Американдық биолог Стюарт Алан Ньюманның ғылыми еңбектері

Кіріспе

Американдық биолог Стюарт Алан Ньюман (4 сәуірде 1945 жылы Нью-Йорк қаласында туған) – АҚШ, Вальхалла қаласындағы Нью-Йорк медициналық колледжінің жасуша биологиясы және анатомия профессоры. Оның ғылыми зерттеулері үш бағыт бойынша жүргізіледі: омыртқалы жануарлардың мүшелерінің дамуының жасушалық және молекулалық механизмдері, морфогенездің физикалық механизмдері және морфологиялық эволюцияның механизмдері. Ол сонымен қатар биологиялық зерттеулер мен технологияның әлеуметтік және мәдени жақтары туралы жазады.

Мансап

Стюарт Ньюман Нью-Йорк штатының Куинс аймағындағы Ямайка орта мектебін бітірген. 1965 жылы Колумбия университетінің Колумбия колледжінде А.В. дәрежесін алды, ал 1970 жылы Чикаго университетінде химиялық физика ғылымдарының докторы ғылымын қорғады, онда ол теориялық химик Стюарт А. Райспен бірге жұмыс істеді. Ол Чикаго университетінің Теориялық биология кафедрасында және Ұлыбританиядағы Суссекс университетінің Биологиялық ғылымдар мектебінде докторантурадан кейінгі тағылымдамадан өтті. Нью-Йорк Медицина колледжіне қабылданудан бұрын Пенсильвания университетінде анатомиядан сабақ берді және Нью-Йорк штатының Альбанидегі Мемлекеттік университеттің биологиялық ғылымдар профессорының ассистенты болды. Ол Париж қаласындағы Пастер институтында, Сакледегі Атом энергиясы комиссариатында, Бангалор қаласындағы Үндістан ғылым институтында, Токио университетінде (Комаба) қонақ профессор болып жұмыс істеді және Австралиядағы Монаш университетінде Фогарти аға халықаралық ғылыми қызметкері болды. Ол Австрияның Клостернойбург қаласындағы Конрад Лоренц эволюция және танымды зерттеу институтының Сыртқы факультетінің мүшесі және 2015 жылы институттың «Биологиялық теория» журналының бас редакторы болып тағайындалды. Ол Никсон (Невада штаты) қаласындағы Биоколониализмге қарсы жергілікті халықтар кеңесінің директоры, Кембридж (Массачусетс штаты) қаласындағы Жауапты генетика жөніндегі кеңестің және Бангалор қаласындағы «Journal of Biosciences» журналының редакциялық алқасының негіздеуші мүшесі болды. Ньюманның даму биологиясы саласындағы еңбектерінде омыртқалы жануарлардың мүшелерінің қаңқасын қалыптастырудың эмбриональды тіндердің өзін-өзі ұйымдастыруына негізделген болжамды механизмі қарастырылған. Ол сондай-ақ жасушалармен немесе жасуша емес бөлшектермен толтырылған жасушадан тыс матрицаларда байқалатын биофизикалық эффектіні – «матрицаға тәуелді транслокацияны» сипаттады, бұл мезенхималық тіндердің морфогенезінің физикалық моделін ұсынады. Ол физик Габор Форгакспен бірлесіп «Дамитын эмбрионның биологиялық физикасы» (Cambridge University Press, 2005) оқулығын жазды. Оның эволюциялық биологиядағы еңбектеріне жануарлардың типтерінің пайда болуы туралы теория кіреді. Бұл ежелгі даму құралдары гендерінің өнімдері алғаш рет көпжасушалы деңгейде жұмыс істеген кезде басталатын жаңа физикалық морфогенетикалық және үлгілік эффектілерге байланысты деп ұсынылған. Содан кейін пайда болған формалар тұрақтандыру арқылы «бекітілді». Ньюман жануарлардағы жасушалардың дифференциациясының эволюциясы туралы теория ұсынды. Бұл топты басқа тірі организмдерден, оның ішінде олардың ең жақын голозоид туыстарынан ерекшелендіретін гендік реттеуші компоненттер мен процестерді егжей-тегжейлі қарастыруға негізделіп, метазоа жасушаларының ядроларында кездесетін топологиялық байланыс домендерінің бір жасушалы ата-бабалардың табиғи физиологиялық және құрылымдық функцияларын күшейтуге және ашуға ерекше бейімділігі бар екенін ұсынды. Эволюциялық биолог Герд Б. Мюллермен бірлесіп Ньюман «Организмдік пішіннің пайда болуы» (MIT Press, 2003) еңбегін редакциялады. Эдиакар және ерте кембрий кезеңдерінде дене пішіндерінің пайда болуына ықтимал қатысы бар генеративтік механизмдер туралы әртүрлі зерттеушілердің еңбектері жинақталған эволюциялық даму биологиясы туралы бұл кітапта физикалық детерминанттар және қоршаған орта факторлары сияқты эпигенетикалық факторларға ерекше назар аударылады, олар көпжасушалы организмдердің салыстырмалы түрде пластикалық морфологиясы болған кезеңде дене жоспарлары мен мүше пішіндерінің жылдам пайда болуына әкелуі мүмкін. Ньюман құстардың пайда болуына қатысты жаңа сценарий ұсынды – термогендік бұлшық гипотезасы. Құстардың ерекше анатомиялық белгілері, мысалы, екі аяқтылық, ұшу қабілеті, сауриялық ата-бабаларындағы бірнеше гендердің жоғалуына өтемақы ретінде пайда болған жамбас және кеуде бұлшықтарының гиперплазиясына байланысты деп ұсынылған. Ньюман даму биологиясын адам түрінің жеке басын өзгерту үшін қолдануға қатысты ұсыныстарды, соның ішінде клондау және ұрпақтан ұрпаққа берілетін генетикалық манипуляцияларды ашық сынаған. 1997 жылы осы жаңа технологиялар бойынша қоғамдық талқылауды ынталандыру мақсатында ол АҚШ-та екі немесе одан да көп түрдің эмбрионалды жасушаларының қосылуынан пайда болған адам-жануар химерасына (мысалы, «гееп») патент алуға өтініш берді. Патент ақырында қабылданбаса да, ол конституциялық және моральдық мәселелерді көтерді және құқықтық және философиялық әдебиеттерде көптеген мақалалардың тақырыбы болды. Ньюманның патенттік өтінімі 2011 жылғы Лехи-Смит Америка өнертабыстары туралы заңдағы «Адам ағзасына бағытталған немесе оны қамтитын талаптарға патент берілмейді» ережесін қабылдауға ықпал еткені айтылады. Оның «Биотехнологиялық жойқын күш: үміт, аңыз және кәсіпкерлік биотехнологияның жасырын мақсаттары» (Routledge, 2019) тарихшы М.Л. Тина Стивенспен бірлесіп жазылған кітабы адамға бағытталған биотехнологияның дамуын сипаттайды және адам эмбрионын гендік инженериялауға қарсы ғылыми дәлелдерді ұсынады.

Stuart Newman graduated from Jamaica High School in Queens, New York. He received an A. B. from Columbia College of Columbia University in 1965, and a Ph. D. in chemical physics from the University of Chicago in 1970, where he worked with the theoretical chemist, Stuart A. Rice. He was a postdoctoral fellow in the Department of Theoretical Biology, University of Chicago and the School of Biological Sciences, University of Sussex, UK, and before joining New York Medical College was an instructor in anatomy at the University of Pennsylvania and an assistant professor of biological sciences at the State University of New York at Albany. He has been a visiting professor at the Pasteur Institute, Paris, the Commissariat à l'Energie Atomique Saclay, the Indian Institute of Science, Bangalore, the University of Tokyo, Komaba, and was a Fogarty Senior International Fellow at Monash University, Australia. He is a member of the External Faculty of the Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research, Klosterneuburg, Austria and in 2015 was appointed editor in chief of the institute's journal Biological Theory. He is a director of the Indigenous Peoples Council on Biocolonialism, Nixon, NV and was a founding member of the Council for Responsible Genetics, Cambridge, MA, and of the editorial board of the Journal of Biosciences (Bangalore). Newman's work in developmental biology includes a proposed mechanism for patterning of the vertebrate limb skeleton based on the self organization of embryonic tissues. He has also characterized a biophysical effect in extracellular matrices populated with cells or nonliving particles, "matrix driven translocation," that provides a physical model for morphogenesis of mesenchymal tissues. He is co author, with the physicist Gabor Forgacs, of the textbook Biological Physics of the Developing Embryo (Cambridge University Press, 2005). His work in evolutionary biology includes a theory for the origination of the animal phyla. This is proposed to have been driven by new physical morphogenetic and patterning effects set into motion when the products of the ancient developmental toolkit genes first came to operate on the multicellular scale in the late Precambrian early Cambrian. The resulting forms were then "locked in" by stabilizing selection. Newman has proposed a theory for the evolution of cell differentiation in animals. Based on a detailed consideration of gene regulatory components and processes that distinguish this group from all other forms of life, including their nearest holozoan relatives, he has suggested that the topologically associating domains found in the nuclei of metazoan cells had a unique propensity to amplify and exaggerate inherent physiological and structural functionalities of unicellular ancestors. With the evolutionary biologist Gerd B. Müller, Newman edited Origination of Organismal Form (MIT Press, 2003). This book on evolutionary developmental biology is a collection of papers by various researchers on generative mechanisms that were plausibly involved in the origination of disparate body forms during the Ediacaran and early Cambrian periods. Particular attention is given to epigenetic factors, such as physical determinants and environmental parameters, that may have led to the rapid emergence of body plans and organ forms during a period when multicellular organisms had relatively plastic morphologies. Newman has advanced a novel scenario for the origin of birds, the Thermogenic Muscle Hypothesis. Characteristic anatomical specializations of birds, e. g., bipedality, the capacity for flight, are proposed to be secondary to the hyperplasia of thigh and breast skeletal muscles that arose in compensation for the loss of several genes in saurian ancestors. Newman has been an outspoken critic of proposed uses of developmental biology to modify human species identity, including cloning and germline genetic manipulation. In 1997, in order to encourage public discussion of these emerging technologies, he applied for a U. S. patent on a human nonhuman chimera, a composite organism (like the "geep") arising from a mixture of embryonic cells of two or more species. Although the patent was ultimately denied, it raised Constitutional and moral questions and was the subject of numerous articles in the legal and philosophical literature. Newman's patent application has been credited with inspiring the provision in the Leahy–Smith America Invents Act of 2011 that "no patent may issue on a claim directed to or encompassing a human organism." His book, Biotech Juggernaut: Hope, Hype, and Hidden Agendas of Entrepreneurial Bioscience (Routledge, 2019), written with the historian M. L. Tina Stevens, describes the rise of the field of human oriented biotechnology and presents the scientific case against engineering human embryos.