Эмиль Цукеркандль

Об анатоме и хирурге см. Эмиль Цукеркандль .

Эмиль Цукеркандль
Рожденный	( 1922-07-04 ) 4 июля 1922 г. Вена , Австрия
Умер	9 ноября 2013 г. (91 год) ( 91 год ) Пало-Альто , Калифорния
Известный	Молекулярные часы
Научная карьера
Поля	Молекулярная биология

Эмиль Цукеркандль (4 июля 1922 — 9 ноября 2013) — французский биолог австрийского происхождения, считающийся одним из основателей области молекулярной эволюции . он представил Вместе с Лайнусом Полингом концепцию « молекулярных часов », которая позволила создать нейтральную теорию молекулярной эволюции .

Жизнь и работа

Цукеркандль вырос в Вене , Австрия , в семье интеллектуалов, но его семья переехала в 1938 году в Париж, а затем в Алжир, чтобы избежать расовой политики нацистской Германии в отношении евреев . В конце Второй мировой войны он провел один год в Парижском университете ( Сорбонна ), затем приехал в Соединенные Штаты , чтобы изучать физиологию, получив в 1947 году степень магистра в Университете Иллинойса под руководством К. Лэдда Проссера , а затем вернулся в Сорбонну, чтобы получить докторскую степень. в биологии. Цукеркандл проявил сильный интерес к молекулярным проблемам; его ранние исследования в лаборатории морской биологии в Роскоффе подчеркивали роль оксидазы меди и гемоцианина в циклах линьки крабов. В 1957 году Цукеркандль встретил известного химика Лайнуса Полинга , который заинтересовался молекулярными заболеваниями и молекулярной эволюцией как результат его активности по темам, касающимся ядерной энергетики. Они организовали постдокторскую стипендию, и Цукеркандл (теперь со своей женой Джейн) вернулся в Соединенные Штаты, чтобы работать с Полингом в Калифорнийский технологический институт, начало работы в 1959 году. Он был атеистом.

гипотеза

Первым проектом Цукеркандла под руководством Полинга (работавшего с аспирантом Ричардом Т. Джонсом) было применение новых методов идентификации белков — комбинации бумажной хроматографии и электрофореза , которые давали двумерную картину — к гемоглобину . Пептидные фрагменты образцов гемоглобина разных видов, частично расщепленные пищеварительными ферментами , будут создавать уникальные закономерности, которые можно будет использовать для оценки различий в структуре белка. Цукеркандл, Джонс и Полинг опубликовали сравнение моделей идентификации гемоглобина нескольких видов в 1960 году, отметив, что степень различия белковых структур примерно соответствует филогенетическому расстоянию между исходными видами. Однако метод не способствовал количественному сравнению, поэтому Цукеркандл начал работать над определением фактической пептидной последовательности α- и β-цепей гемоглобина человека и гориллы .

В 1962 году Полинг и Цукеркандль опубликовали свою первую статью, в которой использовалась концепция молекулярных часов (хотя еще не под таким названием). Как и ряд последующих совместных статей, он не рецензировался - это был приглашенный доклад в честь Альберта Сент-Дьёрдьи - и они намеренно воспользовались возможностью, чтобы «сказать что-то возмутительное». В статье использовалось количество различий в α- и β-цепях гемоглобина, чтобы сделать вывод о времени, прошедшем с момента появления последнего общего предка для ряда видов, и откалибровано на основе палеонтологических данных для людей и лошадей. Хотя в статье не было дано никакого объяснения тому, почему различия в аминокислотах в белке должны накапливаться с одинаковой скоростью (основное предположение молекулярных часов), она показала, что результаты вполне согласуются с результатами палеонтологов.

В последующие годы Цукеркандл работал над усовершенствованием молекулярных часов. В 1963 году он и Полинг изобрели термин « семантиды » для биологических последовательностей — ДНК, РНК и полипептидов, — которые содержат эволюционную информацию, и утверждали, что такие последовательности могут быть основой для построения молекулярной филогении, предполагая, что метод «молекулярных часов» может быть полезным для других семантид, помимо белков. Первая публикация Эмануэлем Марголиашем данных о последовательностях цитохрома с позволила сравнить скорости молекулярной эволюции различных белков (цитохром с, по-видимому, эволюционировал быстрее, чем гемоглобин), что Цукеркандл обсуждал на конференции 1964 года в Брюгге . Цукеркандль также скорректировал математику «часов», чтобы учесть наблюдение о том, что некоторые позиции в аминокислотной последовательности были более стабильными, чем другие, а также вероятность множественных замен в одной и той же позиции. В сентябре 1964 года он посетил важный симпозиум «Эволюционирующие гены и белки» , где он и Полинг представили свою самую влиятельную статью («Эволюционное расхождение и конвергенция белков», опубликованную в материалах конференции в следующем году). В статье, прежде всего в работе Цукеркандла, были названы «эволюционные часы» и представлен вывод их основной математической формы. Хотя Цукеркандль и Полинг считали, что часы совместимы с естественный отбор , позже он станет основой нейтральной теории молекулярной эволюции , в которой генетический дрейф , а не отбор. движущей силой эволюции на молекулярном уровне является

Более поздняя работа

В 1965 году Цукеркандль вернулся во Францию, чтобы руководить в Монпелье «Центром исследований макромолекулярной биохимии» Национального центра научных исследований . В 1971 году он стал редактором-основателем «Журнала молекулярной эволюции» , а в конце 1970-х годов стал президентом Института Лайнуса Полинга (затем в 1992 году его преемника — Института молекулярных медицинских наук). Его недавняя работа включает критику социального конструктивизма. и интеллектуальный дизайн .