Роберт Герсон Шульман (родился 3 марта 1924 года) — американский биофизик , почетный профессор молекулярной биофизики и биохимии имени Стерлинга, старший научный сотрудник кафедры диагностической радиологии Йельского университета . [1]
Шульман родился в Нью-Йорке в 1943 году. Он окончил Колумбийский университет , где специализировался на химии, и изучал литературу у Лайонела Триллинга , который поощрял интерес Шульмана к гуманитарным наукам, который сохранялся у него на протяжении всей жизни .
После окончания учебы Шульман поступил в резерв ВМС США . Он служил в Тихом океане в последние дни Второй мировой войны в звании младшего лейтенанта ВМС США на USS Saratoga [ какой? ] . После войны он поступил в Колумбийский университет в качестве аспиранта. Его военная работа с радаром привела его в лабораторию Чарльза Х. Таунса , который работал с микроволновой спектроскопией . В устной истории 2019 года Шульман сказал: [ нужна ссылка ]
Когда [Таунс] был студентом-физиком в Калифорнийском технологическом институте, там была книга по электричеству и магнетизму... и Чарли прочитал эту книгу, вычитал ее и решил все представленные в ней задачи, чтобы убедиться, что они выполнены правильно. Так что он был самым основательным, самым изученным ученым, которого я знал».
В 1949 году Шульман получил докторскую степень по химии в Колумбийском университете.
С 1949 по 1950 год был научным сотрудником Калифорнийского технологического института (CalTech). Там он познакомился с Александром Ричем , своим соседом по комнате, который работал с Лайнусом Полингом .
После этого года постдокторанта Шульман устроился на работу в Howard Hughes ' Hughes Aircraft Company , работая с Харпером Кью. Нортом, который руководил полупроводниковой программой компании в составе исследовательской группы, производившей германиевые диоды Хьюза, которые продавались как «запаянные в стекле». В 1953 году он присоединился к отделу физических исследований в Bell Telephone Laboratories в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси, где начал исследования по использованию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в физике конденсированных сред, в частности, изучая магнитные материалы, такие как парамагнитные фториды , где он определил ковалентные связи и обменные реакции, ответственные за их антиферромагнетизм в этих преимущественно ионных соединениях. В конце концов он заинтересовался русскими утверждениями о том, что ДНК является магнитным материалом, которые, как он показал, были ошибочными. В 1961 году он получил стипендию Гуггенхайма для обучения за границей в качестве приглашенного профессора физики в Высшей нормальной школе в Париже, которую он перевел с благословения Гуггенхайма в Лабораторию молекулярной биологии Кембриджского университета , поскольку его интересы сместились в сторону биологических материалов. «Было много разных предположений о ДНК», — сказал он, еще работая в Bell Labs, — «поэтому я вернулся к Алексу Ричу, который к тому времени был уже состоявшимся биологом. Я сказал: «Я хотел бы заняться биологией, куда мне поехать в свой академический отпуск?» Ответ был: «Поработайте с Фрэнсисом Криком , если сможете». [ необходима цитата ] В 1961–1962 годах он работал с Криком и Сидни Бреннером в Кембридже, «в старом дворе Кавендишской лаборатории», помогая внести «последние штрихи в гипотезу Крика о том, как код ДНК считывается для синтеза белков». [ необходима ссылка ]
В Кембридже, обсуждая, какие эксперименты провести дальше, чтобы понять, как считывается генетический код, Фрэнсис ходил и говорил: «Я чувствую, что в любую минуту вся гипотеза может пойти коту под хвост. Мы проведем эксперимент, и он все это опровергнет, и мы останемся ни с чем». [ требуется цитата ] «Я чувствую это каждый день, когда прихожу сюда, напуганный этим». [ требуется цитата ] И это было так замечательно — услышать о науке. ...«Я понимаю, что это гипотеза. Мы проводим эксперименты, которые подтверждают гипотезу, и это дает нам уверенность в том, что гипотеза является точным описанием мира, какой-то части мира. Но это гипотеза, и мы никогда не должны об этом забывать. В отношении Фрэнсиса к научным результатам была робость, неуверенность, поскольку, несмотря на успех его творческих гипотез, он оставался открытым для любых результатов, которые ее опровергнут. И поэтому это была действительно прекрасная иллюстрация того, какой может быть наука». (Устная история 2019 г.). В другой день Фрэнсис в ходе обсуждения сказал, что мы могли бы провести эксперимент Сидни, который означал попытку экспериментального определения терминаторов цепи в ДНК, что я вызвался сделать и под руководством Лесли Барнетта мне удалось сделать. Но вместо того, чтобы продолжать заниматься молекулярной биологией, я был больше заинтересован в определении новых направлений биологического ЯМР и вернулся в Bell Labs, чтобы заняться ЯМР и другими спектроскопическими исследованиями биологических материалов и организмов. Вместе с Терри Эйзингером и Биллом Блумбергом я создал группу молодых ученых, которая в конечном итоге стала Отделом биофизических исследований. На протяжении нескольких десятилетий мы были пионерами в использовании ядерного магнитного резонанса (ЯМР), магнитно-резонансной томографии (МРТ), других форм спектроскопии и EXAFS для изучения биохимических процессов. Вскоре исследования сосредоточились на неинвазивных исследованиях ядерного магнитного резонанса in vivo у людей и животных [2]
Говоря о направлении, которое он выбрал, вернувшись в Bell Labs, доктор Шульман сказал:
Я отмечаю, что в то время (1962) метаболизм уступил центральное место в биологических исследованиях генетике, ставшей доступной благодаря открытиям Крика в области ДНК. Однако я предложил изучать метаболизм, который был традиционной функцией биохимии, в то время обычно игнорируемой в поисках генетических знаний, но который, как я чувствовал, мог быть оживлен физическими методами, разработанными в Bell Labs. Таким образом, я объединял разработку физической техники с расширением ее применимости к биологическим проблемам, следуя практике двух всемирно известных лабораторий, где я работал. С этим намерением я вернулся в Bell Labs и основал отдел биофизики, который привлек замечательную группу ученых, где мы изучали биомолекулы и разрабатывали методы in vivo отслеживания с помощью ЯМР биохимических путей стабильных изотопов. Члены этого отдела впоследствии самостоятельно занялись захватывающими разработками, которые принесли одну Нобелевскую премию, Курт Вютрих, изобретение фМРТ Сейджи Огавой и нейронных сетей Джоном Хопфилдом .
(Устная история 2019 г.). Они расширили ЯМР in vivo и заняли много важных должностей в академической среде, промышленности и правительстве. История) [ необходимо разъяснение ]
Доктор Шульман присоединился к факультету Йельского университета в 1979 году. [3] Он стал стипендиатом Гуггенхайма в 1962 году. Он является членом Национальной академии наук и Национального института медицины . К удивлению своих новых коллег, он оставил изучение биомолекулярной структуры в пользу путей in vivo.
С самого начала нам помогали Джефф Элджер, Камил Угурбил и Ян ден Холландер, а вскоре после этого Кевин Бехар и Дуг Ротман, первый из нескольких аспирантов, мы продолжили исследования метаболизма in vivo в дрожжах, мышцах и мозге человека. Исследования дрожжей проводились в 1980-х годах, и их результаты легли в основу анализа метаболического контроля путей глюкозы дрожжей в 2015 и 2020 годах. Исследования мышц человека привели к важному результату: активность киназы изменяла активность ферментов не для контроля потока путей, как обычно считалось, а для поддержания гомеостаза биохимических промежуточных продуктов. Это установило возможность измерения гликогена in vivo, которое в сотрудничестве с двумя коллегами-клиницистами, Джерри Шульманом и Ральфом Де Фронцо, и фактически выполнено Дугом Ротманом, который стал научной силой наших усилий, использовалось для измерения путей глюкозы у больных диабетом 2 типа по сравнению с контрольной группой. Это показало, что поток синтеза гликогена, который хранил глюкозу в виде мышечного гликогена, контролировался не гликогенсинтазой, как предполагалось, а транспортерами глюкозы, которые были недостаточно мобилизованы у пациентов с диабетом 2 типа, и впоследствии был разработан Дугом Ротманом и Джерри Шульманом в качестве механизма этой распространенной патологии. Исследования 13CNMR человеческого мозга, снова проведенные Дугом Ротманом, измерили поток цикла глутамата/глутамина, тем самым количественно объединив электрические, нейротрансмиттерные и электрические измерения мозга, которые теперь составляют основу функции мозга. В той степени, в которой эти измерения мозга, дрожжей и мышц in vivo преуспели в демонстрации возможностей ЯМР и других спектроскопических измерений энергии, цель, которую я поставил в 1962 году, по объединению сильных сторон Bell Labs и LMB Кембриджа, достигается. Помимо упомянутых или, к сожалению, упущенных в этом отчете соавторов, благодарность выражается Фонду Гуггенхайма, чье дальновидное понимание науки сделало это возможным.
Он женат на Стефани С. Спэнглер и имеет двух выживших сыновей. [ необходима цитата ]