stringtranslate.com

Стэнли Миллер

Стэнли Ллойд Миллер (7 марта 1930 — 20 мая 2007) был американским химиком, который провел важные эксперименты, касающиеся происхождения жизни , продемонстрировав, что широкий спектр жизненно важных органических соединений может быть синтезирован с помощью довольно простых химических процессов из неорганических веществ. В 1952 году он выполнил эксперимент Миллера-Юри , который показал, что сложные органические молекулы могут быть синтезированы из неорганических предшественников. Об эксперименте широко сообщалось, и он предоставил доказательства идеи о том, что химическая эволюция ранней Земли вызвала естественный синтез органических соединений из неодушевленных неорганических молекул . [1] [2] [3]

Жизнь и карьера

Стэнли Миллер родился в Окленде, Калифорния . [4] Он был вторым ребенком (после брата Дональда) Натана и Эдит Миллер, потомков еврейских иммигрантов из Беларуси и Латвии . Его отец был адвокатом и в 1927 году занимал должность заместителя окружного прокурора Окленда. Его мать была школьной учительницей, поэтому образование было естественной средой в семье. Фактически, когда он учился в средней школе Окленда, его прозвали «химическим гением». Он последовал за своим братом в Калифорнийский университет в Беркли, чтобы изучать химию, главным образом потому, что чувствовал, что Дональд сможет помочь ему с этой темой. Он получил степень бакалавра наук в июне 1951 года. Затем у него возникли финансовые проблемы: его отец умер в 1946 году, и семья осталась бедной. С помощью преподавателей Беркли (Калифорнийский университет в Беркли тогда не предоставлял стипендии для научных исследований) в феврале 1951 года он получил должность ассистента преподавателя в Чикагском университете. Преподавание обеспечило основные средства для дипломной работы.

Миллер поступил на аспирантуру Чикагского университета в сентябре 1951 года. Он лихорадочно искал тему диссертации, встречался с профессорами и предпочитал теоретические проблемы экспериментам, которые обычно были трудоемкими. Первоначально он работал с физиком-теоретиком Эдвардом Теллером над синтезом элементов . В соответствии с университетским обычаем, который заключался в том, что аспиранты посещают семинары, он посетил химический семинар нобелевского лауреата Гарольда Юри , посвященный происхождению Солнечной системы и идее о том, что органический синтез возможен в восстановительной среде, такой как примитивная Земля. атмосфера. Миллер был чрезвычайно вдохновлен.

После года бесплодной работы с Теллером и перспективы того, что Теллер уедет из Чикаго для работы над водородной бомбой, в сентябре 1952 года Юри обратился к Миллеру с новым исследовательским проектом. Юри не сразу воспринял интерес Миллера к синтезу пребиотиков: никаких успешных работ проведено не было. Юри предложил Миллеру заняться изучением таллия в метеоритах. Миллер настойчиво убедил Юри провести эксперименты с электрическими разрядами в газах.

В ходе экспериментов были обнаружены доказательства производства аминокислот в реакционном сосуде. Юри или Миллер боялись, что источником аминокислот могут быть частички экскрементов мух (или их так упрекали одноклассники). Источником не были экскременты; Результатом стала демонстрация того, что « органические » химические соединения могут быть получены чисто неорганическими процессами. Миллер получил докторскую степень в 1954 году и завоевал прочную репутацию. [5] Из спектроскопических наблюдений звезд теперь хорошо известно, что сложные органические соединения образуются из газов богатых углеродом звезд. Фундаментальный вопрос – связь между «пребиотическими органическими» соединениями и происхождением жизни – остался открытым.

После получения докторской степени Миллер перешел в Калифорнийский технологический институт в качестве научного сотрудника FB Jewett в 1954 и 1955 годах. Здесь он работал над механизмом синтеза амино- и гидроксикарбоновых кислот . Затем он поступил на кафедру биохимии Колледжа врачей и хирургов Колумбийского университета в Нью-Йорке , где проработал следующие пять лет. Когда был основан новый Калифорнийский университет в Сан-Диего , он стал первым доцентом химического факультета в 1960 году, доцентом в 1962 году, а затем полным профессором в 1968 году. [2] [3]

Он руководил 8 аспирантами, включая Джеффри Л. Бада . [6] Он также является соавтором книги «Происхождение жизни на Земле». [7]

эксперимент Миллера

Эксперимент Миллера был описан в его технической статье, опубликованной в журнале Science от 15 мая 1953 года [8] , которая превратила концепцию научных идей о происхождении жизни в респектабельное эмпирическое исследование. [9] Его исследование стало классическим хрестоматийным определением научной основы происхождения жизни, или, точнее, первым окончательным экспериментальным доказательством теории «первичного супа » Опарина и Холдейна . Юри и Миллер разработали модель океанско-атмосферного состояния примитивной Земли, используя непрерывный поток пара в смесь метана (CH 4 ), аммиака (NH 3 ) и водорода (H 2 ). Затем газовую смесь подвергали электрическому разряду, который вызывал химическую реакцию. После недели реакции Миллер обнаружил образование аминокислот , таких как глицин , α- и β- аланин , с помощью бумажной хроматографии . Он также обнаружил аспарагиновую кислоту и гамма-аминомасляную кислоту , но не был в них уверен. Поскольку аминокислоты являются основными структурными и функциональными составляющими клеточной жизни, эксперимент показал возможность естественного органического синтеза для возникновения жизни на Земле. [10] [11]

Проблема с публикацией

Миллер показал свои результаты Юри, который предложил немедленно опубликовать их. Юри отказался быть соавтором, чтобы Миллер не получил должного признания или не получил вообще никакого признания. Рукопись, единственным автором которой был Миллер, была представлена ​​в журнал Science 10 февраля 1953 года. Подождав несколько недель, Юри 27 февраля навел справки и написал председателю редакционной коллегии об отсутствии каких-либо действий при рецензировании рукописи. Прошёл месяц, но решения так и не было. 10 марта разъяренный Юри потребовал вернуть рукопись, а 13 марта сам представил ее в Журнал Американского химического общества . К тому времени редактор журнала Science , явно раздраженный инсинуациями Юри, написал непосредственно Миллеру, что рукопись должна быть опубликована. Затем Миллер отозвал рукопись из Журнала Американского химического общества . [12]

Следовать за

Миллер продолжал свои исследования до своей смерти в 2007 году. По мере развития знаний о ранней атмосфере Земли и совершенствования методов химического анализа он продолжал совершенствовать детали и методы. Ему удалось не только синтезировать все больше и больше разновидностей аминокислот, но и получить широкий спектр неорганических и органических соединений, необходимых для клеточного строительства и метаболизма. [13] В поддержку этого ряд независимых исследователей также подтвердили диапазон химического синтеза. [14] [15] [16] [17] Благодаря недавнему открытию, что, в отличие от первоначальной экспериментальной гипотезы Миллера о сильно восстановительном состоянии, первобытная атмосфера могла быть совершенно нейтральной и содержать другие газы в разных пропорциях. [18] В последних работах Миллера, опубликованных посмертно в 2008 году, все же удалось синтезировать ряд органических соединений в таких условиях. [19]

Переоценка

В 1972 году Миллер и его сотрудники повторили эксперимент 1953 года, но с вновь разработанными автоматическими химическими анализаторами, такими как ионообменная хроматография и газовая хроматография — масс-спектрометрия . Они синтезировали 33 аминокислоты, в том числе 10, которые, как известно, встречаются в организме в природе. В их число вошли все первичные альфа-аминокислоты, обнаруженные в Мерчисонском метеорите , упавшем на Австралию в 1969 году. [20] Последующий эксперимент с электрическим разрядом фактически дал больше разнообразных аминокислот, чем в метеорите. [21]

Незадолго до смерти Миллера среди его лабораторных материалов в университете было найдено несколько коробок с флаконами с высушенными остатками. В примечании указывалось, что некоторые из его первоначальных экспериментов 1952-1954 годов, проведенных с использованием трех разных аппаратов, а также один эксперимент 1958 года, в котором в газовую смесь впервые был включен сероводород (H 2 S), результат, который никогда не был опубликован. . В 2008 году его ученики повторно проанализировали образцы 1952 года, используя более чувствительные методы, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография и жидкостная хроматография – времяпролетная масс-спектрометрия. Их результат показал синтез 22 аминокислот и 5 аминов, показав, что первоначальный эксперимент Миллера дал гораздо больше соединений, чем фактически сообщалось в 1953 году. [22] В 2011 году были проанализированы незарегистрированные образцы 1958 года, из которых 23 аминокислоты и 4 амина в том числе 7 сернистых соединений. [1] [23] [24] [25]

Смерть

В ноябре 1999 года Миллер перенес серию инсультов, которые все больше ограничивали его физическую активность. Он жил в доме престарелых в Нэшнл-Сити , к югу от Сан-Диего, и умер 20 мая 2007 года в соседней больнице Парадайз. У него остались брат Дональд и его семья, а также его преданная партнерша Мария Моррис. [10]

Почести и признания

Миллера помнят за его работы, касающиеся происхождения жизни (и он считался пионером темы экзобиологии ), естественного возникновения клатратных гидратов и общих механизмов действия анестезии . Он был избран членом Национальной академии наук США в 1973 году. Он был почетным советником Высшего совета по научным исследованиям Испании в 1973 году. Он был награжден медалью Опарина от Международного общества изучения происхождения жизни в 1983 году и занимал пост его президента с 1986 по 1989 год. [10]

За свою жизнь он не раз номинировался на Нобелевскую премию . [26]

Премия Стэнли Л. Миллера для ученых моложе 37 лет была учреждена Международным обществом изучения происхождения жизни в 2008 году. [27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Бада Дж.Л. (2013). «Новое понимание химии пребиотиков из экспериментов Стэнли Миллера с искровым разрядом». Обзоры химического общества . 42 (5): 2186–2196. дои : 10.1039/c3cs35433d. PMID  23340907. S2CID  12230177.
  2. ^ аб Бада Дж.Л., Ласкано А. Стэнли Л. Миллер (1930-2007): Биографические мемуары (PDF) . Национальная академия наук (США). стр. 1–40. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  3. ^ аб Ласкано А, Бада Дж.Л. (2007). «Стэнли Л. Миллер (1930-2007): размышления и воспоминания». Происхождение жизни и эволюция биосфер . 38 (5): 373–381. дои : 10.1007/s11084-008-9145-2. PMID  18726708. S2CID  1167340.
  4. ^ «Биография 26: Стэнли Ллойд Миллер (1930-) :: Центр обучения ДНК CSHL» . dnalc.cshl.edu . Проверено 14 января 2024 г.
  5. ^ «Биография 26: Стэнли Ллойд Миллер (1930-) :: Центр обучения ДНК CSHL» . dnalc.cshl.edu . Проверено 14 января 2024 г.
  6. ^ "Стэнли Ллойд Миллер, доктор философии." Академическое дерево . Академическое генеалогическое древо . Проверено 13 октября 2018 г.
  7. ^ «Биография 26: Стэнли Ллойд Миллер (1930-) :: Центр обучения ДНК CSHL» . dnalc.cshl.edu . Проверено 14 января 2024 г.
  8. ^ Миллер С.Л. (1953). «Производство аминокислот в возможных примитивных земных условиях». Наука . 117 (3046): 528–529. Бибкод : 1953Sci...117..528M. дои : 10.1126/science.117.3046.528. PMID  13056598. S2CID  38897285.
  9. ^ Бада Дж.Л., Ласкано А (2002). «Миллер открыл новые способы изучения происхождения жизни». Природа . 416 (6880): 475. Бибкод : 2002Natur.416..475B. дои : 10.1038/416475a . ПМИД  11932715.
  10. ^ abc UCSD News Center (21 мая 2007 г.). «Умер отец химии «Происхождение жизни» в Калифорнийском университете в Сан-Диего». ucsdnews.ucsd.edu . Калифорнийский университет, Сан-Диего . Проверено 3 июля 2013 г.
  11. ^ Ласкано А, Бада Дж.Л. (2003). «Эксперимент Стэнли Л. Миллера 1953 года: пятьдесят лет пребиотической органической химии». Происхождение жизни и эволюция биосферы . 33 (3): 235–242. Бибкод : 2003OLEB...33..235L. дои : 10.1023/А: 1024807125069. PMID  14515862. S2CID  19515024.
  12. ^ Бада Дж.Л., Ласкано А (2003). «Восприятие науки. Пребиотический суп – новый взгляд на эксперимент Миллера». Наука . 300 (5620): 745–746. дои : 10.1126/science.1085145 . PMID  12730584. S2CID  93020326.
  13. ^ Миллер С.Л. (1986). «Современное состояние пребиотического синтеза малых молекул». Химика Скрипта . 26 (Б): 5–11. ПМИД  11542054.
  14. ^ Хаф Л., Роджерс А.Ф. (1956). «Синтез аминокислот из воды, водорода, метана и аммиака». Журнал физиологии . 132 (2): 28–30. дои : 10.1113/jphysicalol.1956.sp005559 . ПМИД  13320416.
  15. ^ Оро Дж (1983). «Химическая эволюция и происхождение жизни». Достижения в космических исследованиях . 3 (9): 77–94. Бибкод : 1983AdSpR...3h..77O. дои : 10.1016/0273-1177(83)90044-3. ПМИД  11542466.
  16. ^ Базиль Б., Ласкано А., Оро Дж. (1984). «Пребиотические синтезы пуринов и пиримидинов». Рекламное пространство Res . 4 (12): 125–131. Бибкод : 1984АдСпР...4л.125Б. дои : 10.1016/0273-1177(84)90554-4. ПМИД  11537766.
  17. ^ Якшиц Т.А., Роде Б.М. (2012). «Химическая эволюция от простых неорганических соединений к хиральным пептидам». Обзоры химического общества . 41 (16): 5484–5489. дои : 10.1039/c2cs35073d. ПМИД  22733315.
  18. ^ Занле К., Шефер Л. , Фегли Б. (2010). «Ранние атмосферы Земли». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (10): а004895. doi : 10.1101/cshperspect.a004895. ПМЦ 2944365 . ПМИД  20573713. 
  19. ^ Кливс Х.Дж., Чалмерс Дж.Х., Ласкано А., Миллер С.Л., Бада Дж.Л. (200). «Переоценка пребиотического органического синтеза в нейтральных планетных атмосферах». Происхождение жизни и эволюция биосфер . 38 (2): 105–115. Бибкод : 2008OLEB...38..105C. дои : 10.1007/s11084-007-9120-3. PMID  18204914. S2CID  7731172.
  20. ^ Ринг Д, Вулман Ю, Фридман Н, Миллер С.Л. (1972). «Пребиотический синтез гидрофобных и белковых аминокислот». Труды Национальной академии наук . 69 (3): 765–768. Бибкод : 1972PNAS...69..765R. дои : 10.1073/pnas.69.3.765 . ПМК 426553 . ПМИД  4501592. 
  21. ^ Вулман Ю., Хаверленд В.Дж., Миллер С.Л. (1972). «Небелковые аминокислоты искровых разрядов и их сравнение с аминокислотами метеорита Мерчисон». Труды Национальной академии наук . 69 (4): 809–811. Бибкод : 1972PNAS...69..809W. дои : 10.1073/pnas.69.4.809 . ПМК 426569 . ПМИД  16591973. 
  22. ^ Джонсон А.П., Кливс Х.Дж., Дворкин Дж.П., Главин Д.П., Ласкано А., Бада Дж.Л. (2008). «Эксперимент Миллера по вулканическому искровому разряду». Наука . 322 (5900): 404. Бибкод : 2008Sci...322..404J. дои : 10.1126/science.1161527. PMID  18927386. S2CID  10134423.
  23. ^ Паркер Э.Т., Кливс Х.Дж., Дворкин Дж.П., Главин Д.П., Каллахан М., Обри А., Ласкано А., Бада, Дж.Л. (2011). «Первоначальный синтез аминов и аминокислот в эксперименте Миллера 1958 года с искровым разрядом, богатым H2S». Труды Национальной академии наук . 108 (12): 5526–5531. Бибкод : 2011PNAS..108.5526P. дои : 10.1073/pnas.1019191108 . ПМК 3078417 . ПМИД  21422282. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  24. ^ Кейм, Брэндон (16 октября 2008 г.). «Забытый эксперимент может объяснить происхождение жизни». Проводной журнал . Проверено 22 марта 2011 г.
  25. ↑ Штайгервальд, Билл (16 октября 2008 г.). «Вулканы могли дать искры и химию для первой жизни». Центр космических полетов имени Годдарда НАСА . Проверено 22 марта 2011 г.
  26. ^ Чи КР (24 мая 2007 г.). «Стэнли Л. Миллер умирает». Ученый . Проверено 3 июля 2013 г.
  27. ^ Астробиология (6 марта 2008 г.). «Премия Стэнли Л. Миллера». astrobiology2.arc.nasa.gov . НАСА. Архивировано из оригинала 4 марта 2013 года . Проверено 3 июля 2013 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные со Стэнли Миллером .