과학은 "어떻게?"라는 질문에 답하는 데 놀랍도록 잘 갖춰져 있지만, "왜?"라는 질문을 받으면 크게 혼란스러워합니다.
Erwin Chargaff는 오스트리아-헝가리 태생의 미국 생화학자, 저술가, Bucovinian 유대인으로, 나치 시대에 미국으로 이민을 가서 Columbia University 의과대학의 생화학 교수였습니다. 세심한 실험을 통해 Chargaff는 DNA의 이중 나선 구조 발견으로 이어지는 데 도움이 된 Chargaff의 규칙이라 불리는 두 가지 규칙을 발견했습니다.
첫 번째 패리티 규칙은 DNA에서 구아닌 단위의 수가 사이토신 단위의 수와 같고, 아데닌 단위의 수가 티민 단위의 수와 같다는 것입니다. 이는 DNA의 염기쌍 구성을 암시했습니다.
두 번째 패리티 규칙은 1968년에 발견되었습니다. 이것은 단일 가닥 DNA에서 아데닌 단위의 수가 티민의 수와 거의 같고, 사이토신 단위의 수가 구아닌의 수와 거의 같다는 것을 나타냅니다.
그는 또한 구아닌, 사이토신, 아데닌 및 티민 염기의 상대적 양이 종에 따라 다르다는 것을 관찰했습니다. 이는 단백질이 아닌 DNA가 유전 물질일 수 있음을 시사했습니다.
Chargaff는 또한 위대한 저술가였습니다. 그는 중요한 인문학적 저작을 남겼습니다. 그의 회고록 《Heraclitean Fire》는 과학자가 쓴 최고의 자서전 중 하나이며 과학과 인문학에 관심이 있는 누구나 읽어야 합니다. 이 책은 Rockefeller University Press에서 무료로 이용할 수 있습니다.
초기 생애
Chargaff는 1905년 8월 11일 오스트리아-헝가리의 Duchy of Bukovina의 Czernowitz의 유대인 가족에서 태어났으며, 현재는 우크라이나의 Chernivtsi입니다.
제1차 세계대전이 발발하자 그의 가족은 Vienna로 이주했고, 여기서 그는 현재 Gymnasium Wasagasse인 Maximiliansgymnasium에 다녔습니다. 그 후 Vienna College of Technology Technische Hochschule Wien에 진학했으며, 여기서 미래의 아내 Vera Broido를 만났습니다.
1924년부터 1928년까지 Chargaff는 Vienna에서 화학을 공부했으며, Fritz Feigl의 지도 아래 박사 학위를 취득했습니다.
그는 1928년에 Vera Broido와 결혼했습니다. Chargaff는 한 명의 아들 Thomas Chargaff를 두었습니다.
1925년부터 1930년까지 Chargaff는 Yale University의 유기화학 분야 Milton Campbell 연구원으로 근무했지만, New Haven, Connecticut을 좋아하지 않았습니다. Chargaff는 유럽으로 돌아가 1930년부터 1934년까지 살았으며, 먼저 1930-1933년 Berlin University의 세균학 및 공중보건 부서의 화학 담당 조교로 근무했으며, 나치의 유대인 정책으로 인해 독일에서의 직위를 사직하게 된 후, 1933-1934년 Paris의 Pasteur Institute의 연구원으로 근무했습니다.
Columbia University
Chargaff는 1935년 Manhattan, New York City로 이민을 가서 Columbia University 생화학 부서의 연구원 직책을 맡았으며, 여기서 그의 전문적 경력의 대부분을 보냈습니다. Chargaff는 1938년에 조교수가 되었고 1952년에 정교수가 되었습니다. 1970년부터 1974년까지 부서장으로 근무한 후, Chargaff는 명예교수로 은퇴했습니다. 명예교수로 은퇴한 후, Chargaff는 자신의 연구실을 Roosevelt Hospital로 옮겼으며, 1992년 은퇴할 때까지 계속 일했습니다.
그는 1940년에 미국 시민이 되었습니다.
Columbia에서의 근무 중에 Chargaff는 색층분석법을 사용하여 DNA와 같은 핵산의 연구를 주로 다루는 수많은 과학 논문을 발표했습니다. 그는 1944년 Oswald Avery가 이 분자를 유전의 기초로 확인한 후 DNA에 관심을 갖게 되었습니다. 1950년에 그는 DNA의 아데닌과 티민의 양이 거의 같고, 사이토신과 구아닌의 양도 마찬가지라고 발표했습니다. 이것은 나중에 Chargaff의 규칙 중 첫 번째로 알려지게 되었습니다.
Chargaff의 규칙
Erwin Chargaff는 평생에 걸쳐 두 가지 주요 규칙을 제안했으며, 이는 적절하게 Chargaff의 규칙이라 명명되었습니다. 첫 번째이자 가장 잘 알려진 성취는 천연 DNA에서 구아닌 단위의 수가 사이토신 단위의 수와 같고 아데닌 단위의 수가 티민 단위의 수와 같다는 것을 보여준 것입니다. 예를 들어, 인간 DNA에서 네 가지 염기는 다음과 같은 백분율로 존재합니다: A=30.9%, T=29.4%; G=19.9%, C=19.8%. 이는 DNA의 염기쌍 구성을 강하게 암시했지만, Chargaff 자신은 이 연결을 명시적으로 언급하지 않았습니다. 이 연구로 인해 Chargaff는 Phoebus Levene의 광범위하게 받아들여진 가설인 DNA가 GACT의 많은 반복으로 구성되었다는 사차핵산 가설을 반박한 것으로 평가받습니다. 대부분의 연구자들은 이전에 등몰 염기 비율 G = A = C = T로부터의 편차가 실험 오류로 인한 것이라고 가정했지만, Chargaff는 변동이 실제이며, 일반적으로 더 적게 풍부하다는 것을 문서화했습니다. 그는 새로 개발된 종이 색층분석법과 자외선 분광광도계를 사용하여 실험을 수행했습니다. Chargaff는 1952년 Cambridge에서 Francis Crick과 James D. Watson을 만났으며, 개인적으로 그들과 잘 지내지는 못했지만, 자신의 발견을 그들에게 설명했습니다. Chargaff의 연구는 나중에 Watson과 Crick 연구팀이 DNA의 이중 나선 구조를 추론하는 데 도움이 되었습니다.
Chargaff의 두 번째 규칙은 DNA의 구성이 종마다 다르며, 특히 A, G, T, C 염기의 상대적 양에서 다르다는 것입니다. DNA에서 부재한다고 추정되었던 이러한 분자 다양성의 증거는 DNA를 단백질보다 유전 물질의 더 신뢰할 수 있는 후보로 만들었습니다.
후기 생애
1950년대 초부터 Chargaff는 분자 생물학 분야의 실패에 대해 점점 더 목소리를 높이며, 분자 생물학이 "폭주하고 정당화될 수 없는 일들을 하고 있다"고 주장했습니다. 그는 인간의 지식이 자연 세계의 복잡성에 비해 항상 제한될 것이며, 인간이 세계가 기계라고 믿을 때, 심지어 인간이 그 작동에 대해 완전한 지식을 가질 수 있다고 가정할 때 단순히 위험하다고 믿었습니다. 그는 또한 상호 의존성과 상호 연결성의 복잡한 시스템으로 기능하는 세상에서 생명의 유전 공학은 피할 수 없이 예측하지 못한 결과를 초래할 것이라고 믿었습니다. Chargaff는 "유전 공학 기술은 핵 기술의 출현보다 세상에 더 큰 위협을 가한다. 생물권에 대한 돌이킬 수 없는 공격은 이전 세대에게는 상상도 할 수 없는 일이지만, 우리 세대가 그 책임이 있기를 바란다"고 경고했습니다.
Francis Crick, James Watson 및 Maurice Wilkins가 DNA의 이중 나선 발견에 대한 업적으로 1962년 노벨상을 받은 후, Chargaff는 자신의 연구실에서 물러나 전 세계 과학자들에게 자신의 배제에 대해 편지를 썼습니다.
그는 2002년 6월 20일 Manhattan, New York City에서 사망했습니다.
명예
그에게 수여된 명예에는 1949년 Pasteur Medal과 1974년 National Medal of Science가 있습니다.
저술한 책
- 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
