Seymouras Benzeris – genetikos ir molekulinės biologijos pionierius
Seymouras Benzeris — genetikos ir molekulinės biologijos pionierius: jo atradimai pakeitė elgesio ir molekulinę genetiką bei įkvėpė naujas tyrimų kryptis.
Seymouras Benzeris (1921 m. spalio 15 d. - 2007 m. lapkričio 30 d.) - amerikiečių fizikas, biologas ir genetikas. Jis buvo žydų kilmės.
Jo karjera prasidėjo per molekulinės biologijos revoliuciją šeštajame dešimtmetyje, o ilgainiui jis išgarsėjo molekulinės ir elgesio genetikos srityse. Jis vadovavo genetikos tyrimų laboratorijai Purdue universitete ir Kalifornijos technologijos institute.
Benzeris padarė esminių atradimų dviejose gana skirtingose genetikos srityse. Jis apgynė daktaro disertaciją kietųjų kūnų fizikos srityje, bet netrukus perėjo į genetiką, kai perskaitė Erwino Schrödingerio knygą "Kas yra gyvybė?" ir susidomėjo molekulės – DNR – vaidmeniu paveldimumo ir gyvybinių procesų valdyme.
Molekulinės genetikos indėlis
Viena iš svarbiausių Benzerio ankstyvųjų darbuose atliktų inovacijų buvo detalus genetinių mutacijų žemėlapių sudarymas bakteriofagui T4, ypač rII geno sistemai. Naudodamas didelius mutantų rinkinius, kruopščius kryžminimus ir komplementacijos bei intragenetinės rekombinacijos analizę, jis parodė, kad genas nėra vientisas „juodas dėmuo“, bet turi vidinę struktūrą — tai atvėrė galimybę manyti, jog geną sudaro nuoseklios pavienių nukleotidų vietos.
Benzerio eksperimentai leido imti genetinius pakitimus “skaityti” su neįprasta detalumo laipsniu: jis nustatė, kad skirtingos mutacijos tame pačiame gene gali būti tarpusavyje rekombinuojamos ir kad galima sudaryti labai tankius mutacijų žemėlapius gene. Šie darbai prisidėjo prie supratimo apie geno molekulinę prigimtį ir padėjo formuotis idėjoms apie nukleotidų seką kaip genomo informacinį pagrindą.
Elgesio genetika ir vėlesnis darbas
Vėliau Benzeris nukreipė savo dėmesį į elgesio genetiką, pasirinkdamas Drosophila melanogaster (muskus) kaip modelinį organizmą elgesio savybių genetinei analizei. Jis sukūrė plataus užmojo mutantų ekranus, ieškodamas variacijų fototaksėje, laikrodžio (cirkadinio) ritmuose, mokymesi ir atmintyje. Kartu su Ronu Konopka Benzerio laboratorijoje 1971 m. buvo atrastas ir išanalizuotas period (per) genas, lemiantis cirkadinį ritmą — tai buvo vienas pirmųjų genų, parodytų tiesiogiai valdančių gyvūno elgesį.
Benzerio požiūris — sistemingas mutacijų paieškos ir fenotipo išskaidymo taikymas elgesiui — padėjo sukurti naują mokslo kryptį, kuri vėliau išaugo į neirogenetiką ir molekulinę elgesio biologiją. Jo laboratorija atrado daugybę mutacijų, susijusių su senėjimu, neurologinėmis funkcijomis ir atmintimi, ir taip parodė, kad sudėtingos elgesio savybės gali turėti konkrečius genetinius komponentus.
Metodai, mokymas ir palikimas
Benzeris buvo žinomas kaip inovatyvus eksperimentatorius ir efektyvus mokslininkų vadovas. Jis plačiai taikė didelio efektyvumo genetinius ekranus, kruopščius kryžminimo metodus ir logišką mutantų klasifikaciją. Be mokslinių atradimų, jis paliko reikšmingą mokinių ir pasekėjų kartą — daugelis jo buvusių doktorantų ir studentų tapo žinomais genetikais ir neurobiologais.
Jo darbai suteikė pagrindą suprasti, kaip molekulinės struktūros ir genetiniai pokyčiai gali lemti tiek ląstelinę funkciją, tiek sudėtingą elgesį, ir įkvėpė tolimesnius tyrimus apie genų veikimą nervų sistemoje.
Seymouras Benzeris laikomas vienu iš ryškiausių XX a. genetikos pionierių — dėl gebėjimo peržengti disciplinines ribas ir pritaikyti fiziko mokslinį mąstymą biomedicinos klausimams jis reikšmingai prisidėjo prie to, kaip šiandien suprantame genus bei jų vaidmenį elgesyje ir sveikatoje.
Fagų genetika
Purdue universitete Benzeris sukūrė naują genetinį metodą - T4 rII sistemą. Jis naudojo T4 bakteriofago rII mutantų rekombinaciją, kad sudarytų genų vidinės struktūros žemėlapį. Benzeris suprato, kad sukūręs daugybę r mutantų ir registruodamas rekombinacijos dažnį tarp skirtingų r padermių, jis gali sudaryti išsamų geno žemėlapį, panašiai kaip Alfredas Sturtevantas (Alfred Sturtevant) sudarė chromosomų žemėlapį.
Pasinaudodamas didžiuliu rekombinantų, kuriuos galima analizuoti rII mutantų sistemoje, skaičiumi, Benzeris galiausiai galėjo sudaryti daugiau kaip 2400 rII mutacijų žemėlapį. Jo surinkti duomenys pateikė pirmuosius įrodymus, kad genas nėra nedalomas darinys, kaip manyta anksčiau, ir kad genai yra linijiniai. Remdamasis rII duomenimis, Benzeris taip pat pasiūlė atskiras mutacijų klases, įskaitant išbraukimus, taškines mutacijas, praleistąsias mutacijas ir beprasmes mutacijas.
Elgsenos genetika
Benzeris buvo vienas iš pirmųjų mokslininkų elgesio genetikos srityje. XX a. septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose, kai ši sritis pradėjo vystytis, Benzeris atsidūrė mokslinėje priešpriešoje su kitu šios srities lyderiu Džeriu Hiršu (Jerry Hirsch).
Hirschas manė, kad elgesys yra toks sudėtingas, kad negali būti paaiškintas kaip atskirų genų poveikis, o Benzeris manė, kad elgesį gali lemti atskiri genai. Abu mokslininkai savo idėjas išbandė su drozofilais. Hirschas per daugelį kartų dirbtinai atrinko jį dominančias elgsenas, o Benzeris naudojo metodus, kuriais išskyrė tam tikros elgsenos mutantus. Benzerio ir Hirscho konkuruojančios filosofijos sukūrė elgsenos genetiką ir padėjo jai tapti teisėta mokslo bendruomenės tyrimų sritimi.
Apdovanojimai ir apdovanojimai (atranka)
- Amerikos menų ir mokslų akademijos narys (1959 m.)
- Alberto Laskerio apdovanojimas už fundamentinius medicinos tyrimus (1971 m.)
- Kolumbijos universiteto Louisa Gross Horwitz premija (1976 m.),
- Nacionalinis mokslo medalis (1982 m.)
- Thomo Hanto Morgano medalis (1986 m.)
- Vilko medicinos premija (1991 m.)
- Crafoord premija (1993 m.)
- Nacionalinės mokslų akademijos apdovanojimas neuromokslų srityje (2001 m.)
- Gairdnerio fondo tarptautinis apdovanojimas (2004 m.) (antrasis apdovanojimas)
Jis buvo JAV nacionalinės mokslų akademijos, Karališkosios draugijos ir Prancūzijos mokslų akademijos narys.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas buvo Seymouras Benzeris?
A: Seymouras Benzeris buvo žydų kilmės amerikiečių fizikas, biologas ir genetikas.
K.: Kada prasidėjo Seimūro Benzerio karjera?
A.: Seymour Benzer karjera prasidėjo per molekulinės biologijos revoliuciją šeštajame dešimtmetyje.
K: Kuriose dviejose genetikos srityse Seymouras Benzeris padarė esminių atradimų?
A: Seymouras Benzeris padarė esminių atradimų dviejose visiškai skirtingose genetikos srityse.
K: Kurią perskaitytą knygą Seymouras Benzeris perskaitė, kad iš kietųjų kūnų fizikos perėjo į genetiką?
A: Seimūras Benzeris perskaitė Ervino Šredingerio knygą "Kas yra gyvybė?", kuri paskatino jį pereiti nuo kietojo kūno fizikos prie genetikos.
K: Kur Seymouras Benzeris vadovavo genetikos tyrimų laboratorijai?
A: Seymouras Benzeris vadovavo genetikos tyrimų laboratorijai Purdue universitete ir Kalifornijos technologijos institute.
K.: Kuo Seymouras Benzeris buvo žymus?
A.: Seymouras Benzeris buvo žymus molekulinės ir elgesio genetikos srityse.
K.: Kada gimė ir kada mirė Seymouras Benzeris?
A: Seymouras Benzeris gimė 1921 m. spalio 15 d., o mirė 2007 m. lapkričio 30 d.
Ieškoti