Эмметт Чэппел: Американ ғалымының өмір жолы мен ғылыми еңбектері

Кіріспе

Emmett W. Chappelle (24 қазан 1925 – 14 қазан 2019) – медицина, қайырымдылық, тағам ғылымдары және астрохимия салаларында маңызды үлес қосқан американдық ғалым. Оның жетістіктері 2007 жылы биолюминесценция жөніндегі жұмысы үшін Ұлттық өнертапқыштар залына енуіне әкелді. ХХ ғасырдың ең көрнекті 100 афроамерикалық ғалымының бірі саналған ол, сондай-ақ Америка химия қоғамының, Америка биохимия және молекулалық биология қоғамының, Америка фотобиология қоғамының, Америка микробиология қоғамының және Америка қара химиктер қоғамының мүшесі болды.

Ерте өмір

1925 жылы Эметт Чаппель Аризона штатының Финикс қаласында Виола Уайт Чаппель мен Исом Чаппельдің отбасында дүниеге келді. Олар өз шаруашылықтарында мақта өсіріп, мал өсірген. Сегрегация заманында туған Чаппель Финикстегі Финикс Юнион түсті орта мектебінде оқыды, онда ол 25 оқушыдан тұратын сыныбын үздік бітірді. 1942 жылы бітірген соң Эммет әскерге шақырылды, Италияда дислокацияланған 92-ші жаяу әскер дивизиясына тағайындалғанға дейін инженерлік курстардан өтті. Әскери қызметте болған кезінде ол екі рет жарақаттанды, бірақ қаза болған жоқ. 1946 жылы Италиядан қайтқаннан кейін ол Финикс колледжінде электр инженериясын оқыды және A.A. дәрежесін алғаннан кейін ғылым саласына қызығушылық танытып, мансабын сол бағытта жалғастырды.

Еңбек жолы және маңызды ашылулары

1950 жылы Чаппель Калифорния университетінің Беркли қаласындағы бөлімінен биология ғылымдарының бакалавр дәрежесін алды, содан кейін 1950 жылдан 1953 жылға дейін Нешвиллдегі Мехарри медициналық колледжінде биохимиядан сабақ беруші болып жұмыс істеді. Одан кейін ол Теннесси штатын тастап, Вашингтон университетінде білімін жалғастырды, онда биологиядан магистр дәрежесін алды. 1955 жылдан 1958 жылға дейін Стэнфорд университетінде ғылыми қызметкер болып жұмыс істеді, сондай-ақ 1963 жылға дейін Ғылыми-зерттеу институтының ғалымы және биохимигі болып тағайындалды. 1958 жылы Чаппель Балтимордағы зерттеу институтына қосылды, ол Мартин Мариетта корпорациясының ұшақтар мен ғарыш кемелерін жобалайтын бөлімшесі еді. Сол жерде Чаппель бактериялар, цианобактериялар және басқа да бір жасушалы организмдер туралы білімге үлес қосатын жаңалық ашты. Ол тіпті балдырлар сияқты бір жасушалы организмдердің фотосинтез процесін жүзеге асыратынын, яғни көмірқышқыл газын қантқа, ал суды оттегіге айналдыра алатынын анықтады. Фотосинтез жасау қабілеті барлық өсімдіктерге тән, бұл жасушалық тыныс алудың кері процесі болып табылады, ал барлық организмдер тіршілікке қажетті энергияны жасау үшін оны пайдаланады. 1963 жылы Чаппель Хазелтон зертханаларында биохимик болып жұмыс істеді, кейіннен 1966 жылы Ұлттық аэронавтика және ғарыш басқармасына (NASA) экзобиолог және астрохимик ретінде қабылданды. NASA-ның экзобиологы және астрохимигі ретінде, ол ғарыштағы тіршілік іздеуге және астрономиялық объектілердің химиясын зерттеуге бағытталған маман еді. Ол "Викинг" ғарыш кемесінің жобасында жұмыс істеді және Марс планетасының бетінен топырақ үлгілерін жинау және сыпыруға арналған құралдарды әзірлеуге көмектесті. Алайда, ол биолюминесценция саласындағы еңбегімен көбірек танылды. 1977 жылы ол Мэриленд штатының Гринбельд қаласындағы Годдард ғарыш ұшу орталығына алыстан зондтау ғылымының маманы ретінде ауыстырылды, ол табиғи жүйелерді зерттеу арқылы қоршаған ортаны басқаруды жақсартуға бағытталған. Марсқа арналған "Викинг" ғарыш кемесі үшін құралдар жасап жатқанда, Чаппель тірі организмдердің шығаратын жылы жарығы – биолюминесценцияға қызығушылық танытты. Ол екі химиялық затты – люцифераза мен люциферинді пайдаланып, ATP (аденозин трифосфаты) –мен қосылғанда жарық шығаратын отшашушыларды қолдана отырып, ATP-нің болуын анықтауға арналған әдіс жасады. Бұл ATP-ні анықтау әдісі басқа планеталардағы тіршілікті және микробиологиялық организмдерді анықтау үшін де қолданылуы мүмкін. Чаппель сонымен қатар судағы бактериялардың мөлшерін олардың шығаратын жарық мөлшері арқылы өлшеуге болатынын дәлелдеді. Бұл жаңалық ғалымдар мен дәрігерлерге бактериялық инфекцияның басталуын анықтау үшін зәрдегі бактериялардың шамалы мөлшерін анықтауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, ол лазерлік флуоресценцияны пайдаланып, егістіктегі фотосинтездің мөлшерін өлшеу арқылы өсімдіктердің денсаулығын анықтау әдісін дамытты, бұл ғалымдарға өсімдіктердің стрестік жағдайын, өсу қарқынын, су жағдайын және жинау уақытын анықтауға көмектесті. Чаппель 2001 жылы 76 жасында NASA-дан зейнеткерлікке шықты. Ол 2019 жылдың 14 қазанында 93 жасында Мэриленд штатының Балтимор қаласында қайтыс болды.

In 1950, Chappelle received a Bachelor of Science degree in biology from the University of California, Berkeley, then served as an instructor of biochemistry at Meharry Medical College in Nashville, Tennessee, from 1950 to 1953, without graduate training. He then left Tennessee to continue his education at the University of Washington where he received his master's degree, also in Biology. From 1955 to 1958, he worked as a research associate at Stanford University where he was also appointed as a scientist and biochemist for the Research Institute of Advanced Studies until 1963. In 1958, Chappelle joined the Research Institute in Baltimore, a division of the Martin Marietta Corporation that designed airplanes and spacecraft. There, Chappelle made a discovery that has contributed to the knowledge of bacteria, cyanobacteria, and other single celled organisms around the world. He discovered that even single celled organisms such as algae, are photosynthetic, meaning they are able to convert carbon dioxide to sugar and water into oxygen. The ability to photosynthesize is characteristic of all plants, which is the opposite process of cellular respiration, which all organisms use to create the energy needed for life. In 1963, Chappelle went to work at Hazelton Laboratories, now known as Covance Inc., as a biochemist but later joined the National Aeronautics and Space Administration (NASA) as an exobiologist and astrochemist, in 1966. As an exobiologist and astrochemist of NASA, someone who focuses towards the search for extraterrestrial life and studies the chemistry of astronomical objects, he worked on the Viking Spacecraft and helped develop instruments to collect and scrape soil from the surface of Mars. However, he was most well known for his work on bioluminescence. In 1977 he was moved to the Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, as a remote sensing scientist, studying natural systems to improve environmental management. While designing instruments for the Mars Viking spacecraft, Chappelle became interested in bioluminescence, which is warm light produced by living organisms. He developed a method using two chemicals, luciferase and luciferin, from fireflies which give off light when mixed with ATP (adenosine triphosphate), an energy storage compound found in all living cells, to detect the presence of ATP. This method for ATP detection can be used to detect life on other planets as well as microbiological organisms. Chappelle also proved that the number of bacteria in water can be measured by the amount of light given off by that bacteria. This discovery allowed scientists and doctors to detect small amounts of bacteria in places such as urine, in order to detect an onset of a bacterial infection. Additionally, he developed a method for determining vegetation health by using laser induced fluorescence to measure the amount of photosynthesis occurring in crops, allowing scientists to detect plant stress, determine growth rates, water conditions, and harvest timing. Chappelle retired from NASA in 2001, at the age of 76. He died in Baltimore, Maryland on October 14, 2019, at the age of 93.