Die Wissenschaft ist wunderbar geeignet, um die Frage „Wie?" zu beantworten, aber sie gerät furchtbar in Verwirrung, wenn man die Frage „Warum?" stellt.
Erwin Chargaff war ein in Österreich-Ungarn geborener amerikanischer Biochemiker, Schriftsteller und bukowinischer Jude, der während der Nazizeit in die Vereinigten Staaten auswanderte und Professor für Biochemie an der medizinischen Fakultät der Columbia University war. Durch sorgfältige Experimente entdeckte Chargaff zwei Regeln, sogenannte Chargaffs Regeln, die zur Entdeckung der Doppelhelixstruktur der DNA führten.
Die erste Paritätsregel besagte, dass in der DNA die Anzahl der Guanineinheiten gleich der Anzahl der Cytosineinheiten ist und die Anzahl der Adenineinheiten gleich der Anzahl der Thymineinheiten ist. Dies deutete auf die Basenpaarstruktur der DNA hin.
Die zweite Paritätsregel wurde 1968 entdeckt. Sie besagt, dass in der Einzelstrang-DNA die Anzahl der Adenineinheiten ungefähr gleich der von Thymin ist und die Anzahl der Cytosineinheiten ungefähr gleich der von Guanin ist.
Er beobachtete auch, dass die relativen Mengen der Basen Guanin, Cytosin, Adenin und Thymin von Art zu Art unterschiedlich sind. Dies deutete darauf hin, dass DNA eher als Protein das genetische Material sein könnte.
Chargaff war auch ein großer Schriftsteller. Er hinterließ ein wichtiges humanistisches Werk. Seine Memoiren, Heraclitean Fire, sind wohl eine der besten Autobiografien, die von einem Wissenschaftler geschrieben wurden, und sollten von jedem gelesen werden, der sich für Wissenschaft und Geisteswissenschaften interessiert. Das Buch ist kostenlos bei der Rockefeller University Press erhältlich.
Frühen Jahre
Chargaff wurde am 11. August 1905 in einer jüdischen Familie in Czernowitz, Herzogtum Bukovina, Österreich-Ungarn, geboren, das heute Chernivtsi, Ukraine ist.
Bei Ausbruch des Ersten Weltkriegs zog seine Familie nach Wien, wo er das Maximiliansgymnasium, jetzt das Gymnasium Wasagasse, besuchte. Anschließend ging er zum Wiener Technologieinstitut Technische Hochschule Wien, wo er seine zukünftige Frau Vera Broido traf.
Von 1924 bis 1928 studierte Chargaff Chemie in Wien und promovierte unter der Leitung von Fritz Feigl.
Er heiratete 1928 Vera Broido. Chargaff hatte einen Sohn, Thomas Chargaff.
Von 1925 bis 1930 war Chargaff Milton Campbell Research Fellow für organische Chemie an der Yale University, gefiel ihm jedoch New Haven, Connecticut nicht. Chargaff kehrte nach Europa zurück, wo er von 1930 bis 1934 lebte, zunächst als Assistent in der Chemieabteilung für das Departement für Bakteriologie und öffentliche Gesundheit an der Universität Berlin 1930–1933 und dann, gezwungen, seine Position in Deutschland aufgrund der Nazipolitik gegen Juden aufzugeben, als Forschungsassoziat am Pasteur-Institut in Paris 1933–1934.
Columbia University
Chargaff wanderte 1935 nach Manhattan, New York City aus und nahm eine Position als Forschungsassoziat in der Abteilung für Biochemie an der Columbia University an, wo er den Großteil seiner Karriere verbrachte. Chargaff wurde 1938 Assistenzprofessor und 1952 Professor. Nach einer Tätigkeit als Abteilungsleiter von 1970 bis 1974 ging Chargaff als Professor emeritus in den Ruhestand. Nach seinem Ruhestand als Professor emeritus verlegte Chargaff sein Labor ins Roosevelt Hospital, wo er bis zu seinem Ruhestand 1992 weitermachte.
1940 wurde er amerikanischer Bürger.
Während seiner Zeit an der Columbia veröffentlichte Chargaff zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten, die sich hauptsächlich mit der Untersuchung von Nukleinsäuren wie DNA mittels chromatographischer Techniken befassten. 1944 interessierte er sich für DNA, nachdem Oswald Avery das Molekül als Grundlage der Vererbung identifizierte. 1950 veröffentlichte er, dass die Mengen von Adenin und Thymin in der DNA ungefähr gleich waren, wie auch die Mengen von Cytosin und Guanin. Dies wurde später als die erste von Chargaffs Regeln bekannt.
Chargaffs Regeln
Erwin Chargaff schlug in seinem Leben zwei Hauptregeln vor, die angemessen als Chargaffs Regeln benannt wurden. Die erste und bekannteste Errungenschaft war zu zeigen, dass in natürlicher DNA die Anzahl der Guanineinheiten gleich der Anzahl der Cytosineinheiten ist und die Anzahl der Adenineinheiten gleich der Anzahl der Thymineinheiten ist. In menschlicher DNA zum Beispiel sind die vier Basen in diesen Prozentsätzen vorhanden: A=30,9% und T=29,4%; G=19,9% und C=19,8%. Dies deutete stark auf die Basenpaarstruktur der DNA hin, obwohl Chargaff diese Verbindung nicht selbst explizit feststellte. Für diese Forschung wird Chargaff zugeschrieben, die Tetranukleotidhypothese von Phoebus Levene widerlegt zu haben, eine weit verbreitete Hypothese, dass DNA aus einer großen Anzahl von Wiederholungen von GACT bestand. Die meisten Forscher hatten zuvor angenommen, dass Abweichungen von äquimolaren Basenquoten G = A = C = T auf Versuchsfehler zurückzuführen waren, aber Chargaff dokumentierte, dass die Variation real war, wobei typischerweise etwas weniger reichlich vorhanden war. Er führte seine Experimente mit der neu entwickelten Papierchromatographie und dem Ultraviolett-Spektrophotometer durch. Chargaff traf Francis Crick und James D. Watson 1952 in Cambridge und erklärte ihnen trotz persönlicher Meinungsverschiedenheiten seine Befunde. Chargaffs Forschung würde später dem Laborteam von Watson und Crick helfen, die Doppelhelixstruktur der DNA zu deduzieren.
Die zweite von Chargaffs Regeln besagt, dass die Zusammensetzung der DNA von Art zu Art unterschiedlich ist, insbesondere in den relativen Mengen der Basen A, G, T und C. Solche Beweise für molekulare Vielfalt, von denen man annahm, dass sie in der DNA fehlten, machten DNA zu einem glaubwürdigeren Kandidaten für das genetische Material als Protein.
Späteres Leben
Ab den 1950er Jahren wurde Chargaff zunehmend lautstark gegen das Versagen des Feldes der Molekularbiologie und behauptete, dass die Molekularbiologie „ausufert und Dinge tut, die nie gerechtfertigt werden können". Er glaubte, dass das menschliche Wissen in Bezug auf die Komplexität der natürlichen Welt immer begrenzt sein wird, und dass es einfach gefährlich ist, wenn Menschen glauben, dass die Welt eine Maschine ist, auch wenn sie annehmen, dass Menschen vollständiges Wissen über ihr Funktionieren haben können. Er glaubte auch, dass in einer Welt, die als komplexes System von Abhängigkeit und Zusammenhang funktioniert, die genetische Manipulation von Leben unvermeidlich unvorhergesehene Folgen haben wird. Chargaff warnte: „Die Technologie der Gentechnik stellt eine größere Bedrohung für die Welt dar als das Aufkommen der Nukleartechnologie. Ein irreversibler Angriff auf die Biosphäre ist etwas so Beispielloses, so Unvorstellbares für frühere Generationen, dass ich nur wünsche, dass meine Generation nicht schuldig daran wäre".
Nachdem Francis Crick, James Watson und Maurice Wilkins 1962 den Nobelpreis für ihre Arbeit bei der Entdeckung der Doppelhelix der DNA erhalten hatten, zog sich Chargaff aus seinem Labor zurück und schrieb an Wissenschaftler auf der ganzen Welt über seinen Ausschluss.
Er starb am 20. Juni 2002 in Manhattan, New York City.
Auszeichnungen
Die ihm verliehenen Auszeichnungen umfassen die Pasteur-Medaille 1949 und die National Medal of Science 1974.
Verfasste Bücher
- 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
