Seimūrs Benzers: molekulārās un uzvedības ģenētikas pionieris
Seimūrs Benzers — molekulārās un uzvedības ģenētikas pionieris; revolucionāri atklājumi, ietekme Pērdjū un Caltech laboratorijās un mūžīga iedvesma zinātnei.
Seimūrs Benzers (1921. gada 15. oktobris — 2007. gada 30. novembris) bija amerikāņu fiziķis, biologs un ģenētiķis. Viņš bija ebreju izcelsmes. Benzera karjera sāka mainīties pagājušā gadsimta 50. gados molekulārās bioloģijas revolūcijas laikā, un ar laiku viņš kļuva par vienu no vadošajiem pētniekiem gan molekulārās, gan uzvedības ģenētikas laukā. Viņš vadīja ģenētikas pētniecības laboratoriju Pērdjū universitātē un vēlāk strādāja Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā.
Benzers ieguva doktora grādu cietvielu fizikā, taču pēc tam, kad izlasīja Ervina Šrēdingera grāmatu "Kas ir dzīvība"?, viņu aizrāva jautājumi par dzīves molekulāro pamatu, un viņš pakāpeniski pārorientējās uz ģenētiku. Šī pāreja ļāva Benzeram brīvi apvienot matemātisku domāšanu un eksperimentālu praksi — pieeju, kas vēlāk kļuva par viņa zīmolu.
Galvenie sasniegumi
Viens no Benzera pirmajiem un visbūtiskākajiem ieguldījumiem bija precīza gēna "smalkās struktūras" kartēšana, izmantojot bakteriofāgu T4 un rII reģionu. Ar milzīgu skaitu rekombinācijas eksperimentu viņš parādīja, ka gēns nav nedalāms punkts, bet gan lineāra struktūra, ko veido atsevišķas mutācijas vietas. Šis darbs sniedza spēcīgu pierādījumu par gēna iekšējo organizāciju un palīdzēja saprast gēna molekulāro dabu.
Vēlāk Benzers kļuva par pionieri uzvedības ģenētikā, izmantojot Drosophila melanogaster lolojummu mušiņas kā modeļorganismu. Viņa laboratorijā tika izstrādātas lielapjoma mutagēzes un skrīninga metodes, ar kuru palīdzību meklēja mutācijas, kas specifiski ietekmē uzvedību. Vienā no labi zināmām studijām Benzers kopā ar savu studentu Ronaldu Konopku identificēja gēnu, kas ietekmē sugu iekšējos "pulksteņus" — cirkadiskos ritmus (perioda gēns, per). Šis atklājums atklāja, ka uzvedības ritmus var modulēt atsevišķu gēnu izmaiņas.
Benzeram bija arī plašāks interešu lauks uzvedības ģenētikā — viņa grupa meklēja un analizēja mutācijas, kas ietekmē mācīšanos, atmiņu, dzimumuzvedību, fototaksiju un citas uzvedības formas. Viņa pieeja (lielas pazemīgas ekrāna programmas, rūpīga fenotipēšana un ģenētiskā analīze) atvēra ceļu tai nozarei, ko mūsdienās sauc par neiroģenētiku.
Ietekme un mantojums
Benzera darbs savienoja molekulāro bioloģiju ar uzvedības pētījumiem un parādīja, ka ar ģenētiskiem līdzekļiem var izpētīt arī sarežģītas uzvedības iezīmes. Viņa metodes un koncepcijas — precīza mutāciju kartēšana, masveida skrīnings un rūpīga fenotipu analīze — kļuva par standarta pieeju daudzās pētniecības jomās.
Papildus zinātniskajiem sasniegumiem Benzers izaudzināja daudzus studentus un pētniekus, kuru darbs turpināja attīstīt molekulārās ģenētikas un neirobioloģijas laukus. Viņa pētījumi par gēnu izpausmi, pulksteņa ģenētiku un uzvedības traucējumiem joprojām iedvesmo pētniekus, un daudzi no viņa atklājumiem ir tieši sasaistīti ar mūsdienu pētījumiem par bioloģiskajiem ritmiem, mācīšanos un neiroloģiskām slimībām.
Benzera dzīve un karjera ir piemērs tam, kā disciplīru robežas var tikt pārkāptas, un kā teorētiskā domāšana kopā ar rūpīgu eksperimentu var radīt fundamentālas atziņas par dzīvi un uzvedību.
Fāgu ģenētika
Pērdjū universitātē Benzers izstrādāja "T4 rII sistēmu" - jaunu ģenētisko metodi. Tajā izmantoja T4 bakteriofāga rII mutantu rekombināciju, lai kartētu gēnu iekšējo struktūru. Benzers saprata, ka, radot daudzus r mutantus un reģistrējot rekombinācijas biežumu starp dažādiem r celmiem, viņš var izveidot detalizētu gēna karti, līdzīgi kā Alfrēds Sturtevants to bija darījis hromosomu gadījumā.
Izmantojot milzīgo rekombinantu skaitu, ko varēja analizēt rII mutantu sistēmā, Benzeram izdevās kartēt vairāk nekā 2400 rII mutāciju. Viņa iegūtie dati sniedza pirmos pierādījumus tam, ka gēns nav nedalāms veidojums, kā uzskatīja iepriekš, un ka gēni ir lineāri. Pamatojoties uz rII datiem, Benzers ierosināja arī atsevišķas mutāciju klases, tostarp delecijas, punktu mutācijas, missense mutācijas un nonsensa mutācijas.
Uzvedības ģenētika
Benzers bija viens no pirmajiem zinātniekiem uzvedības ģenētikas jomā. Kad 1960. un 70. gados šī joma sāka attīstīties, Benzers nonāca zinātniskā opozīcijā ar citu šīs jomas vadošo pētnieku - Džeriju Hiršu.
Hiršs uzskatīja, ka uzvedība ir tik sarežģīta, ka to nevar izskaidrot ar atsevišķu gēnu darbību, savukārt Benzers uzskatīja, ka uzvedību varētu vadīt atsevišķi gēni. Abi pētnieki izmēģināja savas idejas uz drosofīlām. Hiršs daudzās paaudzēs mākslīgi selekcionēja interesējošās uzvedības formas, bet Benzers izmantoja metodes, lai izolētu mutantus ar noteiktu uzvedību. Benzera un Hirša konkurējošās filozofijas attīstīja uzvedības ģenētiku un palīdzēja tai kļūt par leģitīmu pētījumu jomu zinātnieku aprindās.
Apbalvojumi un apbalvojumi (atlase)
- Amerikas Mākslas un zinātņu akadēmijas biedrs (1959)
- Alberta Laskera balva par fundamentāliem medicīnas pētījumiem (1971)
- Kolumbijas Universitātes Luīzes Grosas Horvica balva (1976),
- Nacionālā zinātnes medaļa (1982)
- Tomasa Hanta Morgana medaļa (1986)
- Volfa balva medicīnā (1991)
- Kraforda balva (1993)
- Nacionālās zinātņu akadēmijas NAS balva neirozinātnēs (2001).
- Gairdnera fonda starptautiskā balva (2004) (otrā balva)
Viņš bija ASV Nacionālās zinātņu akadēmijas, Karaliskās biedrības un Francijas Zinātņu akadēmijas loceklis.
Jautājumi un atbildes
J: Kas bija Seimūrs Benzers?
A: Seimūrs Benzers bija ebreju izcelsmes amerikāņu fiziķis, biologs un ģenētiķis.
J: Kad sākās Seimūra Benzera karjera?
A: Seymour Benzer karjera sākās 50. gadu molekulārās bioloģijas revolūcijas laikā.
J: Kurās divās ģenētikas jomās Seimūrs Benzers izdarīja fundamentālus atklājumus?
A: Seimūrs Benzers izdarīja fundamentālus atklājumus divās diezgan atšķirīgās ģenētikas jomās.
J: Kuru grāmatu Seimūrs Benzers izlasīja, kas lika viņam pāriet no cietvielu fizikas uz ģenētiku?
A: Seimūrs Benzers izlasīja Ervina Šrēdingera grāmatu "Kas ir dzīvība?", kas viņu pamudināja pāriet no cietvielu fizikas uz ģenētiku.
J: Kur Seimūrs Benzers vadīja ģenētikas pētniecības laboratoriju?
A: Seimūrs Benzers vadīja ģenētikas pētniecības laboratoriju Purdue universitātē un Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā.
J: Kādā jomā Seimūrs Benzers bija ievērojams?
A: Seymour Benzer bija ievērojams molekulārās un uzvedības ģenētikas jomā.
J: Kad Seimūrs Benzers dzimis un kad viņš nomira?
A: Seymour Benzer dzimis 1921. gada 15. oktobrī un nomira 2007. gada 30. novembrī.
Meklēt