Мэтью Мезельсон
Мэтью Стэнли Мезельсон (родился 24 мая 1930 года) — генетик и молекулярный биолог , в настоящее время работающий в Гарвардском университете , известный своей демонстрацией вместе с Франклином Сталем полуконсервативной репликации ДНК . После получения докторской степени. Под руководством Лайнуса Полинга в Калифорнийском технологическом институте Мезельсон стал профессором Гарвардского университета в 1960 году, где он и остается по сей день профессором естественных наук Томаса Дадли Кэбота.
В знаменитом эксперименте Мезельсона-Сталя 1958 года он и Фрэнк Шталь продемонстрировали с помощью мечения изотопов азота , что ДНК реплицируется полуконсервативно. [1] Кроме того, Мезельсон, Франсуа Жакоб и Сидней Бреннер открыли существование информационной РНК в 1961 году. Мезельсон исследовал репарацию ДНК в клетках и то, как клетки распознают и разрушают чужеродную ДНК, и вместе с Вернером Арбером был ответственным за открытие ферментов рестрикции. .
С 1963 года интересовался вопросами химической и биологической защиты и контроля над вооружениями, работал консультантом по этой теме в различных государственных органах. Мезельсон работал с Генри Киссинджером при администрации Никсона, чтобы убедить президента Ричарда Никсона отказаться от биологического оружия, приостановить производство химического оружия и поддержать международный договор, запрещающий приобретение биологических агентов для враждебных целей, который в 1972 году стал известен как Конвенция о биологическом оружии .
Мезельсон получил Премию в области молекулярной биологии Национальной академии наук , Премию государственной службы Федерации американских ученых , Президентскую премию Нью-Йоркской академии наук , Медаль Томаса Ханта Моргана 1995 года от Общества генетиков Америки. а также премию Ласкера за особые достижения в медицинской науке. Его лаборатория в Гарварде в настоящее время исследует биологическую и эволюционную природу полового размножения, генетической рекомбинации и старения. Многие из его прошлых учеников — известные биологи, в том числе нобелевский лауреат Сидни Альтман , а также Марк Пташне , Сьюзан Линдквист , Стивен Ф. Хайнеманн и Ричард И. Моримото .
Молодость образование и
Мезельсон родился в Денвере, штат Колорадо, 24 мая 1930 года, посещал начальную и среднюю школу в Лос-Анджелесе, Калифорния. В детстве он интересовался химией и физикой и проводил дома множество экспериментов в области естественных наук. Во время Второй мировой войны Мезельсон посещал летнюю школу во время летних каникул и получил достаточно баллов, чтобы окончить школу на полтора года раньше положенного срока. Однако, когда он попытался получить диплом у регистратора своей средней школы, ему сообщили, что для получения аттестата средней школы ему нужно три полных года физического воспитания, которых ему не хватало. После поиска вариантов он поступил в Чикагский университет в возрасте 16 лет в 1946 году, намереваясь изучать химию, поскольку для ее обучения не требовался диплом средней школы. [2]
Высшее образование [ править ]
В Чикагском университете Мезельсон изучал гуманитарные науки, включая историю и классику, будучи студентом с 1946 по 1949 год, после того, как по прибытии понял, что университет отменил степени бакалавра в специализированных областях, таких как химия и физика. После завершения учебы Мезельсон полгода путешествовал по Европе. где он проводил большую часть времени, читая и заводя друзей. Разрушения войны все еще были очевидны в Европе в 1949 году, как и начавшаяся напряженность « холодной войны» . В следующем году Мезельсон вернулся в Калифорнийский технологический институт, чтобы снова начать обучение на первом курсе, но ему не понравился педагогический подход на большинстве курсов, которые он посещал. Однако он записался на курс химии для первокурсников Лайнуса Полинга , который ему очень понравился, и в том же году работал для Полинга над проектом по структуре гемоглобина . [3]
Впоследствии Мезельсон вернулся в Чикагский университет на год, чтобы записаться на курсы химии, физики и математики, хотя другой степени он так и не получил. В следующем году его приняли в аспирантуру по физике Калифорнийского университета в Беркли , где он оставался в течение года. Летом 1953 года Мезельсон был на вечеринке у бассейна в доме Полинга в Сьерра-Мадре (он дружил с сыном Полинга Питером и его дочерью Линдой), и Полинг спросил его, что он собирается делать в следующем году. Услышав ответ Мезельсона о том, что он намерен вернуться в Чикагский университет , Полинг немедленно попросил его приехать в Калифорнийский технологический институт, чтобы начать с ним аспирантуру, на что Мезельсон согласился. Будучи аспирантом Лайнуса Полинга по химии в Калифорнийском технологическом институте (1953–1957), Мезельсон защитил докторскую диссертацию по центрифугированию в равновесном градиенте плотности и рентгеновской кристаллографии . Помимо Полинга, в диссертационную комиссию Мезельсона входили также Джером Виноград , Ричард Фейнман и Харден М. МакКоннелл . [4] Затем Мезельсон работал доцентом кафедры физической химии, а затем старшим научным сотрудником в Калифорнийском технологическом институте, пока в 1960 году не поступил на факультет Гарварда .
Исследования [ править ]
В 1957 году Мезельсон и Франклин Шталь (в составе группы фагов ) показали, что ДНК реплицируется полуконсервативно. [5] Чтобы проверить гипотезы о том, как реплицируется ДНК, Мезельсон и Шталь вместе с Джеромом Виноградом изобрели метод, который разделяет макромолекулы в зависимости от их плавучей плотности. [6] Метод, центрифугирование в градиенте равновесной плотности, был достаточно чувствительным, что Мезельсон и Шталь смогли разделить ДНК, содержащую тяжелый изотоп азота. 15 N, из ДНК, состоящей из более легкого изотопа, 14 Н. В своем классическом эксперименте, описанном и проанализированном в книге историка науки Фредерика Л. Холмса, [7] они выращивали бактерию Escherichia coli в течение многих поколений на среде, содержащей 15 N в качестве единственного источника азота, а затем переключили бактерии на питательную среду, содержащую 14 Вместо этого Н. Они извлекали ДНК из бактерий до переключения и, через определенные промежутки времени, в течение нескольких поколений после этого. Было замечено, что после одного поколения роста вся ДНК имела плотность, находящуюся посередине между плотностью 15 N ДНК и 14 Н ДНК. В последующих поколениях доля «полутяжелой» ДНК уменьшалась в ½ раза, а общее количество ДНК увеличивалось в два раза. Когда полутяжелая ДНК была сделана одноцепочечной путем нагревания, она разделилась на две разновидности плотности: одну тяжелую (содержащую только 15 N) и один огонь (содержащий только 14 Н). Эксперимент показал, что при репликации две комплементарные цепи бактериальной ДНК разделяются и что каждая из одиночных цепей направляет синтез новой, комплементарной цепи. Этот результат подтвердил предположение о репликации ДНК, выдвинутое пятью годами ранее Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик [8] и оказал важную раннюю поддержку модели молекулы ДНК Уотсона-Крика.
В сотрудничестве с Жаном Вейглем Мезельсон затем применил метод градиента плотности для изучения генетической рекомбинации в бактериофаге Лямбда. [9] Вопрос заключался в том, включает ли такая рекомбинация разрыв рекомбинирующих молекул ДНК или кооперативный синтез новых молекул. Ответ на этот вопрос можно было бы ответить, исследуя фаговые частицы, полученные в результате совместной инфекции бактерий с генетически меченными фагами лямбда, меченными тяжелыми изотопами ( 13 С и 15 Н). Метод градиента плотности позволил охарактеризовать отдельные потомки фагов на предмет их наследования родительской ДНК и родительских генетических производителей. Первоначальная демонстрация Мезельсоном связанной с разрывом и независимой от репликации рекомбинации, как позже выяснилось, отражает активность специальной системы, которая может рекомбинировать лямбда-ДНК только в одном месте, обычно используемом фагом для встраивания в хромосому клетки-хозяина. Впоследствии варианты эксперимента Франклина Сталя выявили взаимные зависимости между репликацией ДНК и большей частью генетической рекомбинации. [10] Вместе с Чарльзом Рэддингом Мезельсон разработал модель рекомбинации между дуплексами ДНК, которая послужила основой для исследований в этой области в течение десятилетия с 1973 по 1983 год. [11]
В 1961 году Сидней Бреннер , Франсуа Жакоб и Мезельсон использовали метод градиента плотности, чтобы продемонстрировать существование информационной РНК. [12] [13] В последующей работе Мезельсон и его ученики продемонстрировали ферментативную основу ограничения, направленного на хозяина. [14] процесс, посредством которого клетки распознают и уничтожают чужеродную ДНК, а затем предсказывают и демонстрируют метил-направленное восстановление несоответствий, [15] [16] [17] процесс, который позволяет клеткам исправлять ошибки при репликации ДНК. Текущие исследования Мезельсона направлены на понимание преимуществ полового размножения в эволюции. Мезельсон и его коллеги недавно продемонстрировали, что бделлоидные коловратки действительно участвуют в половом размножении, используя мейоз атипичного типа. [18]
Защита и разоружение от химического и биологического оружия
В 1963 году Мезельсон работал постоянным консультантом в Агентстве США по контролю над вооружениями и разоружению , где он заинтересовался программами и политикой в области химического и биологического оружия. С тех пор он участвовал в вопросах защиты и разоружения от химического и биологического оружия в качестве консультанта различных правительственных учреждений США, а также в рамках Гарвардской программы Сассекса , академической исследовательской организации, базирующейся в Гарварде и Университете Сассекса в Великобритании, в которой он и Джулиан Перри Робинсон из Великобритании является содиректором.
Придя к выводу, что биологическое оружие не служит существенным военным целям США и что его распространение будет представлять серьезную угрозу и что в ближайшие годы использование передовой биологии во враждебных целях будет враждебно обществу в целом, он пытался убедить членов Исполнительная власть, Конгресс и общественность заявили, что США не нуждаются в таком оружии и что отказ от него и работа над всемирным запретом принесут пользу. После того, как президент Ричард Никсон в 1969 году отменил наступательную программу США по биологическому оружию и поддержал предложение Великобритании о международном запрете, Мезельсон был среди тех, кто успешно выступал в защиту международных соглашений о запрещении биологического, а затем и химического оружия, что привело к созданию Конвенции о биологическом оружии 1972 года и Конвенции о химическом оружии. Конвенция об оружии 1993 года.
Мезельсон и его коллеги провели три расследования на месте, имеющих значение для контроля над химическим и биологическим оружием. В августе и сентябре 1970 года от имени Американской ассоциации содействия развитию науки Мезельсон руководил группой в Республике Вьетнам пилотного исследования экологических и медицинских последствий использования гербицидов в военных целях. [19] [20] [21] Вернувшись в Гарвард, он и Роберт Боуман разработали усовершенствованный масс-спектрометрический метод анализа токсичного гербицидного загрязнителя диоксина и применили его к экологическим и биомедицинским образцам из Вьетнама и США. В декабре 1970 года президент Ричард Никсон приказал «быстро, но упорядоченно» прекратить использование гербицидов во Вьетнаме. [22]
В 1980-е годы Мезельсон расследовал утверждения о том, что « желтый дождь » был советским токсинным оружием, которое использовалось против племени хмонг в Лаосе. Ссылаясь на внешний вид и высокое содержание пыльцы в образцах предполагаемого возбудителя; сходство предполагаемых нападений с ливнями фекалий стаи медоносных пчел, которые он и энтомолог Томас Сили задокументировали во время полевого исследования в Таиланде в 1983 году; неспособность правительственных лабораторий США и Великобритании подтвердить первоначальные сообщения о присутствии трихотеценовых микотоксинов в образцах предполагаемого агента и в биомедицинских образцах предполагаемых жертв; отсутствие каких-либо подтверждающих доказательств из обширных интервью с вьетнамскими военными-перебежчиками и заключенными; и других соображений, Мезельсон и его коллеги утверждали, что обвинения ошибочны. [23] [24] [25] [26]
В апреле 1980 года Мезельсон работал постоянным консультантом ЦРУ, расследуя крупную вспышку сибирской язвы среди жителей советского города Свердловска. Он пришел к выводу, что на основании имеющихся доказательств официальное советское объяснение о том, что вспышка была вызвана употреблением в пищу мяса зараженного скота, правдоподобно, но необходимо провести независимое расследование на месте. После распада Советского Союза ему разрешили привезти команду в Свердловск в 1992 году и еще раз в 1993 году. Их отчеты убедительно показали, что официальное советское объяснение было ошибочным и что вспышка была вызвана выбросом аэрозоля сибирской язвы на военный биологический объект в городе. [27] [28]
Мезельсон является членом Национальной академии наук США, Американской академии искусств и наук, Американского философского общества, Академии наук (Париж), Королевского общества (Лондон) и Российской академии наук, получил множество наград. и почести в области науки и общественных дел. Он работал в Совете Национальной академии наук, Совете Смитсоновского института, Консультативном совете по контролю над вооружениями и нераспространению при госсекретаре США и Комитете по международной безопасности и контролю над вооружениями Национальной академии США. наук. В прошлом он был президентом Федерации американских ученых, а в настоящее время является содиректором Гарвардской сассекской программы по химическому и биологическому оружию и членом совета директоров Белферовского центра науки и международных отношений при Джоне Ф. Кеннеди. Школа государственного управления Гарвардского университета.
Избранные награды [ править ]
- США 1963 года Премия Национальной академии наук в области молекулярной биологии.
- 1964 года в области микробиологии и иммунологии Премия Эли Лилли
- 1966 года Стипендия Гуггенхайма
- Медаль выпускника 1971 года, Ассоциация выпускников Чикагского университета
- Премия за государственную службу 1972 года, Федерация американских ученых
- Премия выпускникам 1975 года за выдающиеся заслуги, Калифорнийский технологический институт
- Премия Лемана 1975 года, Нью-Йоркская академия наук
- Премия Лео Силарда 1978 года, Американское физическое общество
- Президентская премия 1983 года, Нью-Йоркская академия наук
- 1984 года программы стипендий Макартура Стипендия
- Премия 1990 года за научную свободу и ответственность, Американская ассоциация содействия развитию науки.
- 1995 Американское генетическое общество - Медаль Томаса Ханта Моргана за пожизненный вклад
- Премия за общественную службу 2002 года, Американское общество клеточной биологии
- 2004 г. Премия Ласкера за особые достижения в медицинской науке
- 2005 г. Пожизненный член Нью-Йоркской академии наук.
- 2008 г. Медаль Менделя Британского генетического общества.
- 2019 года Премия «Будущее жизни» за помощь в запрете биологического оружия. [29]
Почетные докторские степени [ править ]
- 1966 Оклендский университет
- 1971 Колумбийский университет
- 1975 Чикагский университет
- 1987 Йельский университет
- 1988 Принстонский университет
- 2003 Северо-Западный университет
- 2013 Университет Макгилла
- 2017 Университет Рокфеллера
Личная жизнь [ править ]
Он был женат трижды: сначала на Кэтрин Кайнис, затем на Саре Пейдж, от которой у него родились две дочери, Эми и Зои. Его третий брак был с Жанной Гиймен , от которой у него двое пасынков. [30]
Ссылки [ править ]
- ^ Мезельсон, Шталь и репликация ДНК. История «самого красивого эксперимента в биологии», Фредерик Лоуренс Холмс, издательство Йельского университета (2001). ISBN 0300085400
- ^ Мезельсон, М. (2003). «Интервью с Мэтью Мезельсоном» (PDF) . Биоэссе . 25 (12): 1236–1246. дои : 10.1002/bies.10374 . ПМИД 14635259 .
- ^ Мезельсон, М. (2003). «Интервью с Мэтью Мезельсоном» (PDF) . Биоэссе . 25 (12): 1236–1246. дои : 10.1002/bies.10374 . ПМИД 14635259 .
- ^ Холмс, Фредерик Лоуренс (2001). Мезельсон, Шталь и репликация ДНК: история «самого красивого эксперимента в биологии» . Нью-Хейвен: Издательство Йельского университета. п. 265. ИСБН 9780300129663 . Проверено 28 июня 2023 г.
- ^ Мезельсон, М.; Шталь, Ф. (1958). «Репликация ДНК в кишечной палочке» . Труды Национальной академии наук США . 44 (7): 671–682. Бибкод : 1958ПНАС...44..671М . дои : 10.1073/pnas.44.7.671 . ПМК 528642 . ПМИД 16590258 .
- ^ Мезельсон, М.; Шталь, Ф.; Виноград, Ю. (1957). «Равновесная седиментация макромолекул в градиентах плотности» . Труды Национальной академии наук США . 43 (7): 581–588. Бибкод : 1957ПНАС...43..581М . дои : 10.1073/pnas.43.7.581 . ПМК 528502 . ПМИД 16590059 .
- ^ Мезельсон, Шталь и репликация ДНК. История «самого красивого эксперимента в биологии», Фредерик Лоуренс Холмс, издательство Йельского университета (2001). ISBN 0300085400
- ^ Уотсон, доктор медицинских наук; Крик, FHC (1953). «Генетическое значение структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты» . Природа . 171 (4361): 964–967. дои : 10.1038/171964a0 . ПМИД 13063483 .
- ^ Мезельсон, М.; Вейгл, Дж. (1961). «Повреждение хромосомы, сопровождающее генетическую рекомбинацию в бактериофаге» . Труды Национальной академии наук США . 47 (6): 857–868. Бибкод : 1961ПНАС...47..857М . дои : 10.1073/pnas.47.6.857 . ПМК 221352 . ПМИД 13769766 .
- ^ Шталь, Ф.В. (1998) Рекомбинация в фаге λ: историческая перспектива одного генетика» Gene 223: 95-102 10.1016/S0378-1119(98)00246-7
- ^ Мезельсон, М.; Раддинг, К. (1975). «Общая модель генетической рекомбинации» . Труды Национальной академии наук США . 72 (1): 358–361. Бибкод : 1975ПНАС...72..358М . дои : 10.1073/pnas.72.1.358 . ПМК 432304 . ПМИД 1054510 .
- ^ Бреннер, С.; Джейкоб, Ф.; Мезельсон, М. (1961). «Нестабильный промежуточный продукт, переносящий информацию от генов к рибосомам для синтеза белка». Природа . 190 (4776): 576–581. Бибкод : 1961Natur.190..576B . дои : 10.1038/190576a0 . ПМИД 20446365 . S2CID 4200865 .
- ^ Мезельсон, М (2014). «Франсуа и X». Исследования в области микробиологии . 165 (5): 313–315. дои : 10.1016/j.resmic.2014.05.004 . ПМИД 24853970 .
- ^ Мезельсон, М.; Юань, Р. (1968). «Фермент рестрикции ДНК из E. coli». Природа . 217 (5134): 1110–1114. Бибкод : 1968Natur.217.1110M . дои : 10.1038/2171110a0 . ПМИД 4868368 . S2CID 4172829 .
- ^ Вагнер Р. младший; Мезельсон, М. (1976). «Участки восстановления в гетеродуплексах несовпадения ДНК» . Труды Национальной академии наук США . 73 (11): 4135–4139. Бибкод : 1976PNAS...73.4135W . дои : 10.1073/pnas.73.11.4135 . ПМК 431357 . ПМИД 1069303 .
- ^ Радман, М., Р.Э. Вагнер-младший, Б.В. Гликман и М. Мезельсон, 1980. Метилирование ДНК, коррекция несоответствий и генетическая стабильность. в «Прогрессе в области экологического мутагенеза» под ред. М. Алачевич. Амстердам, Elsevier/North Holland Biomedical Press, стр. 121–130. ISBN 044480241X
- ^ Пуккила, П.Дж.; Петерсон, Дж.; Герман, Г.; Модрич, П.; Мезельсон, М. (1983). «Влияние высоких уровней метилирования аденина ДНК на метил-направленное восстановление несоответствий в E. coli» . Генетика . 104 (4): 571–582. дои : 10.1093/генетика/104.4.571 . ПМК 1202127 . ПМИД 6225697 .
- ^ Синьорович, Ана; Ура, Джей; Гладышев Евгений; Мезельсон, Мэтью (1 июня 2015 г.). «Обмен аллелями и доказательства сексуальности в митохондриальной кладе бделлоидных коловраток» . Генетика . 200 (2): 581–590. дои : 10.1534/genetics.115.176719 . ISSN 0016-6731 . ПМЦ 4492381 . ПМИД 25977472 .
- ^ Мезельсон, М.; Констебль, Дж. (1971). «Экологическое воздействие крупномасштабной дефолиации во Вьетнаме». Бюллетень Сьерра-клуба . 56 : 4–9.
- ↑ Заявление на слушаниях: Химическая и биологическая война, Комитет по международным отношениям, Сенат США, секретное слушание состоялось 30 апреля 1969 г., обработано и напечатано 23 июня 1969 г., 50 стр. SUDOC: Y4.F76/2:W23/2
- ^ Мезельсон, М. (2017) «От Чарльза и Фрэнсиса Дарвина до Ричарда Никсона: происхождение и прекращение химической войны против растений во Вьетнаме» в Friedrich et al. ред. 100 лет химической войны: исследования, применение, последствия , Springer International, стр. 325-338. https://www.amazon.com/One-Hundred-Years-Chemical-Warfare/dp/3319516639/ref=sr_1_fkmr0_1?ie=UTF8&qid=1509033228&sr=8-1-fkmr0&keywords=100+лет+химической+войны
- ^ Ричард Лайонс, New York Times, 26 декабря 1970 г. «Военные должны ограничить использование гербицидов» https://timesmachine.nytimes.com/timesmachine/1970/12/27/82609457.pdf
- ^ Новике, Дж.; Мезельсон, М. (1984). «Желтый дождь: палинологический анализ». Природа . 309 (5965): 205–206. Бибкод : 1984Natur.309..205N . дои : 10.1038/309205a0 . ПМИД 6717598 . S2CID 38336939 .
- ^ Сили, Т.Д.; Новике, JW; Мезельсон, М.; Гиймен, Ж.; Акратанакул, П. (1985). «Желтый дождь». Научный американец . 253 (3): 128–137. Бибкод : 1985SciAm.253c.128S . doi : 10.1038/scientificamerican0985-128 .
- ^ Мезельсон, М. и Дж. П. Робинсон, 2008. Дело желтого дождя: уроки дискредитированного обвинения. Глава 4 «Терроризм, война или болезнь?» Раскрытие проблемы использования биологического оружия. ред. С. Клунан, П. Левой, С. Мартин. Издательство Стэнфордского университета, стр. 72-96. ISBN 9780804759762
- ^ Приббеноу, Мерл Л. (2006). « Желтый дождь»: уроки предыдущего спора по поводу оружия массового уничтожения». Международный журнал разведки и контрразведки . 19 (4): 737–745. дои : 10.1080/08850600600656525 . S2CID 153913163 .
- ^ Мезельсон, М.; Гиймен, Ж.; Хью-Джонс, М.; Ленгмюр, А.; Попова И.; Шелоков А.; Ямпольская, О. (1994). «Свердловская вспышка сибирской язвы 1979 года». Наука . 266 (5188): 1202–1208. Бибкод : 1994Sci...266.1202M . дои : 10.1126/science.7973702 . ПМИД 7973702 .
- ^ Гиймен, Дж. 2001. Сибирская язва, расследование смертельной вспышки. Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520229174
- ^ Пайпер, Келси (9 апреля 2019 г.), «Человек, который остановил американскую программу биологического оружия» , Vox , получено 2 марта 2022 г.
- ^ «Некрологи: Эми Мезельсон, 46 лет, защитница иммигрантов», The New York Times, 8 августа 2018 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Подкаст Diplomacy Light №3 BWC at Fifty: Мэтью Мезельсон, Джон Уокер и Сергей Батсонов
- Подкаст Xapiens: Конец биологической войне, COVID, Генри Киссинджер, мРНК, Мезельсон-Шталь, Мэтью Мезельсон
- Биография Мэтью Мезельсона в Гарвардской школе Кеннеди
- Видео выступления Мезельсона на тему «Лайнус Полинг как педагог»
- iBio Полуконсервативная репликация ДНК
- Обращение Макгилла к почетной докторской степени, 2013 г.
- Беседы в генетическом интервью 2016
- 1930 рождений
- Живые люди
- Американские учёные-евреи
- Американские генетики
- Макартур Феллоуз
- Иностранные члены Королевского общества
- История генетики
- Американские биологи XXI века
- Выпускники Чикагского университета
- Преподаватели Гарвардского университета
- Члены Французской академии наук
- Иностранные члены Российской академии наук
- Члены Национальной академии наук США
- Члены Американского философского общества
- Члены Американской ассоциации содействия развитию науки
- Члены Национальной Медицинской Академии
- Американские евреи 21 века
- Стипендиаты Калифорнийского технологического института