العلم مجهز بشكل رائع للإجابة على سؤال "كيف؟" لكنه يشعر بارتباك شديد عندما تسأل السؤال "لماذا؟
Erwin Chargaff كان عالم كيمياء حيوية ولد في الإمبراطورية النمساوية المجرية، وأمريكي الجنسية، وكاتباً، ويهودياً بوكوفيني، هاجر إلى الولايات المتحدة خلال عهد النازيين وكان أستاذاً للكيمياء الحيوية في كلية الطب بجامعة Columbia. من خلال التجريب الدقيق، اكتشف Chargaff قاعدتين تسمى قوانين Chargaff، ساعدتا في اكتشاف تركيب الحلزون المزدوج لـ DNA.
القاعدة الأولى للتكافؤ هي أنه في DNA يكون عدد وحدات الجوانين مساوياً لعدد وحدات السيتوسين، وعدد وحدات الأدينين مساوياً لعدد وحدات الثايمين. هذا أشار إلى تركيب القاعدة الزوجية لـ DNA.
تم اكتشاف القاعدة الثانية للتكافؤ في عام 1968. تنص على أنه في DNA أحادي الخيط، يكون عدد وحدات الأدينين مساوياً تقريباً لعدد الثايمين، وعدد وحدات السيتوسين مساوياً تقريباً لعدد الجوانين.
لاحظ أيضاً أن الكميات النسبية لقواعد الجوانين والسيتوسين والأدينين والثايمين تختلف من نوع إلى آخر. هذا أشار إلى أن DNA وليس البروتين قد يكون المادة الوراثية.
Chargaff كان أيضاً كاتباً عظيماً. ترك خلفه أثراً إنسانياً مهماً. مذكراته، Heraclitean Fire، يعتبر على الأرجح من أفضل السير الذاتية التي كتبها عالم ويجب أن يقرأها أي شخص مهتم بالعلم والعلوم الإنسانية. الكتاب متاح بحرية في Rockefeller University Press.
الحياة المبكرة
وُلد Chargaff في 11 أغسطس 1905 لعائلة يهودية في Czernowitz، دوقية Bukovina، الإمبراطورية النمساوية المجرية، وهي الآن Chernivtsi، Ukraine.
عند اندلاع الحرب العالمية الأولى، انتقلت عائلته إلى Vienna، حيث التحق بـ Maximiliansgymnasium وهو الآن Gymnasium Wasagasse. ثم التحق بـ Vienna College of Technology Technische Hochschule Wien حيث التقى بزوجته المستقبلية Vera Broido.
من 1924 إلى 1928، درس Chargaff الكيمياء في Vienna، وحصل على درجة الدكتوراه تحت إشراف Fritz Feigl.
تزوج Vera Broido في عام 1928. كان لـ Chargaff ابن واحد، Thomas Chargaff.
من 1925 إلى 1930، عمل Chargaff كـ Milton Campbell Research Fellow في الكيمياء العضوية في Yale University، لكنه لم يحب New Haven, Connecticut. عاد Chargaff إلى أوروبا، حيث عاش من 1930 إلى 1934، عمل أولاً كمساعد مسؤول عن الكيمياء في قسم البكتريولوجيا والصحة العامة في جامعة Berlin 1930–1933 ثم، مضطراً للاستقالة من منصبه في ألمانيا نتيجة السياسات النازية ضد اليهود، كباحث مساعد في معهد Pasteur في Paris 1933–1934.
جامعة Columbia
هاجر Chargaff إلى Manhattan, New York City في عام 1935، تولى منصب باحث مساعد في قسم الكيمياء الحيوية في جامعة Columbia، حيث قضى معظم حياته المهنية. أصبح Chargaff أستاذاً مساعداً في عام 1938 وأستاذاً في عام 1952. بعد توليه رئاسة القسم من 1970 إلى 1974، تقاعد Chargaff كأستاذ فخري. بعد تقاعده كأستاذ فخري، نقل Chargaff مختبره إلى Roosevelt Hospital، حيث واصل العمل حتى تقاعده في عام 1992.
أصبح مواطناً أمريكياً في عام 1940.
خلال فترة عمله في Columbia، نشر Chargaff العديد من الأوراق العلمية، تتعامل بشكل أساسي مع دراسة الأحماض النووية مثل DNA باستخدام تقنيات كروماتوجرافية. أصبح مهتماً بـ DNA في عام 1944 بعد أن حدد Oswald Avery الجزيء كأساس الوراثة. في عام 1950، نشر أن كميات الأدينين والثايمين في DNA كانت متقاربة تقريباً، كما كانت كميات السيتوسين والجوانين. أصبح هذا لاحقاً معروفاً باسم الأول من قوانين Chargaff.
قوانين Chargaff
اقترح Erwin Chargaff قاعدتين رئيسيتين في حياته تم تسميتهما بشكل مناسب قوانين Chargaff. الإنجاز الأول والأشهر كان إظهار أنه في DNA الطبيعي يساوي عدد وحدات الجوانين عدد وحدات السيتوسين وعدد وحدات الأدينين يساوي عدد وحدات الثايمين. في DNA البشري، على سبيل المثال، القواعد الأربع موجودة بهذه النسب المئوية: A=30.9% و T=29.4%; G=19.9% و C=19.8%. هذا أشار بقوة إلى تركيب القاعدة الزوجية لـ DNA، على الرغم من أن Chargaff لم يذكر هذا الارتباط بشكل صريح بنفسه. لهذا البحث، يُنسب إلى Chargaff دحض فرضية رباعي النيوكليوتيد Phoebus Levene الفرضية المقبولة على نطاق واسع بأن DNA كان مكوناً من عدد كبير من تكرارات GACT. كان معظم الباحثين قد افترضوا سابقاً أن الانحرافات عن نسب القاعدة المتساوية G = A = C = T كانت بسبب خطأ تجريبي، لكن Chargaff وثق أن التباين كان حقيقياً، مع أن التايمين يكون عادة أقل وفرة قليلاً. أجرى تجاربه باستخدام كروماتوجرافيا الورق المطورة حديثاً ومطياف الأشعة فوق البنفسجية. التقى Chargaff بـ Francis Crick و James D. Watson في Cambridge في عام 1952، وعلى الرغم من عدم توافقهم شخصياً، شرح لهم نتائجه. كان بحث Chargaff سيساعد لاحقاً فريق المختبر Watson و Crick على استنتاج بنية DNA الحلزونية المزدوجة.
الثانية من قوانين Chargaff هي أن تركيب DNA يختلف من نوع إلى آخر، خاصة في الكميات النسبية لقواعد A و G و T و C. مثل هذا الدليل على التنوع الجزيئي، الذي كان يُفترض غيابه من DNA، جعل DNA مرشحاً أكثر مصداقية للمادة الوراثية من البروتين.
الحياة اللاحقة
ابتداءً من الخمسينيات، أصبح Chargaff أكثر صراحة حول فشل مجال البيولوجيا الجزيئية، مدعياً أن البيولوجيا الجزيئية كانت "تعمل بجنون وتفعل أشياء لا يمكن أن تكون مبررة أبداً". اعتقد أن المعرفة البشرية ستكون دائماً محدودة بالنسبة لتعقيد العالم الطبيعي، وأنه من الخطر ببساطة عندما يعتقد البشر أن العالم هو آلة، حتى لو افترضوا أن البشر يمكنهم الحصول على معرفة كاملة بعملياتها. اعتقد أيضاً أنه في عالم يعمل كنظام معقد من الاعتماد المتبادل والترابط، فإن الهندسة الوراثية للحياة ستؤدي حتماً إلى عواقب غير متوقعة. حذر Chargaff بأن "تكنولوجيا الهندسة الوراثية تشكل تهديداً أكبر للعالم من ظهور التكنولوجيا النووية. هجوم لا يمكن عكسه على الغلاف الحيوي هو شيء غير مسموع وغير قابل للتصور للأجيال السابقة، وأتمنى فقط ألا تكون أجيالي مذنبة فيه".
بعد أن تلقى Francis Crick و James Watson و Maurice Wilkins جائزة Nobel عام 1962 لعملهم على اكتشاف الحلزون المزدوج لـ DNA، انسحب Chargaff من مختبره وكتب إلى العلماء في جميع أنحاء العالم عن استبعاده.
توفي في 20 يونيو 2002 في Manhattan, New York City.
الأوسمة والجوائز
تشمل الأوسمة الممنوحة له Pasteur Medal 1949 و National Medal of Science 1974.
الكتب المؤلفة
- Chargaff, Erwin 1978. Heraclitean Fire: Sketches from a Life Before Nature. Rockefeller University Press. p. 252. ISBN 0-874-70029-9.
- Unbegreifliches Geheimnis. Wissenschaft als Kampf für und gegen die Natur. Stuttgart: Klett-Cotta, 1980, ISBN 3-608-95452-X
- Bemerkungen. Stuttgart: Klett-Cotta, 1981, ISBN 3-12-901631-7
- Warnungstafeln. Die Vergangenheit spricht zur Gegenwart. Stuttgart: Klett-Cotta, 1982, ISBN 3-608-95004-4
- Kritik der Zukunft. Essay. Stuttgart: Klett-Cotta, 1983, ISBN 3-608-93576-2
- Zeugenschaft. Essays über Sprache und Wissenschaft. Stuttgart: Klett-Cotta, 1985, ISBN 3-608-95373-6
- Serious Questions, An ABC of Sceptical Reflections. Boston, Basel, Stuttgart: Birkhäuser, 1986
- Abscheu vor der Weltgeschichte. Fragmente vom Menschen. Stuttgart: Klett-Cotta, 1988, ISBN 3-608-93531-2
- Alphabetische Anschläge. Stuttgart: Klett-Cotta, 1989, ISBN 3-608-95646-8
- Vorläufiges Ende. Ein Dreigespräch. Stuttgart: Klett-Cotta, 1990, ISBN 3-608-95443-0
- Vermächtnis. Essays. Stuttgart: Klett-Cotta, 1992, ISBN 3-608-95851-7
- Über das Lebendige. Ausgewählte Essays. Stuttgart: Klett-Cotta, 1993, ISBN 3-608-95976-9
- Armes Amerika – Arme Welt. Stuttgart: Klett-Cotta, 1994, ISBN 3-608-93291-7
- Ein zweites Leben. Autobiographisches und andere Texte. Stuttgart: Klett-Cotta, 1995, ISBN 3-608-93313-1
- Die Aussicht vom dreizehnten Stock. Stuttgart: Klett-Cotta, 1998, ISBN 3-608-93433-2
- Brevier der Ahnungen. Eine Auswahl aus dem Werk. Stuttgart: Klett-Cotta, 2002, ISBN 3-608-93513-4
- Stimmen im Labyrinth. Über die Natur und ihre Erforschung. Stuttgart: Klett-Cotta, 2003, ISBN 3-608-93580-0
