Джошуа Ледерберг: Микробтық генетиканың көрнекті ғалымы
Joshua Lederberg
Жошуа Ледерберг (1925-2008) – американдық молекулалық биолог, бактериялардың генетикалық қасиеттерін, жасанды интеллектіні зерттеген, 1958 ж. Нобель сыйлығының иегері.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Американдық молекулалық биолог (1925–2008)
American molecular biologist (1925–2008)
Джошуа Ледерберг, ForMemRS (23 мамыр 1925 – 2 ақпан 2008) – микробтық генетика, жасанды интеллект және АҚШ ғарыш бағдарламасындағы еңбектерімен танымал американдық молекулалық биолог. Бактериялардың жұптасып, гендер алмаса алатынын ашқаны үшін 1958 жылғы физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығына ие болған кезде оның жасы 33-ке толып тұрған. Ол бұл сыйлықты генетика саласындағы еңбектері үшін Эдвард Тейтум мен Джордж Бидлмен бөлісті. Биологияға жасаған үлесінен бөлек, Ледерберг жасанды интеллект саласында да кең ауқымды зерттеулер жүргізді. Олардың ішінде Марста өмір іздеуге бағытталған NASA-ның тәжірибелік бағдарламалары және химиялық сарапшы жүйесі «Дендрал» да бар.
Joshua Lederberg, ForMemRS (May 23, 1925 – February 2, 2008) was an American molecular biologist known for his work in microbial genetics, artificial intelligence, and the United States space program. He was 33 years old when he won the 1958 Nobel Prize in Physiology or Medicine for discovering that bacteria can mate and exchange genes (bacterial conjugation). He shared the prize with Edward Tatum and George Beadle, who won for their work with genetics. In addition to his contributions to biology, Lederberg did extensive research in artificial intelligence. This included work in the NASA experimental programs seeking life on Mars and the chemistry expert system Dendral.
Ерте өмір және білім
Ледерберг 1925 жылы Нью-Джерси штатының Монтклэр қаласында еврей отбасында дүниеге келді. Ол Эстер Голденбаум Шульман Ледерберг пен раввин Цви Хирш Ледербергтің ұлы. Ол өте ерте жасында Манхэттеннің Вашингтон Хайтс ауданына көшіп келді. Оның екі кіші інісі болған. 1941 жылы 15 жасында Нью-Йорктегі Стьювесант орта мектебін бітірді. Бітіргеннен кейін, Америка Ғылыми институтының зертханасында оған лабораториялық кеңістік берілді, ол Вестингхаус ғылыми таланттарды іздеу конкурсының алға басушысы болды. 1941 жылы Колумбия университетіне зоология мамандығы бойынша түсті. Франсис Джей Райанның жетекшілігімен ол Нейроспора красса (Neurospora crassa) нан саңырауының биохимиялық және генетикалық зерттеулерін жүргізді. Медициналық білім алып, әскери міндеттерін орындауды жоспарлаған Ледерберг 1943 жылы Санкт-Олбанс Әскери ауруханасының клиникалық патология зертханасында госпитальдық санитары болып жұмыс істеді, онда ол теңізшілердің қан және нәжіс үлгілерін безгекке тексерді. 1944 жылы бакалавр дәрежесін алды.
Lederberg was born in Montclair, New Jersey, to a Jewish family, son of Esther Goldenbaum Schulman Lederberg and Rabbi Zvi Hirsch Lederberg, in 1925, and moved to Washington Heights, Manhattan as an infant. He had two younger brothers. Lederberg graduated from Stuyvesant High School in New York City at the age of 15 in 1941. After graduation, he was allowed lab space as part of the American Institute Science Laboratory, a forerunner of the Westinghouse Science Talent Search. He enrolled in Columbia University in 1941, majoring in zoology. Under the mentorship of Francis J. Ryan, he conducted biochemical and genetic studies on the bread mold Neurospora crassa. Intending to receive his MD and fulfill his military service obligations, Lederberg worked as a hospital corpsman during 1943 in the clinical pathology laboratory at St. Albans Naval Hospital, where he examined sailors' blood and stool samples for malaria. He went on to receive his undergraduate degree in 1944.
Бактериялық генетика
Джошуа Ледерберг медициналық білімін Колумбияның дәрігерлер мен хирургтар колледжінде бастады, сонымен бірге тәжірибелер жүргізуді жалғастырды. Осуальд Эйверидің ДНК-ның маңыздылығын жариялағаннан кейін шабыттанған Ледерберг бактериялар генетикалық ақпараттың дәл көшірмелерін ғана бермейтіні, яғни бір тектің барлық жасушалары негізінен клондар болатыны туралы басым пікірге қарсы гипотезасын зерттеуге кірісті. Колумбияда үлкен прогресске жете алмаған Ледерберг Райанның докторантурадан кейінгі жетекшісі Эдвард Тэтумға ынтымақтастық туралы ұсыныспен хат жазды. 1946 және 1947 жылдары Ледерберг Йель университетінде Тэтумның жетекшілігімен оқуға демалысқа шықты. Ледерберг пен Тэтум Escherichia coli бактериясының жыныстық фазаға енетінін көрсетті, оның кезінде бактериялық конъюгация арқылы генетикалық ақпарат алмаса алады. Осы жаңалық және E. coli хромосомасын картографиялау арқасында Ледерберг 1947 жылы Йель университетінен Ph.D. дәрежесін алды. 1946 жылдың 13 желтоқсанында Джошуа Эстер Мириам Циммерге (өзі Эдвард Тэтумның шәкірті) үйленді. Медициналық білімін аяқтау үшін Колумбияға оралудың орнына Ледерберг Висконсин-Мэдисон университетінде генетикадан ассистент профессорлық қызметін қабылдауды жөн көрді. Оның әйелі Эстер Ледерберг онымен бірге Висконсинге кетті және 1950 жылы докторлық диссертациясын қорғады. 1951 жылы Джошуа Ледерберг пен Нортон Зиндер Salmonella typhimurium бактериясының бір штамынан екіншісіне вирустық материалды аралық кезең ретінде пайдалану арқылы генетикалық материалды беруге болатынын көрсетті. Бұл процеске трансдукция деп аталды. 1956 жылы М. Лоренс Морс, Эстер Ледерберг және Джошуа Ледерберг мамандандырылған трансдукцияны да ашты. Мамандандырылған трансдукция бойынша зерттеулер E. coli бактериясын лямбда-фагтың инфекциялауына бағытталды. Трансдукция және мамандандырылған трансдукция әртүрлі бактериялардың бір антибиотикке қарсы тез төзімділік қабылдауын түсіндірді. Джошуа Ледербергтің зертханасында жұмыс істеген кезінде Эстер Ледерберг F фертильдік факторын ашты, кейіннен Джошуа Ледерберг пен Луиджи Лука Кавалли Сфорцамен бірге жариялады. 1956 жылы Иллинойс бактериологтар қоғамы Джошуа Ледерберг пен Эстер Ледербергке «микробиология және генетика саласына қосқан ең үлкен үлесі үшін» Пастер медалін табыс етті. 1957 жылы Джошуа Ледерберг Висконсин-Мэдисон университетінде Медициналық генетика кафедрасын құрды. Ол 1950 жылы жазда Берклидегі Калифорния университетінде және 1957 жылы Мельбурн университетінде бактериологиядан қонақ профессор болып жұмыс істеді. Сондай-ақ 1957 жылы ол Ұлттық ғылым академиясының мүшесі болып сайланды.
Joshua Lederberg began medical studies at Columbia's College of Physicians and Surgeons while continuing to perform experiments. Inspired by Oswald Avery's discovery of the importance of DNA, Lederberg began to investigate his hypothesis that, contrary to prevailing opinion, bacteria did not simply pass down exact copies of genetic information, making all cells in a lineage essentially clones. After making little progress at Columbia, Lederberg wrote to Edward Tatum, Ryan's post doctoral mentor, proposing a collaboration. In 1946 and 1947, Lederberg took a leave of absence to study under the mentorship of Tatum at Yale University. Lederberg and Tatum showed that the bacterium Escherichia coli entered a sexual phase during which it could share genetic information through bacterial conjugation. With this discovery and some mapping of the E. coli chromosome, Lederberg was able to receive his Ph. D. from Yale University in 1947. Joshua married Esther Miriam Zimmer (herself a student of Edward Tatum) on December 13, 1946. Instead of returning to Columbia to finish his medical degree, Lederberg chose to accept an offer of an assistant professorship in genetics at the University of Wisconsin–Madison. His wife Esther Lederberg went with him to Wisconsin. She received her doctorate there in 1950. Joshua Lederberg and Norton Zinder showed in 1951 that genetic material could be transferred from one strain of the bacterium Salmonella typhimurium to another using viral material as an intermediary step. This process is called transduction. In 1956, M. Laurance Morse, Esther Lederberg and Joshua Lederberg also discovered specialized transduction. The research in specialized transduction focused upon lambda phage infection of E. coli. Transduction and specialized transduction explained how bacteria of different species could gain resistance to the same antibiotic very quickly. During her time in Joshua Lederberg's laboratory, Esther Lederberg also discovered fertility factor F, later publishing with Joshua Lederberg and Luigi Luca Cavalli Sforza. In 1956, the Society of Illinois Bacteriologists simultaneously awarded Joshua Lederberg and Esther Lederberg the Pasteur Medal, for "their outstanding contributions to the fields of microbiology and genetics". In 1957, Joshua Lederberg founded the Department of Medical Genetics at the University of Wisconsin–Madison. He has held visiting professorship in Bacteriology at the University of California, Berkeley in summer 1950 and University of Melbourne (1957). Also in 1957, he was elected to the National Academy of Sciences.
Нобель сыйлығынан кейінгі зерттеулер
1958 жылы Джошуа Ледерберг Нобель сыйлығын алып, Стэнфорд университетінің генетика кафедрасын құрды және оның төрағасы болды. Ол Фрэнк Макфарлейн Бернетпен бірлесіп вирустық антиденелерді зерттеді. 1959 жылы Америка өнер және ғылым академиясының, ал 1960 жылы Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды. 1960 жылдары Стэнфордтың компьютерлік ғылымдар бөлімінде Эдвард Файгенбауммен бірлесіп DENDRAL жүйесін жасады. 1978 жылы Рокфеллер университетінің президенті болды, 1990 жылы қызметтен шеттесіп, Рокфеллер университетінің молекулалық генетика және информатика профессоры атанды, бұл оның осы салалардағы кең ауқымды зерттеулері мен жарияланымдарын көрсетеді. Мансабы бойы Ледерберг АҚШ үкіметінің ғылыми кеңесшісі ретінде белсенді қызмет етті. 1950 жылдан бастап Президенттің ғылыми кеңесші комитетінің түрлі комиссияларында мүше болды. 1979 жылы АҚШ қорғаныс ғылым кеңесінің мүшесі және президент Джимми Картердің қатерлі ісіктер жөніндегі кеңесінің төрағасы болды. 1989 жылы ғылыми әлемге қосқан үлесі үшін Ұлттық ғылым медалімен марапатталды. 1994 жылы ол Қорғаныс министрлігінің Персия шығанағы соғысының денсаулыққа тигізген әсерлерін зерттеу жөніндегі жұмыс тобын басқарды, ол шығанақ соғысы синдромын зерттеді. 1986 жылы Ресейдің Якатеринберг қаласында (бұрынғы Свердловск) 1979 жылы КСРО-да тараған көкжұпар бактериясынан 66 адамның қаза тапқан оқиғасын анықтау мақсатындағы миссия кезінде Ледерберг советтік тараптың позициясын қолдады, көкжұпардың жануарлардан адамға жұққандығын айтты және былай деді: "Кез келген эпидемия айналасында негізсіз әңгімелер таралады". "Советтік жағдайдың шындыққа сәйкес болуы мүмкін". Кеңес Одағының ыдырауынан кейін және 1990 жылдардың басында АҚШ жүргізген тергеулер нәтижесінде ғалымдар тобы бұл оқиғаның жақын жердегі әскери нысаннан көкжұпар патогенінің аэрозольдік түрінің шығарылуынан туындағанын растады. Бұл оқиға құпия сақталған және аса қауіпті инфекциялық ошақтардың бірі болып есептеледі.
In 1958, Joshua Lederberg received the Nobel Prize and moved to Stanford University, where he was the founder and chairman of the Department of Genetics. He collaborated with Frank Macfarlane Burnet to study viral antibodies. Lederberg was elected to the American Academy of Arts and Sciences in 1959 and the American Philosophical Society in 1960. In the 1960s, he collaborated with Edward Feigenbaum in Stanford's computer science department to develop DENDRAL. In 1978, he became the president of Rockefeller University, until he stepped down in 1990 and became professor emeritus of molecular genetics and informatics at Rockefeller University, reflecting his extensive research and publications in these disciplines. Throughout his career, Lederberg was active as a scientific advisor to the U. S. government. Starting in 1950, he was a member of various panels of the Presidential Science Advisory Committee. In 1979, he became a member of the U. S. Defense Science Board and the chairman of President Jimmy Carter's President's Cancer Panel. In 1989, he received National Medal of Science for his contributions to the scientific world. In 1994, he headed the Department of Defense's Task Force on Persian Gulf War Health Effects, which investigated Gulf War Syndrome. During a 1986 fact finding mission of the 1979 Soviet Union epidemic of anthrax bacteria that killed 66 people in the city of Sverdlovsk, Russia now named Yakaterinberg, Lederberg sided with Soviets that the anthrax outbreak was from animal to human transmission stating, “Wild rumors do spread around every epidemic." “The current Soviet account is very likely to be true." After the fall of the Soviet Union and subsequent US investigations in the early 1990s, a team of scientists confirmed the outbreak was caused by a release of an aerosol of anthrax pathogen from a nearby military facility, the lab leak is one of the deadliest ever documented.
Сыйлықтар мен марапаттар
2002 жылы Американдық философиялық қоғамның ғылым саласындағы ерекше жетістіктері үшін Бенджамин Франклин медалі. 2006 жылы «Еркіндік президенттік медалі». 2012 жылы Марс планетасының Ксанте Терра аймағындағы 87 км диаметрлі үлкен соққы кратері Ледербергтің құрметіне аталды.
The Benjamin Franklin Medal for Distinguished Achievement in the Sciences of the American Philosophical Society, 2002. The Presidential Medal of Freedom, 2006. In Lederberg's honor, the 87 km diameter large impact crater in Xanthe Terra on the surface of Mars was named in the year 2012.
Жеке
1946 жылы Ледерберг әріптес ғалымы Эстер Мириам Циммерге үйленді; олар 1966 жылы ажырасты. 1968 жылы психиатр Маргарет Стайн Киршқа үйленді. Одан Маргарет, олардың қызы Энн Ледерберг және оның кемеңгер ұлы Дэвид Кирш қалды.
Lederberg married fellow scientist Esther Miriam Zimmer in 1946; they divorced in 1966. He married psychiatrist Marguerite Stein Kirsch in 1968. He was survived by Marguerite, their daughter, Anne Lederberg, and his stepson, David Kirsch.