Erwin Chargaff

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科学能够很好地回答"怎样"的问题,但在回答"为什么"的问题时往往会陷入困境。

Erwin Chargaff是一位奥匈帝国出生的美国生化学家、作家和布科维纳犹太人,在纳粹时期移居美国,曾任Columbia University医学院生化学教授。通过精心的实验,Chargaff发现了两项规律,称为Chargaff规律,这有助于DNA双螺旋结构的发现。

第一个对等规律是在DNA中,鸟嘌呤单位的数量等于胞嘧啶单位的数量,腺嘌呤单位的数量等于胸腺嘧啶单位的数量。这暗示了DNA的碱基对组成。

第二个对等规律在1968年被发现。它指出,在单链DNA中,腺嘌呤单位的数量大约等于胸腺嘧啶的数量,胞嘧啶单位的数量大约等于鸟嘌呤的数量。

他还观察到鸟嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤和胸腺嘧啶碱基的相对含量因物种而异。这暗示DNA而不是蛋白质可能是遗传物质。

Chargaff也是一位伟大的作家。他留下了重要的人文著作。他的回忆录《赫拉克利特之火》可以说是科学家撰写的最优秀的自传之一,对科学和人文感兴趣的任何人都应该阅读。该书在Rockefeller University Press免费提供。

早年生活

Chargaff于1905年8月11日在奥匈帝国布科维纳公国的Czernowitz出生,出身于一个犹太家庭,该地现为乌克兰的Chernivtsi。

第一次世界大战爆发时,他的家人搬到了Vienna,他就读于现在的Gymnasium Wasagasse的Maximiliansgymnasium。之后,他进入Vienna College of Technology Technische Hochschule Wien学习,在那里他遇到了他未来的妻子Vera Broido。

从1924年到1928年,Chargaff在Vienna学习化学,在Fritz Feigl的指导下获得博士学位。

他于1928年与Vera Broido结婚。Chargaff有一个儿子,Thomas Chargaff。

从1925年到1930年,Chargaff在Yale University担任Milton Campbell有机化学研究员,但他不喜欢New Haven, Connecticut。Chargaff回到欧洲,从1930年到1934年生活在那里,先是担任University of Berlin细菌学和公共卫生系化学主任助理(1930-1933),之后由于纳粹对犹太人的政策被迫辞去德国的职位,担任Pasteur Institute研究员(1933-1934)。

Columbia University

Chargaff于1935年移居Manhattan, New York City,担任Columbia University生化学系研究员,在那里他度过了大部分职业生涯。Chargaff于1938年成为助理教授,1952年成为教授。在1970年至1974年期间担任系主任之后,Chargaff以名誉教授身份退休。在以名誉教授身份退休后,Chargaff将他的实验室搬到了Roosevelt Hospital,他继续工作到1992年退休。

他于1940年成为美国公民。

在Columbia期间,Chargaff发表了大量科学论文,主要涉及使用层析技术研究DNA等核酸。在Oswald Avery于1944年将该分子确定为遗传基础后,他对DNA产生了兴趣。1950年,他发表了DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的含量大致相同,胞嘧啶和鸟嘌呤的含量也大致相同的论文。这后来成为了Chargaff规律的第一条。

Chargaff规律

Erwin Chargaff在他的一生中提出了两项主要规律,被恰当地命名为Chargaff规律。第一条也是最著名的成就是证明在天然DNA中,鸟嘌呤单位的数量等于胞嘧啶单位的数量,腺嘌呤单位的数量等于胸腺嘧啶单位的数量。例如,在人类DNA中,四种碱基的百分比为:A=30.9%和T=29.4%;G=19.9%和C=19.8%。这强烈暗示了DNA的碱基对组成,尽管Chargaff自己没有明确陈述这一联系。由于这项研究,Chargaff被认为推翻了四核苷酸假说——Phoebus Levene广为接受的假说,即DNA由大量GACT重复序列组成。大多数研究人员以前假设偏离等摩尔碱基比G = A = C = T是由于实验错误,但Chargaff证明了这种变化是真实的,通常略少丰富。他用新开发的纸层析和紫外分光光度计进行了实验。Chargaff于1952年在Cambridge与Francis Crick和James D. Watson相遇,尽管他们在个人上相处不好,但他向他们解释了他的发现。Chargaff的研究后来帮助Watson和Crick实验室团队推断出DNA的双螺旋结构。

Chargaff规律的第二条是DNA的组成因物种而异,特别是在A、G、T和C碱基的相对含量方面。这种分子多样性的证据以前被认为在DNA中不存在,这使DNA比蛋白质更可信作为遗传物质的候选物。

晚年生活

从20世纪50年代开始,Chargaff对分子生物学领域的失败越来越直言不讳,声称分子生物学"肆意妄为,做着永远无法证明正当性的事情"。他认为人类知识与自然世界的复杂性相比总是有限的,当人类相信世界是一台机器,甚至假设人类可以完全了解其运作方式时,这是非常危险的。他还认为,在一个作为相互依存和相互联系的复杂系统运作的世界中,对生命进行遗传工程改造必然会产生不可预见的后果。Chargaff警告说"遗传工程技术对世界构成的威胁比核技术的出现更大。对生物圈的不可逆转的攻击是如此闻所未闻、如此超乎前几代人想象之外的事情,我只是希望我这一代没有犯这个错误"。

在Francis Crick、James Watson和Maurice Wilkins因其在发现DNA双螺旋方面的工作获得1962年诺贝尔奖后,Chargaff退出了他的实验室,并向世界各地的科学家写信抱怨他被排除在外。

他于2002年6月20日在Manhattan, New York City去世。

荣誉

授予他的荣誉包括1949年Pasteur Medal和1974年National Medal of Science。

著作

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