Em 1958, experimentos e análises como oexperimento Avery-MacLeod-McCarty, o experimento Hershey-Chase, a estrutura Watson-Crick e o experimento Meselson-Stahl mostraram que o DNA é a molécula da informação genética. Não se sabia, porém, como o DNA direcionava a expressão de proteínas, ou qual o papel do RNA nesses processos. Nirenberg se uniu aHeinrich Matthaei no National Institutes of Health para responder a essas perguntas. Eles produziram RNA composto apenas de uracila, um nucleotídeo que só ocorre no RNA. Eles então adicionaram este RNA sintético de poliuracila a um extrato livre de células deEscherichia coli que continha DNA, RNA, ribossomos e outras máquinas celulares para a síntese de proteínas. Eles adicionaram DNase, que separa o DNA, de modo que nenhuma proteína adicional seria produzida além da de seu RNA sintético. Eles então adicionaram 1 aminoácido marcado radioativamente, os blocos de construção das proteínas, e 19 aminoácidos não marcados ao extrato, variando o aminoácido marcado em cada amostra. Apenas no extrato contendo a fenilalanina marcada radioativamente, a proteína resultante também era radioativa. Isso implicava que ocódigo genético parafenilalanina no RNA consistia em uma repetição de bases de uracila. Na verdade, como sabemos agora, é UUU (três bases de uracila em uma fileira). Este foi o primeiro passo para decifrar os códons do código genético e a primeira demonstração do RNA mensageiro (veja oexperimento de Nirenberg e Matthaei).[3][4][5][6][7][8][9]
Em agosto de 1961, no Congresso Internacional de Bioquímica emMoscou, Nirenberg apresentou um artigo a um pequeno grupo de cientistas.Francis Crick convenceu os líderes da conferência a convidar Nirenberg para repetir sua atuação no dia seguinte.[10][11] Falando antes do congresso reunido de mais de mil pessoas, Nirenberg eletrificou a comunidade científica. Ele rapidamente recebeu grande atenção científica para esses experimentos. Em poucos anos, sua equipe de pesquisa realizou experimentos semelhantes e descobriu que as repetições de três bases de adenosina (AAA) produziam o aminoácido lisina e as repetições de citosina (CCC) produziam prolina. A próxima descoberta veio quandoPhilip Leder, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Nirenberg, desenvolveu um método para determinar o código genético em pedaços detRNA (veja oexperimento de Nirenberg e Leder). Isso acelerou muito a atribuição de códons de três bases aos aminoácidos, de modo que 50 códons foram identificados dessa maneira. Os experimentos de Khorana confirmaram esses resultados e completaram a tradução do código genético.
O período entre 1961 e 1962 é frequentemente referido como a "corrida da codificação" por causa da competição entre os laboratórios de Nirenberg no NIH e o ganhador do NobelSevero Ochoa na Escola de Medicina daUniversidade de Nova York, que tinha uma equipe enorme. Diante da possibilidade de ajudar o primeiro cientista do NIH a ganhar um prêmio Nobel, muitos cientistas do NIH colocaram de lado seu próprio trabalho para ajudar Nirenberg a decifrar os códons do mRNA para aminoácidos. O Dr. DeWitt Stetten Jr., diretor do Instituto Nacional de Artrite e Doenças Metabólicas, chamou esse período de colaboração de "o melhor momento do NIH".[12]
A pesquisa posterior de Nirenberg se concentrou emneurociência, desenvolvimento neural e os genes homeobox.
J. H. Matthaei, M. W. Nirenberg:Characteristics and stabilization of DNAase-sensitive protein synthesis in E. coli extracts. In:Proceedings of the National Academy of Sciences. Volume 47, 1961, S. 1580–1588.PMID 14471391,PMC223177
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P. Leder, M. W. Nirenberg:RNA codewords and Protein Synthesis: Teh effect of trinucleotides upon the binding fo sRNA to ribosomes, Science, Volume 145, 1964, S. 1399–1407.
P. Leder, M. W. Nirenberg:RNA Codewords and Protein Synthesis, II: Nucleotide sequence of a valine RNA codeword, Proc. Nat. Acad. Sci. EUA, Volume 52, 1964, S. 420–427
P. Leder, M.W. Nirenberg:RNA Codewords and Protein Synthesis, III. On the Nucleotide Sequence of a Cysteine and a Leucine RNA Codeword, Proc. Nat. Acad. Sci. EUA, Volume 52, 1964, S. 1521–1529
M. Nirenberg, P. Leder,M. Bernfield, R. Brimacombe, J. Trupin, F. Rottman, C. O'Neal:RNA Codewords and Protein Synthesis, VI. On the nucleotide sequences of degenerate codeword sets for isoleucine, tyrosine, asparagine and lysine, Proc. Nat. Acad. Sci. EUA, Volume 53, 1965, S. 807–811
M. Nirenberg, P. Leder,M. Bernfield, R. Brimacombe, J. Trupin, F. Rottman, C. O'Neal:RNA Codewords and Protein Synthesis, VII. On the general nature of the RNA code, Proc. Nat. Acad. Sci. EUA, Volume 53, 1965, S. 1161–1168
R. Brimacombe, J. Trupin, M. Nirenberg, P. Leder, M. Bernfield, T. Jaouni:RNA Codewords and Protein Synthesis, VIII: Nucleotide sequences of synonym codons for arginine, valine, cysteine, and alanine,, Proc. Nat. Acad. Sci. EUA, Volume 54, 1965, S. 954–960
Nirenberg:Protein synthesis and the RNA code,Harvey Lectures, 59, 1965, S. 155–185
M. Nirenberg, T. Caskey, R. Marshall, R. Brimacombe, D. Kellogg, B. Doctor, D. Hatfield, J. Levin, F. Rottman, S. Pestka, M. Wilcox, F. Anderson:The RNA code and protein synthesis, Cold Spring Harbor Symposia On Quantitative Biology, Volume 31, 1966, S. 11–24.
↑Eiserling, F; Levin, JG; Byrne, R; Karlsson, U; Nirenberg, MW; Sjoestrand, FS (1964), «Polyribosomes and DNA-dependent Amino Acid Incorporation inEscherichia coli Extracts» (publicado em dezembro de 1964),Journal of Molecular Biology,10 (3), pp. 536–40,PMID14257696,doi:10.1016/S0022-2836(64)80073-5
↑BLADEN, HA; BYRNE, R; LEVIN, JG; NIRENBERG, MW (1965), «An electron microscopic study of a DNA-ribosome complex formed in vitro» (publicado em Jan 1965),J. Mol. Biol.,11, pp. 78–83,PMID14255762,doi:10.1016/S0022-2836(65)80172-3
