Emile Zuckerkandl - Emile Zuckerkandl

Émile Zuckerkandl
Zuckerkandl2.png
Urodzony ( 04.07.1922 )4 lipca 1922
Zmarły 9 listopada 2013 (09.11.2013)(w wieku 91)
Znany z Zegar molekularny
Kariera naukowa
Pola Biologia molekularna

Émile Zuckerkandl (4 lipca 1922 - 9 listopada 2013) był urodzonym w Austrii biologiem francuskim, uważanym za jednego z twórców dziedziny ewolucji molekularnej . Najbardziej znany jest z wprowadzenia wraz z Linusem Paulingiem koncepcji „ zegara molekularnego ”, która umożliwiła neutralną teorię ewolucji molekularnej .

Życie i praca

Zuckerkandl powstał w Wiedniu , w Austrii w gospodarstwie domowym intelektualistów, ale jego rodzina przeniosła się do Paryża w 1938 roku, a później Algier, aby uciec politykę rasową nazistowskich Niemiec w stosunku do Żydów . Pod koniec II wojny światowej spędził rok na Uniwersytecie Paryskim ( Sorbonne ), a następnie przyjechał do Stanów Zjednoczonych, aby studiować fizjologię - uzyskując tytuł magistra w 1947 roku na Uniwersytecie Illinois pod kierunkiem C. Ladda Prossera - następnie wrócił na Sorbonę, aby dokończyć doktorat. w biologii. Zuckerkandl bardzo zainteresował się problemami molekularnymi; Jego wczesne badania w laboratorium biologii morskiej w Roscoff podkreśliły rolę oksydaz miedzi i hemocyjaniny w cyklach linienia krabów. W 1957 roku Zuckerkandl spotkał znanego chemika Linusa Paulinga , który zaczął interesować się chorobami molekularnymi i ewolucją molekularną jako następstwem jego aktywizmu na tematy związane z energią jądrową. Zorganizowali stypendium podoktoranckie i Zuckerkandl (obecnie wraz ze swoją żoną Jane) wrócił do Stanów Zjednoczonych, aby od 1959 roku pracować z Paulingiem w California Institute of Technology . Był ateistą.

Linus Pauling i hipoteza zegara molekularnego

Pierwszym projektem Zuckerkandla pod kierunkiem Paulinga (pracującego z doktorantem Richardem T. Jonesem) było zastosowanie nowych technik identyfikacji białek - połączenia chromatografii bibułowej i elektroforezy, która dała dwuwymiarowy wzór - do hemoglobiny . Fragmenty peptydowe próbek hemoglobiny z różnych gatunków, częściowo rozerwane przez enzymy trawienne , wytwarzałyby unikalne wzorce, które można by wykorzystać do oszacowania różnic w strukturze białek. Zuckerkandl, Jones i Pauling opublikowali porównanie wzorców identyfikacji hemoglobiny kilku gatunków w 1960 roku, stwierdzając, że stopień odmienności wzorców białek odpowiadał w przybliżeniu odległości filogenetycznej między gatunkami źródłowymi. Jednak metoda ta nie sprzyjała porównaniom ilościowym, więc Zuckerkandl rozpoczął prace nad określeniem rzeczywistej sekwencji peptydów łańcuchów α i β hemoglobiny ludzkiej i gorylowej .

W 1962 roku Pauling i Zuckerkandl opublikowali swój pierwszy artykuł wykorzystujący koncepcję zegara molekularnego (choć jeszcze nie pod tą nazwą). Podobnie jak wiele innych wspólnych prac, nie był recenzowany - był to referat na zaproszenie Alberta Szent-Györgyi - i celowo skorzystali z okazji, aby „powiedzieć coś skandalicznego”. W pracy wykorzystano liczbę różnic w łańcuchach α i β hemoglobiny, aby wywnioskować czas od ostatniego wspólnego przodka dla wielu gatunków, skalibrowany na podstawie danych paleontologicznych dotyczących ludzi i koni. Chociaż artykuł nie dostarczył żadnego wyjaśnienia, dlaczego różnice aminokwasów w białku powinny kumulować się w jednakowym tempie (podstawowe założenie zegara molekularnego), wykazał, że wyniki były dość zgodne z wynikami paleontologów.

W następnych latach Zuckerkandl pracował nad udoskonaleniem zegara molekularnego. W 1963 roku on i Pauling wymyślili termin „ semantydy ” dla sekwencji biologicznych - DNA, RNA i polipeptydów - które zawierają informacje ewolucyjne i argumentowali, że takie sekwencje mogą być podstawą do konstruowania filogenet molekularnych, sugerując, że metoda „zegara molekularnego” może być użyteczne dla innych semantyków poza białkami. Pierwsza publikacja Emanuela Margoliasha z danymi sekwencyjnymi cytochromu c pozwoliła na porównanie szybkości ewolucji molekularnej różnych białek (cytochrom c wydawał się ewoluować szybciej niż hemoglobina), o czym Zuckerkandl dyskutował na konferencji w Brugii w 1964 roku . Zuckerkandl dostosował także matematykę „zegara”, aby uwzględnić obserwację, że niektóre pozycje w sekwencji aminokwasów były bardziej stabilne niż inne, a także prawdopodobieństwo wielokrotnych podstawień w tej samej pozycji. We wrześniu 1964 r. Wziął udział w ważnym sympozjum Evolving Genes and Proteins , na którym wraz z Paulingiem przedstawili swój najbardziej wpływowy artykuł („Evolutionary Divergence and Convergence in Proteins”, opublikowany w materiałach konferencyjnych w następnym roku). Artykuł, przede wszystkim praca Zuckerkandla, nazwał „zegar ewolucyjny” i przedstawił wyprowadzenie jego podstawowej formy matematycznej. Chociaż Zuckerkandl i Pauling uważali zegar za zgodny z doborem naturalnym , stał się on później podstawą neutralnej teorii ewolucji molekularnej , w której to raczej dryf genetyczny niż selekcja jest siłą napędową ewolucji na poziomie molekularnym.

Później praca

W 1965 Zuckerkandl wrócił do Francji, aby skierować w Montpellier, dzięki "Centre de Recherche de Biochimie Macromoléculaire" w Centre National de Recherche Scientifique . W 1971 r. Został redaktorem-założycielem czasopisma Journal of Molecular Evolution , a pod koniec lat 70. prezesem Instytutu Linusa Paulinga (wówczas w 1992 r. Jego następcy - Instytutu Medycyny Molekularnej). Jego ostatnie prace obejmują krytykę konstrukcjonizmu społecznego i inteligentnego projektu .

Bibliografia