Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Австриялық-француз биологы (1922–2013)
анатомия және хирургия салаларының маманы
Austrian French biologist (1922–2013)
the anatomist and surgeon
Эмиль Цукеркандл (4 шілде 1922 – 9 қараша 2013) – молекулалық эволюция саласын қалыптастырушылардың бірі саналатын, Австрияда туған француз биологы. Ол Линус Полингпен бірге "молекулалық сағат" тұжырымын енгізді, осы арқылы молекулалық эволюцияның бейтарап теориясы дамуына мүмкіндік берді.
Émile Zuckerkandl (July 4, 1922 – November 9, 2013) was an Austrian born French biologist considered one of the founders of the field of molecular evolution. He introduced, with Linus Pauling, the concept of the "molecular clock", which enabled the neutral theory of molecular evolution.
Өмір және жұмыс
Цукеркандл Австрияның Вена қаласында зиялылар отбасында өсті, бірақ 1938 жылы оның отбасы нацистік Германияның еврейлерге қатысты нәсілдік саясатынан қашу үшін Парижге, содан кейін Алжирге көшті. Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан кейін ол Париж университетінде (Сорбонна) бір жыл оқыды, сосын физиологияны оқу үшін АҚШ-қа келді. 1947 жылы С. Лэдд Проссердің жетекшілігімен Иллинойс университетінде магистр дәрежесін алды, кейін биологиядан докторлық диссертациясын қорғау үшін Сорбоннаға оралды. Цукеркандл молекулалық мәселелерге қатты қызығушылық танытты; Роскоффтағы теңіз биологиясы зертханасындағы алғашқы зерттеулері бақ оксидазалары мен гемоцианиннің крабтардың түлеу циклдарындағы рөлін көрсетті. 1957 жылы Цукеркандл ядролық энергия мәселелеріндегі белсенділігінен туындаған молекулалық аурулар мен молекулалық эволюцияға қызығушылық танытқан әйгілі химик Линус Паулингпен танысты. Олар докторантурадан кейінгі тағылымдама ұйымдастырды, және Цукеркандл (әйелі Джейнмен бірге) 1959 жылдан бастап Калифорния технология институтында Паулингпен жұмыс істеу үшін АҚШ-қа қайта оралды. Ол дінге сенбеуші (атеист) еді.
Zuckerkandl was raised in Vienna, Austria in a household of intellectuals, but his family relocated in 1938 to Paris, and later Algiers, to escape the racial policy of Nazi Germany with respect to Jews. At the end of World War II, he spent one year at the University of Paris (Sorbonne), then came to the United States to study physiology—earning a master's degree in 1947 from the University of Illinois, under C. Ladd Prosser—then returned to the Sorbonne to complete a Ph. D. in biology. Zuckerkandl developed a strong interest in molecular problems; his early research at a marine biology lab in Roscoff emphasized the roles of copper oxidases and hemocyanin in the molting cycles of crabs. In 1957, Zuckerkandl met renowned chemist Linus Pauling, who was becoming interested in molecular diseases and molecular evolution as an outgrowth of his activism on topics concerning nuclear power. They arranged a post doctoral fellowship, and Zuckerkandl (now with his wife Jane) returned to the United States to work with Pauling at the California Institute of Technology beginning in 1959. He was an atheist.
Линус Полинг және молекулалық сағат гипотезасы
Паулингтің (дипломдық жұмысын Ричард Т. Джонспен бірге жасаған) кезеңінде Цукеркандлдің алғашқы жобасы – гемоглобинге екі өлшемді сурет шығаратын қағаз хроматографиясы және электрофорездің үйлесімі – жаңа белоктарды анықтау әдістерін қолдану болды. Әртүрлі түрлерден алынған гемоглобин үлгілерінің пептидтік фрагменттері ас қорыту ферменттерінің әсерінен бөлінетін, бұл белок құрылымының айырмашылықтарын бағалауға мүмкіндік беретін ерекше суреттерді құрады. 1960 жылы Цукеркандл, Джонс және Полинг бірнеше түрдің гемоглобинін анықтау суреттерін салыстырып, ақуыз суреттерінің ұқсамау дәрежесінің бастапқы түрлер арасындағы филогенетикалық қашықтыққа шамамен сәйкес келетінін анықтады. Бірақ бұл әдіс сандық салыстыруға ыңғайлы болмағандықтан, Цукеркандл адам және горилла гемоглобинінің α және β тізбектерінің нақты пептидтік тізбегін анықтау жұмысын бастады. 1962 жылы Полинг және Цукеркандл молекулалық сағат концепциясын қолданып (әлі сол атаумен емес) алғашқы мақалаларын жариялады. Көптеген бірлескен мақалалар сияқты, бұл мақала да рецензиядан өткен жоқ – бұл Альберт Сент-Дьёргидің құрметіне арналған шақырылған мақала болды – және олар қасақана «кейбір радикалды мәлімдемелер жасау» мүмкіндігін пайдаланды. Мақалада гемоглобиннің α және β тізбектеріндегі айырмашылықтардың саны адамдар мен жылқылар үшін палеонтологиялық деректерге негізделген, бірқатар түрлердің соңғы ортақ ата-тегінен бергі уақытын анықтау үшін қолданылды. Мақала ақуыздағы аминқышқылдарының айырмашылықтары біркелкі жылдамдықпен жинақталу себебін түсіндірмесе де (молекулалық сағаттың маңызды болжамы), нәтижелер палеонтологтардың нәтижелерімен сәйкес келетінін көрсетті. Цукеркандл кейінгі жылдары молекулалық сағатты жетілдіруге жұмыстанды. 1963 жылы ол Полингпен бірге эволюциялық ақпаратты сақтайтын биологиялық тізбектер – ДНК, РНК және полипептидтер үшін «семантидтер» терминін ойлап тапты және мұндай тізбектер молекулалық филогенезді құрудың негізі болуы мүмкін екенін айтты, сондай-ақ «молекулалық сағат» әдісі ақуыздардан басқа семантидтер үшін де пайдалы болуы мүмкін екенін ұсынды. Эммануэль Марголиаш цитохром c тізбегінің деректерін алғаш рет жариялағаннан кейін, әртүрлі белоктардың молекулалық эволюциясының жылдамдығын салыстыруға мүмкіндік туды (цитохром c гемоглобиннен жылдам эволюциялаған сияқты), осы мәселені Цукеркандл 1964 жылы Брюггеде өткен конференцияда талқылады. Цукеркандл сонымен қатар аминқышқыл тізбегіндегі кейбір позициялардың басқаларына қарағанда тұрақтырақ екенін және бір позицияда бірнеше алмасу мүмкіндігін ескере отырып, «сағаттың» математикасын түзетуге кірісті. 1964 жылдың қыркүйегінде ол маңызды «Эволюциялық гендер мен ақуыздар» симпозиумына қатысты, онда ол Полингпен бірге ең ықпалды жұмыстарын ұсынды («Ақуыздардағы эволюциялық дивергенция және конвергенция», келесі жылы конференция материалдарында жарияланды). Цукеркандлдің еңбегі негізінде жазылған мақалада «эволюциялық сағат» деп аталып, оның негізгі математикалық формасы келтірілді. Цукеркандл мен Полинг сағатты табиғи іріктеумен үйлесімді деп есептесе де, ол кейін молекулалық эволюцияның бейтарап теориясының негізіне айналды, онда молекулалық деңгейдегі эволюцияның қозғаушы күші іріктеу емес, генетикалық дрейф болып табылады.
Zuckerkandl's first project under Pauling (working with graduate student Richard T. Jones) was the application of new protein identification techniques—a combination of paper chromatography and electrophoresis that produced a two dimensional pattern—to hemoglobin. The peptide fragments of hemoglobin samples from different species, partially broken apart by digestive enzymes, would produce unique patterns that could be used to estimate differences of protein structure. Zuckerkandl, Jones and Pauling published a comparison of several species' hemoglobin identification patterns in 1960, observing that the degree of dissimilarity of protein patterns corresponded approximately to the phylogenetic distance between source species. However, the method was not conducive to quantitative comparisons, so Zuckerkandl began working on the determination of the actual peptide sequence of the α and β chains of human and gorilla hemoglobin. In 1962, Pauling and Zuckerkandl published their first paper using the molecular clock concept (though not yet by that name). Like a number subsequent collaborative papers, it was not peer reviewed—it was an invited paper in honor of Albert Szent Györgyi—and they intentionally took the opportunity to "say something outrageous". The paper used the number of differences in the α and β chains of hemoglobin to infer the time since the last common ancestor for a number of species, calibrated based on paleontological evidence for humans and horses. Though the paper did not provide any explanation for why amino acid differences in a protein should accumulate at a uniform rate (the essential assumption of the molecular clock), it did show that the results were fairly consistent with those of paleontologists. During the succeeding years, Zuckerkandl worked to refine the molecular clock. In 1963, he and Pauling invented the term "semantides" for biological sequences—DNA, RNA, and polypeptides—that have evolutionary information and argued that such sequences could be the basis for constructing molecular phylogenies, suggesting that the "molecular clock" method might be useful for other semantides besides proteins. Emanuel Margoliash's first publication of sequence data for cytochrome c allowed comparison of the rates of molecular evolution for different proteins (cytochrome c seemed to evolve faster than hemoglobin), which Zuckerkandl discussed at a 1964 conference in Bruges. Zuckerkandl also adjusted the mathematics of the "clock" to account for the observation that some positions in an amino acid sequence were more stable than others, and the likelihood of multiple substitutions at the same position. In September 1964, he attended the important Evolving Genes and Proteins symposium, where he and Pauling presented their most influential paper ("Evolutionary Divergence and Convergence in Proteins", published in the conference proceedings the next year). The paper, primarily Zuckerkandl's work, named the "evolutionary clock" and presented a derivation of its basic mathematical form. Though Zuckerkandl and Pauling saw the clock as compatible with natural selection, it would later become the basis of the neutral theory of molecular evolution, in which genetic drift rather than selection is the driving force of evolution at the molecular level.
Кейінгі жұмыстар
1965 жылы Цукеркандл Францияға оралып, Монпельеде Ұлттық ғылыми зерттеулер орталығының "Centre de Recherche de Biochimie Macromoléculaire" бөлімінің директоры болды. 1971 жылы ол "Молекулалық эволюция" журналын құрылтайшы редактор ретінде іске қосты, ал 1970 жылдардың соңында Линус Паулинг институтының президенті болды (кейін 1992 жылы оның ізбасары – Молекулалық медицина ғылымдары институты). Оның соңғы жұмыстары әлеуметтік құрылымдау және интеллектуалды дизайнды сынауды қамтиды.
In 1965, Zuckerkandl moved back to France to direct in Montpellier, the "Centre de Recherche de Biochimie Macromoléculaire" of the Centre National de Recherche Scientifique. In 1971, he became the founding editor of the Journal of Molecular Evolution, and in the late 1970s became President of the Linus Pauling Institute (then in 1992 of its successor, the Institute of Molecular Medical Sciences). His recent work includes criticism of social constructionism and intelligent design.