Эрвин Чаргафф (11 августа 1905 г. – 20 июня 2002 г.) был американским биохимиком , писателем и профессором биохимии в медицинской школе Колумбийского университета , родившимся в Австро-Венгрии. [1] Буковинский еврей, эмигрировавший в США во время нацистского режима, он написал хорошо рецензируемую [2] [3] автобиографию «Огонь Гераклита: зарисовки из жизни до природы» . [4]
Чаргафф родился 11 августа 1905 года в еврейской семье в Черновцах , герцогство Буковина , Австро-Венгрия , ныне Черновцы , Украина . [5]
С началом Первой мировой войны его семья переехала в Вену, где он посещал гимназию Максимилиана (ныне Gymnasium Wasagasse ). Затем он поступил в Венский технологический колледж ( Technische Hochschule Wien ), где познакомился со своей будущей женой Верой Бройдо.
С 1924 по 1928 год Чаргафф изучал химию в Вене и получил докторскую степень, работая под руководством Фрица Фейгля . [6] [7]
Он женился на Вере Бройдо в 1928 году. У Чаргаффа был сын Томас Чаргафф.
С 1925 по 1930 год Чаргафф работал научным сотрудником Милтона Кэмпбелла по органической химии в Йельском университете , но ему не понравился Нью-Хейвен, штат Коннектикут . Чаргафф вернулся в Европу, где жил с 1930 по 1934 год, сначала работая помощником, отвечающим за химию на кафедре бактериологии и общественного здравоохранения в Берлинском университете (1930–1933), а затем, будучи вынужденным оставить свою должность в Германии из-за нацистской политики против евреев, стал научным сотрудником в Институте Пастера в Париже (1933–1934).
Чаргафф иммигрировал в Манхэттен, Нью-Йорк в 1935 году, [8] заняв должность научного сотрудника на кафедре биохимии в Колумбийском университете , где он провел большую часть своей профессиональной карьеры. Чаргафф стал доцентом в 1938 году и профессором в 1952 году. Проработав заведующим кафедрой с 1970 по 1974 год, Чаргафф вышел на пенсию в качестве почетного профессора . После выхода на пенсию в качестве почетного профессора Чаргафф перевел свою лабораторию в больницу Рузвельта , где он продолжал работать до выхода на пенсию в 1992 году. [ необходима цитата ]
В 1940 году он стал гражданином США.
Во время своего пребывания в Колумбийском университете Чаргафф опубликовал множество научных работ, посвященных в первую очередь изучению нуклеиновых кислот , таких как ДНК, с использованием хроматографических методов. Он заинтересовался ДНК в 1944 году после того, как Освальд Эвери определил молекулу как основу наследственности . [9] [7] [10] Коэн говорит, что «Почти единственный среди ученых того времени, Чаргафф принял необычную работу Эвери и пришел к выводу, что генетические различия между ДНК должны быть отражены в химических различиях между этими веществами. Он был фактически первым биохимиком, который реорганизовал свою лабораторию для проверки этой гипотезы, которую он доказал к 1949 году». [8] Чаргафф сказал об открытии Эвери: «Я видел перед собой (в 1944 году), в темных контурах, начало грамматики биологии», [7] и в 1950 году он опубликовал работу с выводом о том, что количество аденина и тимина в ДНК было примерно одинаковым, как и количество цитозина и гуанина . [11] Это позже стало известно как первое правило Чаргаффа . Важную роль в его открытиях ДНК сыграли инновации в области бумажной хроматографии , [12] и коммерчески доступный ультрафиолетовый спектрофотометр . [7]
В 1952 году Чаргафф прочитал лекцию о своих результатах в Кембриджском университете , на которой присутствовали Уотсон и Крик . [13]
Ключевые выводы из работы Эрвина Чаргаффа теперь известны как правила Чаргаффа . Первым и самым известным достижением было показать, что в естественной ДНК число гуаниновых единиц равно числу цитозиновых единиц, а число адениновых единиц равно числу тиминовых единиц. Например, в человеческой ДНК четыре основания присутствуют в следующих процентных соотношениях: A = 30,9% и T = 29,4%; G = 19,9% и C = 19,8%. Это явно намекало на состав пар оснований ДНК, хотя сам Чаргафф явно не заявлял об этой связи. В этом исследовании Чаргаффу приписывают опровержение гипотезы тетрануклеотида [14] ( широко принятая гипотеза Фебуса Левена о том, что ДНК состоит из большого количества повторов GACT). Большинство исследователей ранее предполагали, что отклонения от эквимолярных соотношений оснований (G = A = C = T) были вызваны экспериментальной ошибкой, но Чаргафф задокументировал, что вариация была реальной, причем [C + G] обычно были немного менее распространены. Он проводил свои эксперименты с недавно разработанной бумажной хроматографией и ультрафиолетовым спектрофотометром . Чаргафф встретился с Фрэнсисом Криком и Джеймсом Д. Уотсоном в Кембридже в 1952 году, и, несмотря на то, что не ладил с ними лично, [15] он объяснил им свои выводы. Исследования Чаргаффа позже помогли лабораторной группе Уотсона и Крика вывести двойную спиральную структуру ДНК.
Второе правило Чаргаффа заключается в том, что состав ДНК варьируется от вида к виду, в частности, в относительном количестве оснований A, G, T и C. Такое свидетельство молекулярного разнообразия, которое, как предполагалось, отсутствует в ДНК, сделало ДНК более вероятным кандидатом на роль генетического материала, чем белок . [16]
Первое эмпирическое обобщение второго правила четности Чаргаффа, называемое принципом симметрии, было предложено Винаякумаром В. Прабху [17] в 1993 году. Этот принцип гласит, что для любого заданного олигонуклеотида его частота приблизительно равна частоте его комплементарного обратного олигонуклеотида. Теоретическое обобщение [18] было математически получено Мишелем Э. Б. Ямагиши и Роберто Х. Хераи в 2011 году. [19]
Начиная с 1950-х годов Чаргафф стал все более откровенно говорить о провале области молекулярной биологии , утверждая, что молекулярная биология «бесчинствует и делает вещи, которые никогда не могут быть оправданы». [20] Он считал, что человеческие знания всегда будут ограничены по отношению к сложности естественного мира, и что просто опасно, когда люди верят, что мир — это машина, даже предполагая, что люди могут иметь полное знание о ее работе. Он также считал, что в мире, который функционирует как сложная система взаимозависимости и взаимосвязанности, генная инженерия жизни неизбежно будет иметь непредвиденные последствия . [1]
После того, как Фрэнсис Крик , Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию 1962 года за свою работу по открытию двойной спирали ДНК, Чаргафф ушел из своей лаборатории и написал ученым по всему миру о своем исключении. [21]
Чаргафф предупреждал в своей книге 1978 года «Огонь Гераклита» о «молекулярном Освенциме », что «технология генной инженерии представляет большую угрозу миру, чем появление ядерной технологии. Необратимая атака на биосферу — это нечто настолько неслыханное, настолько немыслимое для предыдущих поколений, что я бы только хотел, чтобы мое поколение не было в этом виновно». [22] [23] [24]
Помощь нескольким парам, обреченным на бездетность, в обретении ребенка может показаться акушеру-цитологу похвальным шагом, но мы можем видеть начало человеческого земледелия , промышленных фабрик по разведению животных ... Кто может отрицать научный интерес, связанный с производством химер , с изучением роста человеческого эмбриона в матке животного?... Я предвижу приближение гигантской бойни, молекулярного Освенцима, в котором вместо золотых зубов будут извлекаться ценные ферменты , гормоны и т. д.
- Эрвин Чаргафф, Гераклитовский огонь
Метод ЭКО вызвал его резкое неодобрение. В 1987 году в журнале Nature была опубликована статья «Инженерия молекулярного кошмара» [25], которую затем Дэвид Элтон и его коллеги из Всепартийной парламентской группы за жизнь (APPPLG) разослали каждому депутату Вестминстера в попытке минимизировать предстоящий вред, причиненный Законом о человеческом оплодотворении и эмбриологии 1990 года [22] .
Чаргафф писал в 2002 году, что «Есть два ядра, к которым человек никогда не должен был прикасаться: атомное ядро и клеточное ядро . Технология генной инженерии представляет большую угрозу миру, чем появление ядерных технологий ». [26]
Моя жизнь отмечена двумя огромными и судьбоносными открытиями: расщеплением атома, признанием химии наследственности и ее последующей манипуляцией. Именно неправильное обращение с ядром, в обоих случаях, лежит в основе: ядро атома, ядро клетки. В обоих случаях у меня есть чувство, что наука преступила барьер, который должен был остаться неприкосновенным. Как часто случается в науке, первые открытия были сделаны совершенно достойными людьми, но толпа, которая пришла сразу после, имела более зловонный запах.
- Чаргафф в Вайнтраубе (2002)
Чаргафф умер позднее в том же году 20 июня 2002 года в Манхэттене, Нью-Йорк Сити . [27] Он похоронен на кладбище Маунт-Кармель (Квинс) . [28]
Среди наград, присужденных ему, можно отметить медаль Пастера (1949); медаль Карла Нойберга (1958); [29] премию Чарльза Леопольда Майера; [30] первую премию Хайнекена (Амстердам, 1964); [30] медаль Грегора Менделя (Галле, 1968); [29] и Национальную медаль науки (1974). [31]
Избран в Американскую академию искусств и наук (1961), Национальную академию наук (1965), Американское философское общество (1979) [32] и Немецкую академию наук . [5]
Почетная докторская степень, присужденная Колумбийским университетом в 1975 году. [32]
Чаргафф, чьи исследования химического состава ДНК помогли заложить основу для открытия Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком ее двойной спирали — важнейшего открытия биологии 20-го века, — умер 20 июня в больнице Нью-Йорка. Ему было 96 лет.
