Введение
Американский биолог (1890–1967)
Герман Джозеф Мюллер (21 декабря 1890 – 5 апреля 1967) – американский генетик, удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1946 году «за открытие того, что мутации могут быть индуцированы рентгеновскими лучами». Мюллер предупреждал о долгосрочных опасностях радиоактивных осадков, возникающих в результате ядерной войны и ядерных испытаний, что повлекло за собой усиленный общественный контроль над этими практиками.
Ранние годы
Мюллер родился в Нью-Йорке, сын Франсис (Лайонс) и Германа Джозефа Мюллера-старшего, ремесленника, работавшего с металлами. Мюллер был американцем в третьем поколении, чьи предки по отцу изначально были католиками и приехали в Соединенные Штаты из Кобленца. Среди его двоюродных братьев был Альфред Крёбер (Крёбер был отцом Урсулы Ле Гуин), а троюродным братом – Герберт Дж. Мюллер. Он преуспевал в государственных школах. В 16 лет он поступил в Колумбийский колледж. С первого семестра он проявлял интерес к биологии; он стал одним из первых сторонников менделевской хромосомной теории наследственности и концепции генетических мутаций и естественного отбора как основы эволюции. Он основал биологический клуб и также стал сторонником евгеники; связь между биологией и обществом оставалась его постоянной заботой. Мюллер получил степень бакалавра искусств в 1910 году. Мюллер остался в Колумбии (ведущей американской зоологической программе того времени благодаря Э. Б. Уилсону и его ученикам) для обучения в аспирантуре. Он заинтересовался работами по генетике дрозофилы в лаборатории Томаса Ханта Моргана после того, как студенты, мывшие посуду, Альфред Стёртевант и Кальвин Бриджес, присоединились к его биологическому клубу. В 1911–1912 годах он изучал метаболизм в Корнеллском университете, но оставался связанным с Колумбией. Он следил за исследованиями дрозофилистов, когда из экспериментов Моргана начали появляться первые генетические карты, и присоединился к группе Моргана в 1912 году (после двух лет неофициального участия). В группе, изучавшей дрозофил, вклад Мюллера был в основном теоретическим – объяснениями экспериментальных результатов, идеями и прогнозами для новых экспериментов. Однако в формирующейся культуре сотрудничества дрозофилистов признание получали за результаты, а не за идеи; Мюллер чувствовал себя обманутым, когда его не включили в основные публикации.
Карьера
В 1914 году Джулиан Хаксли предложил Мюллеру должность в недавно основанном Институте Уильяма Марша Райса, ныне Университете Райса; он поспешил завершить степень доктора философии и переехал в Хьюстон к началу 1915–1916 учебного года (степень была присуждена ему в 1916 году). В Райсе Мюллер преподавал биологию и продолжал работу с дрозофилой в лаборатории. В 1918 году он предложил объяснение резким, скачкообразным изменениям у Oenothera lamarckiana, которые лежали в основе теории мутационизма Уго де Вриса: "сбалансированные летальные" факторы позволяли накапливать рецессивные мутации, а редкие события кроссинговера приводили к внезапному проявлению этих скрытых признаков. Иными словами, эксперименты де Вриса можно было объяснить менделевской теорией хромосом. Работа Мюллера все больше концентрировалась на скорости мутаций и летальных мутациях. В 1918 году Морган, испытывавший нехватку кадров из-за призыва многих студентов и ассистентов в армию в связи с вступлением США в Первую мировую войну, убедил Мюллера вернуться в Колумбийский университет для преподавания и расширения своей экспериментальной программы. В Колумбии Мюллер и его коллега и давний друг Эдгар Алтенбург продолжили изучение летальных мутаций. Основным методом их обнаружения было измерение соотношения полов среди потомства самок мух. Они предполагали, что это соотношение будет отклоняться от 1:1 из-за рецессивных мутаций на Х-хромосоме, которые проявлялись бы только у самцов (у которых отсутствовал функциональный аллель на второй Х-хромосоме). Мюллер обнаружил выраженную зависимость скорости мутаций от температуры, что привело его к выводу о преобладании спонтанных мутаций (и первоначальному недооцениванию роли внешних факторов, таких как ионизирующее излучение или химические агенты). В 1920 году Мюллер и Алтенбург совместно опубликовали основополагающую статью в журнале Genetics о "модификаторных генах", определяющих размер крыльев мух-дрозофил. В 1919 году Мюллер совершил важное открытие мутанта (позднее выяснилось, что это хромосомная инверсия), который, казалось, подавлял кроссинговер, что открыло новые перспективы в изучении скорости мутаций. Однако его контракт в Колумбийском университете не был продлен; он принял предложение Техасского университета и покинул Колумбию после лета 1920 года. Мюллер преподавал в Техасском университете с 1920 по 1932 год. Вскоре после возвращения в Техас он женился на профессоре математики Джесси Мари Джейкобс, с которой ранее ухаживал. В первые годы работы в Техасе исследования Мюллера с дрозофилой продвигались медленно; данные, полученные в ходе изучения скорости мутаций, было трудно интерпретировать. В 1923 году он начал использовать радий и рентгеновские лучи, но установить связь между радиацией и мутациями было сложно, поскольку такое излучение также вызывало стерильность мух. В этот период он также заинтересовался евгеникой и генетикой человека. Он провел исследование близнецов, разлученных в младенчестве, которое показало сильную наследственную обусловленность интеллекта (I.Q.). Мюллер критиковал новые направления в евгеническом движении (например, антииммигрантские настроения), но сохранял надежду на перспективы позитивной евгеники. В 1932 году на Третьем Международном конгрессе по евгенике Мюллер выступил с речью, в которой заявил: "евгеника еще может усовершенствовать человеческую расу, но только в обществе, сознательно организованном для общего блага".
theory of mutationism: "balanced lethals" allowed the accumulation of recessive mutations, and rare crossing over events resulted in the sudden expression of these hidden traits. In other words, de Vries's experiments were explainable by the Mendelian chromosome theory. Muller's work was increasingly focused on mutation rate and lethal mutations. In 1918, Morgan, short handed because many of his students and assistants were drafted for the U. S. entry into World War I, convinced Muller to return to Columbia to teach and to expand his experimental program. At Columbia, Muller and his collaborator and longtime friend Edgar Altenburg continued the investigation of lethal mutations. The primary method for detecting such mutations was to measure the sex ratios of the offspring of female flies. They predicted the ratio would vary from 1:1 due to recessive mutations on the X chromosome, which would be expressed only in males (which lacked the functional allele on a second X chromosome). Muller found a strong temperature dependence in mutation rate, leading him to believe that spontaneous mutation was the dominant mode (and to initially discount the role of external factors such as ionizing radiation or chemical agents). In 1920, Muller and Altenburg coauthored a seminal paper in Genetics on "modifier genes" that determine the size of mutant Drosophila wings. In 1919, Muller made the important discovery of a mutant (later found to be a chromosomal inversion) that appeared to suppress crossing over, which opened up new avenues in mutation rate studies. However, his appointment at Columbia was not continued; he accepted an offer from the University of Texas and left Columbia after the summer of 1920. Muller taught at the University of Texas from 1920 until 1932. Soon after returning to Texas, he married mathematics professor Jessie Marie Jacobs, whom he had courted previously. In his early years at Texas, Muller's Drosophila work was slow going; the data from his mutation rate studies were difficult to interpret. In 1923, he began using radium and X rays, but the relationship between radiation and mutation was difficult to measure because such radiation also sterilized the flies. In this period, he also became involved with eugenics and human genetics. He carried out a study of twins separated at birth that seemed to indicate a strong hereditary component of I. Q. Muller was critical of the new directions of the eugenics movement (such as anti immigration), but was hopeful about the prospects for positive eugenics. In 1932, at the Third International Eugenics Congress, Muller gave a speech and stated, "eugenics might yet perfect the human race, but only in a society consciously organized for the common good".
Открытие рентгеногеногеноза
В 1926 году началась серия важных открытий. В ноябре Мюллер провёл два эксперимента с разными дозами рентгеновского излучения, во втором из которых использовал сток, подавляющий кроссинговер ("ClB"), обнаруженный им в 1919 году. Быстро проявилась чёткая, количественная связь между радиацией и летальными мутациями. Открытие Мюллера вызвало сенсацию в прессе после его доклада "Проблема генетической изменчивости" на Пятом Международном конгрессе по генетике в Берлине; это сделало его одним из наиболее известных интеллектуалов начала XX века. К 1928 году другие исследователи воспроизвели его впечатляющие результаты, распространив их на другие модельные организмы, такие как осы и кукуруза. В последующие годы он начал публично предупреждать о вероятных опасностях радиационного воздействия на человека (например, врачей, часто работающих с рентгеновским оборудованием, или продавцов обуви, облучавших ноги покупателей). Его лаборатория быстро росла, но после начала Великой депрессии вновь сократилась. Особенно после краха фондового рынка Мюллер всё больше разочаровывался в перспективах капитализма. Некоторые из его сотрудников-стажёров были из СССР, и он помогал редактировать и распространять нелегальную левую студенческую газету "Искра". Это был трудный период для Мюллера как в научном, так и в личном плане: его брак распадался, и он всё больше был недоволен своей жизнью в Техасе. Тем временем ослабление движения евгеники, иронично ускоренное его собственной работой, указавшей на ранее игнорируемые связи между средой и генетикой, привело к тому, что его идеи о будущем эволюции человека стали оказывать меньшее влияние на общественное мнение. Выступление Мюллера на Третьей Международной конференции по евгенике в Нью-Йорке считается моментом, положившим конец галтонизму и, возможно, самой евгенике как популярному движению в науке. Г. Бентли Гласс, современник и аспирант Мюллера, утверждал, что речь Мюллера "практически завершила деятельность Общества евгеники". Мюллер заявил собравшимся, что евгенических идеалов больше нельзя достичь, поскольку капиталистическая система порождает неправильные мотивы индивидуальных действий, и он презирал природу господствующего класса и тот тип общества, которое они создавали.
Работа в Европе
В сентябре 1932 года Мюллер переехал в Берлин, чтобы работать с российским эмигрантским генетиком Николаем Тимофеевым-Рессовским; поездка, задуманная как краткий академический отпуск, превратилась в восьмилетнее путешествие по пяти странам. В Берлине он познакомился с двумя физиками, которые впоследствии стали видными деятелями биологического сообщества: Нильсом Бором и Максом Дельбрюком. Нацистское движение ускорило массовую эмиграцию ученых из Германии, и Мюллер был особенно резко против политики национал-социализма. ФБР вело расследование в отношении Мюллера из-за его связи с журналом "Искра", поэтому он предпочел отправиться в Советский Союз (среда, более соответствующая его политическим взглядам). В 1933 году Мюллер и его жена воссоединились, и их сын Дэвид Э. Мюллер и она переехали с Германом в Ленинград. Там, в Институте генетики, он импортировал основное оборудование для лаборатории дрозофил – включая сами мухи – и организовал работу. В 1934 году институт был переведен в Москву, а в 1935 году Мюллер и его жена развелись. В СССР Мюллер руководил крупной и продуктивной лабораторией и организовал исследования в области медицинской генетики. Большая часть его работы была посвящена дальнейшему изучению генетики и радиации. Там он завершил свою книгу по евгенике "Из ночи", основные идеи которой восходили к 1910 году. Однако к 1936 году репрессивная политика Иосифа Сталина и рост влияния Лысенко делали СССР все более неблагоприятным местом для жизни и работы. Мюллер и многие представители советского генетического сообщества делали все возможное, чтобы противостоять Трофиму Лысенко и его ламаркистской теории эволюции, но вскоре Мюллер был вынужден покинуть Советский Союз после того, как Сталин ознакомился с переводом его книги по евгенике и выразил "недовольство, приказав подготовить против нее атаку". К тому времени Мюллер уже подал заявление об отпуске. Вести о лысенковских процессах достигли Соединенных Штатов, и его сын Дэвид воспитывался там после развода. В официальном заявлении Института биологический детерминизм был отвергнут: "Развитие общества подчиняется не биологическим законам, а высшим социальным законам. Попытки распространить на человечество законы животного мира – это попытка опустить человека до уровня животного". Мюллер, располагавший около 250 штаммами дрозофилы, переехал в Эдинбургский университет в сентябре 1937 года после непродолжительного пребывания в Мадриде и Париже. В 1938 году, предчувствуя скорую войну, он начал искать постоянную должность в Соединенных Штатах. Он также начал ухаживать за Доротеей "Теей" Канторович, немецкой беженкой; они поженились в мае 1939 года. Позднее в том же году в Эдинбурге состоялся Седьмой Международный конгресс по генетике; Мюллер написал "Манифест генетиков" в ответ на вопрос: "Каким образом можно наиболее эффективно улучшить генетическое качество населения мира?". Он также вступил в дебаты с известным генетиком-полемистом Ричардом Гольдшмидтом о существовании гена, для которого в то время существовало мало прямых физических доказательств.
Поздняя карьера
Когда Мюллер вернулся в Соединенные Штаты в 1940 году, он занял должность исследователя в Амхерстском колледже, в отделе Отто К. Глазера. После вступления США во Вторую мировую войну его должность была продлена на неопределенный срок и расширена до преподавания. Его работа в этот период сосредоточилась на измерении скорости спонтанных (в отличие от вызванных излучением) мутаций. В этот период частота публикаций Мюллера значительно снизилась из-за сочетания нехватки лабораторных работников и экспериментально сложных проектов. Однако он также работал советником в Манхэттенском проекте (хотя он и не знал, что это такое), а также изучал мутационные эффекты радаров. Назначение Мюллера было прекращено после 1944–1945 учебного года, и, несмотря на трудности, связанные с его социалистической политической деятельностью, он нашел должность профессора зоологии в Университете Индианы. Здесь он жил в доме в стиле голландского колониального возрождения в районе Винегар-Хилл в Блумингтоне. В 1946 году Мюллер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине «за открытие того, что мутации могут быть вызваны рентгеновскими лучами». Генетика, и особенно физическая и физиологическая природа гена, становилась центральной темой в биологии, и мутагенез рентгеновскими лучами был ключом ко многим недавним достижениям, среди которых работа Джорджа Бидла и Эдварда Татума над *Neurospora*, которая установила в 1941 году гипотезу «один ген — один фермент». В своей Нобелевской лекции Мюллер утверждал, что не существует пороговой дозы радиации, которая не вызывала бы мутагенез, что привело к принятию линейной модели радиации без порога для оценки рисков рака. Нобелевская премия, на фоне атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, сосредоточила внимание общественности на проблеме, которую Мюллер освещал в течение двух десятилетий — опасности радиации. В 1952 году ядерные осадки стали предметом общественных дискуссий; с момента операции «Крестоносный путь» все больше и больше данных просачивалось о радиационной болезни и смерти, вызванных ядерными испытаниями. Мюллер и многие другие ученые проводили ряд политических кампаний, чтобы снизить угрозу ядерной войны. После споров, вызванных испытанием Castle Bravo в 1954 году, эта проблема стала еще более острой. В 1955 году Мюллер был одним из 11 выдающихся интеллектуалов, подписавших Манифест Рассела — Эйнштейна, результатом которого стала первая конференция 1957 года в Пугавоше по науке и мировым делам, посвященная контролю над ядерным оружием. Он был одним из подписавших (вместе со многими другими учеными) петицию 1958 года в ООН, призывающую к прекращению испытаний ядерного оружия, инициированную лауреатом Нобелевской премии по химии Линусом Полингом. Однако его взгляды подверглись критике со стороны некоторых ученых; генетик Джеймс Ф. Кроу назвал позицию Мюллера «алармистской» и написал, что она создала в обществе «иррациональный страх перед низкими дозами радиации по сравнению с другими рисками». Утверждалось, что мнение Мюллера не было подтверждено исследованиями выживших после атомных бомбардировок или исследованиями на мышах, и что он проигнорировал другое исследование, которое противоречило линейной модели без порога, которую он поддерживал, тем самым повлияв на формирование политики, благоприятствовавшей этой модели. Мюллер был награжден Медалью Дарвина — Уоллеса Лондонского Линнеевского общества в 1958 году и премией Кимбера по генетике Национальной академии наук США, членом которой он был, в 1955 году. Он был президентом Американской гуманистической ассоциации с 1956 по 1958 год. Американское математическое общество выбрало его своим лектором Гиббса на 1958 год. Он вышел на пенсию в 1964 году. Основные единицы наследственности дрозофилы, их хромосомные плечи, названы «элементами Мюллера» в его честь. Х. Дж. Мюллер и писательница-фантаст Урсула К. Ле Гуин были двоюродными братьями через одного; его отец (Херманн Дж. Мюллер-старший) и мать ее отца (Йоанна Мюллер-Кробер) были братом и сестрой, детьми Николаса Мюллера, который иммигрировал в Соединенные Штаты в 1848 году и в то время отказался от умлаута в своем имени. Другим кузеном был Герберт Мюллер, дед которого Отто был еще одним сыном Николаса и братом Германна-старшего и Йоханны.
Глобальная политика
Он был одним из подписантов соглашения о созыве конвента для разработки всемирной конституции. В результате, впервые в истории человечества, Всемирная Учредительная Ассамблея была созвана для разработки и принятия Конституции Федерации Земли.
Личная жизнь
У Мюллера была дочь, Хелен Дж. Мюллер, ныне профессор-эмерит Университета Нью-Мексико, у которой есть дочь, Мала Хтун, также профессор в Университете Нью-Мексико. Его сын, Дэвид Э. Мюллер, профессор-эмерит математики и компьютерных наук в Университете Иллинойса и в Университете Нью-Мексико, умер в 2008 году в Лас-Крусесе, Нью-Мексико. Мать Дэвида была Джесси Джейкобс Мюллер Оффферман (1890–1954), первая жена Германна. Мать Хелен была Доротея Канторович Мюллер (1909–1986), вторая жена Германна, которая прибыла в США в 1940 году как немецкая еврейская беженка. У него был короткий роман с Милли Беннет.