آرن تيسيليوس: الكيميائي الذي فصل البروتينات

يصل مصل الدم إلى منضدة المختبر كسائل كهرماني واحد، ولقد تصرف طوال معظم تاريخ الكيمياء كمادة واحدة – مادة تقاوم بعناد تفكيكها. في عام 1937، في جامعة أوبسالا، أنهى آرن تيسيليوس إعادة بناء جهاز يمرر تياراً كهربائياً عبر مثل هذا المحلول تماماً ويسمح لبروتينات بالهجرة بمعدلات مختلفة. ما بدا وكأنه شيء واحد انقسم إلى عدة أشياء. وبعد أحد عشر عاماً، منحه لجنة نوبل للكيمياء، التي اجتمعت في بلده، الجائزة مقابل ذلك.

صبي من غوتنبرغ

وُلد تيسيليوس في ستوكهولم في 10 أغسطس 1902، لكن نشأته كانت على الساحل الغربي للسويد. بعد وفاة والده، انتقلت العائلة إلى غوتنبرغ، وهناك مر عبر المدرسة الثانوية الحقيقية المحلية (Realgymnasium)، وتخرج في عام 1921. ثم ذهب إلى جامعة أوبسالا لدراسة الكيمياء – ولم يغادرها عملياً أبداً. زودته أوبسالا بتدريبه، ومختبره، ومسيرته المهنية، وبعد نصف قرن، بالمكان الذي توفي فيه.

في مختبر سفيدبيرغ

في عام 1925، أصبح تيسيليوس مساعد بحث في مختبر ثيودور سفيدبيرغ (Theodor Svedberg)، أحد العناوين البارزة في الكيمياء الفيزيائية الأوروبية حيث كانت آليات القياس لا تقل أهمية عن النظرية. كانت البيئة المناسبة لشاب كانت غرائزه تتجه نحو الأدوات بدلاً من الفرضيات الكبرى.

في عام 1930، حصل على درجة الدكتوراه بأطروحة تحمل عنوان "طريقة الحد المتحرك لدراسة الرحلان الكهربائي للبروتينات". العنوان يحتوي على مسيرته المهنية بأكملها مصغرة. الرحلان الكهربائي – هجرة الجزيئات المشحونة كهربائياً عبر محلول تحت تأثير مجال طبق – أتاح، من حيث المبدأ، طريقة للتمييز بين البروتينات المتشابهة كيميائياً لدرجة يصعب معها فصلها بالطرق العادية. تحمل البروتينات المختلفة شحنات مختلفة؛ وتحت تأثير تيار يجب أن تسافر بسرعات مختلفة وتنفصل إلى مناطق متميزة. من حيث المبدأ. في الممارسة العملية، كانت التقنية بدائية، وكانت الحدود التي تنتجها ضبابية بما يكفي ليتم الجدل حولها. كانت الأطروحة عملًا كفؤًا أدى، في الوقت الحالي، إلى لا شيء معين.

التفافي الزيوليت

بين عامي 1930 و1935، تنحى تيسيليوس عن البروتينات تماماً ونشر بدلاً من ذلك عن الانتشار والامتزاز في الزيوليت – المعادن البلورية المسامية التي تحبس وتطلق الجزيئات وفقاً للحجم والألفة. بدا الأمر في ذلك الوقت وكأنه تغيير في الموضوع. لم يكن كذلك. تحليل الامتزاز، وهو دراسة كيفية ارتباط المواد بشكل انتقائي بالأسطح، سيشترك في النهاية مع الرحلان الكهربائي في استشهاده لنوبل. علمه المنعطف طريقة ثانية لفصل المخاليط.

برينستون، وبداية ثانية

بعد عام 1935، وحصوله على زمالة من مؤسسة روكفلر، عبر تيسيليوس المحيط الأطلسي للعمل في مختبر هيو ستوت تايلور (Hugh Stott Taylor) في جامعة برينستون. عندما عاد إلى أوبسالا، عاد إلى المشكلة التي تخلى عنها – فصل البروتينات – وهذه المرة هاجمها كمسألة هندسية وليست كمسألة كيميائية.

جهاز 1937

كان النتيجة، في عام 1937، جهازاً محسناً بشكل كبير للتحليل الكهربائي. كان هذا هو الإنجاز، ومن الجدير أن نكون دقيقين بشأن نوع الإنجاز الذي كان عليه: لم يكتشف تيسيليوس قانوناً جديداً للطبيعة. لقد بنى آلة جعلت مبدأً موجوداً موثوقاً به أخيراً. وبواسطة ذلك، يمكن إظهار أن المصل لا يحتوي على بروتين واحد بل على مجموعة معقدة منها، قابلة للتحليل إلى مكونات مميزة. أعادت تلك النتيجة تنظيم طريقة تفكيك الكيميائيين الحيوين للدم، وأصبح الجهاز نفسه أداة تحليلية قياسية – سلف لعائلة من تقنيات الفصل التي تعتمد عليها الكيمياء الحيوية الحديثة، والتشخيص السريري، والبيولوجيا الجزيئية.

الجائزة

جاءت جائزة بيوركِنسكا (Björkénska priset) في السويد عام 1940. ثم في عام 1948، جائزة نوبل في الكيمياء، والتي مُنحت "لأبحاثه حول الرحلان الكهربائي وتحليل الامتزاز". الصياغة تستحق الاهتمام: سمت اللجنة طريقتين وليس اكتشافاً واحداً. تم تكريم تيسيليوس كصانع أدوات، وهو بالضبط ما كان عليه، وهذا هو سبب انتشار تأثيره إلى ما هو أبعد بكثير من الأسئلة التي طرحها شخصياً.

رجل دولة الكيمياء

كانت العقدان الأخيرتان من حياته مؤسسية بشكل متزايد. من عام 1951 إلى عام 1955، شغل منصب رئيس الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، الهيئة التي تحكّم معايير التخصص وتسمياته عبر الحدود الوطنية. ومن عام 1960 إلى عام 1964، ترأس مجلس إدارة مؤسسة نوبل نفسها – حائز على جائزة تحول إلى حارس للآلة التي كرمته.

وتراكمت التكريمات وفقاً لذلك. تم تعيينه عضواً مشاركاً أجنبياً في الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة في عام 1949، وفاز بجائزة المئوية في عام 1953، واُنتخب في نفس العام للأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم. تلا ذلك وسام فرانكلين في عام 1955، والعضوية الأجنبية للجمعية الملكية في عام 1957، وميدالية بول كارير الذهبية في عام 1961، والانتخاب للجمعية الفلسفية الأمريكية في عام 1964.

الوفاة

توفي تيسيليوس بنوبة قلبية في أوبسالا في 29 أكتوبر 1971، عن عمر يناهز التاسعة والستين، في المدينة التي قضى فيهاเกือบ حياته المهنية بأكملها. كان متزوجاً وترك طفلين. تحمل فوهة على القمر اسمه – نصب تذكاري دائم، على الرغم من أن النصب الأكثر فائدة يقع في المختبرات، حيث لا يزال أحفاد جهازه لعام 1937 يفصلون ما لا تستطيع العين رؤيته.