  257.  
  258. </body>
  259. </article>
  260. </text>
  261.