Erwin Chargaff

Наука чудесно оборудована для ответа на вопрос «как?», но она страшно запутывается, когда вы задаете вопрос «почему?

Эрвин Chargaff был austro-венгерским американским биохимиком, писателем, буковинским евреем, который эмигрировал в Соединенные Штаты в эпоху нацизма и был профессором биохимии в медицинской школе Колумбийского университета. Благодаря тщательным экспериментам Chargaff обнаружил два правила, называемые правилами Chargaff, которые помогли привести к открытию двойной спирали структуры ДНК.

Первое правило паритета состояло в том, что в ДНК количество единиц гуанина равно количеству единиц цитозина, а количество единиц аденина равно количеству единиц тимина. Это намекало на структуру основных пар ДНК.

Второе правило паритета было обнаружено в 1968 году. Оно гласит, что в одноцепочечной ДНК количество единиц аденина примерно равно количеству тимина, а количество единиц цитозина примерно равно количеству гуанина.

Он также заметил, что относительные количества оснований гуанина, цитозина, аденина и тимина варьируют от одного вида к другому. Это намекало на то, что ДНК, а не белок, могла быть генетическим материалом.

Chargaff был также великим писателем. Он оставил после себя важное гуманистическое произведение. Его мемуары «Heraclitean Fire» являются, пожалуй, одной из лучших автобиографий, написанных ученым, и должны быть прочитаны всеми, кто интересуется наукой и гуманитарными науками. Книга свободно доступна в издательстве Rockefeller University Press.

Ранняя жизнь

Chargaff родился 11 августа 1905 года в еврейской семье в Czernowitz, герцогстве Bukovina, Austria-Hungary, которое теперь является Chernivtsi, Ukraine.

С началом Первой мировой войны его семья переехала в Vienna, где он посещал Maximiliansgymnasium, теперь Gymnasium Wasagasse. Затем он поступил в Vienna College of Technology Technische Hochschule Wien, где познакомился со своей будущей женой Vera Broido.

С 1924 по 1928 год Chargaff изучал химию в Vienna и получил докторскую степень под руководством Fritz Feigl.

Он женился на Vera Broido в 1928 году. У Chargaff был один сын, Thomas Chargaff.

С 1925 по 1930 год Chargaff работал научным сотрудником Milton Campbell в области органической химии в Yale University, но ему не нравился New Haven, Connecticut. Chargaff вернулся в Европу, где жил с 1930 по 1934 год, сначала в качестве помощника заведующего химией в отделе бактериологии и общественного здравоохранения University of Berlin 1930–1933, а затем, будучи вынужден уйти со своей должности в Германии в результате нацистской политики в отношении евреев, в качестве научного сотрудника в Pasteur Institute в Paris 1933–1934.

Колумбийский университет

Chargaff иммигрировал на Manhattan, New York City в 1935 году, приняв должность научного сотрудника в отделе биохимии Колумбийского университета, где он провел большую часть своей профессиональной карьеры. Chargaff стал доцентом в 1938 году и профессором в 1952 году. После того как он руководил кафедрой с 1970 по 1974 год, Chargaff вышел на пенсию в качестве профессора-эмерита. После выхода на пенсию в качестве профессора-эмерита, Chargaff перевел свою лабораторию в Roosevelt Hospital, где он продолжал работать до выхода на пенсию в 1992 году.

Он стал гражданином Америки в 1940 году.

Во время работы в Колумбийском университете Chargaff опубликовал многочисленные научные статьи, в основном занимающиеся изучением нуклеиновых кислот, таких как ДНК, с использованием хроматографических методов. Он заинтересовался ДНК в 1944 году после того, как Oswald Avery идентифицировал молекулу как основу наследственности. В 1950 году он опубликовал, что количества аденина и тимина в ДНК были примерно одинаковыми, как и количества цитозина и гуанина. Это позже стало известно как первое из правил Chargaff.

Правила Chargaff

Erwin Chargaff предложил два главных правила в течение своей жизни, которые были надлежащим образом названы правилами Chargaff. Первое и наиболее известное достижение было показать, что в природной ДНК количество единиц гуанина равно количеству единиц цитозина, а количество единиц аденина равно количеству единиц тимина. В ДНК человека, например, четыре основания присутствуют в этих процентах: A=30,9% и T=29,4%; G=19,9% и C=19,8%. Это сильно намекало на структуру основных пар ДНК, хотя сам Chargaff явно не указал на эту связь. За эту работу Chargaff получил признание за опровержение гипотезы тетрануклеотида, широко принятой гипотезы Phoebus Levene о том, что ДНК была составлена из большого количества повторений GACT. Большинство исследователей ранее предполагали, что отклонения от эквимолярных соотношений оснований G = A = C = T были вызваны экспериментальной ошибкой, но Chargaff задокументировал, что вариация была реальной, при этом обычно немного менее распространена. Он проводил свои эксперименты с помощью недавно разработанной бумажной хроматографии и ультрафиолетового спектрофотометра. Chargaff встретился с Francis Crick и James D. Watson в Cambridge в 1952 году, и, несмотря на то, что они не поладили лично, он объяснил им свои результаты. Исследования Chargaff позже помогли лабораторной команде Watson и Crick вывести двойную спиральную структуру ДНК.

Второе правило Chargaff гласит, что состав ДНК варьирует от одного вида к другому, в частности в относительных количествах оснований A, G, T и C. Такие доказательства молекулярного разнообразия, которое предполагалось отсутствовать в ДНК, сделали ДНК более убедительным кандидатом на роль генетического материала, чем белок.

Поздняя жизнь

Начиная с 1950-х годов, Chargaff становился все более откровенным в критике неудач в области молекулярной биологии, утверждая, что молекулярная биология «пускается вразнос и делает вещи, которые никогда не могут быть оправданы». Он верил, что человеческое знание всегда будет ограничено в отношении сложности природного мира, и что это просто опасно, когда люди верят, что мир является машиной, даже предполагая, что люди могут иметь полное знание его работы. Он также верил, что в мире, который функционирует как сложная система взаимозависимости и взаимосвязи, генная инженерия жизни неизбежно будет иметь непредвиденные последствия. Chargaff предупредил, что «технология генной инженерии представляет большую угрозу для мира, чем появление ядерной технологии. Необратимая атака на биосферу — это то, что было так невообразимо, так неправдоподобно для предыдущих поколений, что я только хочу, чтобы мое поколение не было виновато в этом».

После того как Francis Crick, James Watson и Maurice Wilkins получили Нобелевскую премию 1962 года за их работу по открытию двойной спирали ДНК, Chargaff отстранился от своей лаборатории и написал ученым по всему миру о его исключении.

Он умер 20 июня 2002 года на Manhattan, New York City.

Почести

Почести, которыми его награждали, включают медаль Pasteur 1949 и National Medal of Science 1974.

Написанные книги

• 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