James Ferris - James Ferris
James P. Ferris | |
---|---|
narozený | 1932 |
Zemřel | 4. března 2016 | (ve věku 83–84)
Alma mater | University of Pennsylvania Indiana University Massachusetts Institute of Technology |
Ocenění | NIH Cena za kariéru (1969) Oparinová medaile (1996) |
Vědecká kariéra | |
Pole | atmosférická fotochemie, počátky života, prebiotická chemie |
Instituce | Rensselaer Polytechnic Institute Salkův institut pro biologické studie Florida State University |
James "Jim" P. Ferris (1932 - 4. března 2016) byl americký chemik. On je známý pro jeho příspěvky k porozumění počátky života na Zemi, konkrétně demonstrací úspěšného mechanismu katalyzovaného jílem polymerizace z RNA, poskytující další důkazy pro Světová hypotéza RNA. Navíc jeho práce v atmosférické fotochemii osvětlila mnoho chemických procesů, které se vyskytují v atmosférách Jupiter a Saturn měsíc, Titan.
Život a kariéra
Jim Ferris se narodil v Nyacku v New Yorku Richardovi a Mabel Ferrisové, nejmladší z pěti dětí. Vysokoškolské studium ukončil na University of Pennsylvania a získal titul bakaláře chemie. Poté získal doktorát z chemie přírodních produktů na Indiana University a pokračoval v postdoktorandském studiu na Massachusetts Institute of Technology.
Ferris zahájil svou kariéru jako profesor na Florida State University a provedl výzkum na Salkově institutu pro biologická studia. Připojil se k Rensselaer Polytechnic Institute v roce 1967. Byl redaktorem Počátky života a vývoj biosfér (OLEB), akademický časopis sponzorovaný Mezinárodní společností pro studium původu života (ISSOL), v letech 1982 až 1999. V letech 1993 až 1996 působil také jako prezident ISSOL.
V letech 1998 až 2006 působil jako ředitel společnosti NASA Centrum pro studium původu života v New Yorku, které se později stalo centrem astrobiologie v New Yorku v Rensselaer, jehož aktivním členem zůstal až do roku 2015.
Ferris zemřel 4. března 2016 v ošetřovatelském centru Dcery Sarah Albany, New York.
Výzkum
Během více než padesáti let výzkumu Ferris významně přispěl k oblasti prebiotické chemie. Jeho zájmy v počátcích života ho vedly k tomu, aby podrobně prozkoumal rozmanitou škálu mechanismů prebiotických reakcí a objevil objev syntézy RNA zaměřené na jíl. Poskytnutím věrohodného mechanismu prebiotické syntézy RNA oligomerů posílila Ferrisova metoda světovou hypotézu RNA. Ve snaze odhalit podmínky atmosféry rané Země a dále navázat vztah mezi atmosférickými procesy a prebiotickou chemií se Ferris obrátil k pozorování Jupitera a největšího a nejvíce Země podobného měsíce, Titanu.
Prebiotická syntéza
Na konci 60. let Ferris publikoval soubor studií spolupráce s Leslie Orgel který objasnil několik prebiotických cest pro syntézu biologicky relevantních makromolekuly (počítaje v to nukleové báze, aminokyseliny a jejich prekurzory) z kyanovodík a kyano sloučeniny.[1] V další sérii publikací o chemické evoluci Ferris dále rozšířil porozumění těmto a dalším reakcím a demonstroval například mechanismy polymerace kyanovodíku za různých podmínek vedoucích k puriny, pyrimidiny, aminokyseliny a hostitel molekul organických prekurzorů.[2]
Montmorillonitová katalýza a polymerace RNA
Ferrisova práce v prebiotické syntéze za časných podmínek Země ho vedla k prozkoumání použití minerálu montmorillonit jako povrch pro polymeraci ribonukleotidů a další procesy. Montmorillonit je tvořen akumulací a rozpadem sopečného popela a může být přítomen na rané Zemi, což z něj činí slibného kandidáta na katalýzu prebiotických reakcí. V raných publikacích týkajících se montmorillonitových jílů to Ferris prokázal adsorpce z nukleotidy na svůj povrch může minerál katalyticky zvýšit tvorbu polyadenin a polycytosin oligonukleotidy a cyklické adeninmonofosfáty.[3] Složení montmorillonitových jílů se může lišit a bylo prokázáno, že přítomnost kovových kationtů ke stabilizaci zřetelných negativních nábojů minerálu ovlivňuje vazbu a katalýzu.[4][5] Později se Ferrisovi podařilo dosáhnout katalýzy fosfodiesterová vazba mezi několika aktivovanými ribonukleotidy, což vede k RNA oligomery na povrchu jílu až 50 nukleotidů.[6][7]
V roce 2010 Ferris ukázal, že montmorillonit je schopen ovlivnit regioselektivita RNA oligomerů, které katalyzuje.[8] Počínaje směsí D a L. enantiomery aktivovaných ribonukleotidů bylo až 76% výsledných oligomerů homochirální, poskytující nový směr pro dosud nezodpovězenou otázku původu homochirality v moderní biochemii.
Fotochemie na jiných planetách
Ferris zkonstruoval plynné simulace atmosféry Jupitera a Titanu a analyzoval jejich složení pomocí kombinace fotochemických technik, včetně rentgenová fotoelektronová spektroskopie a infračervená spektroskopie. Informace získané z těchto studií by pak mohly být přímo porovnány s měřeními jejich příslušných planet. Analýza atmosférických procesů na jiných planetách v naší sluneční soustavě je nejen přínosem pro pokračující snahy NASA o průzkum vesmíru, ale také umožňuje nahlédnout do historie naší vlastní planety a odhalit tak atmosférické procesy, které by byly důležité pro vznik života na prebiotická Země.
Přípravou analogů k atmosférickým aerosolům Titanu a ozářením použité směsi plynů byl Ferris schopen zkoumat indexy lomu a pozorovat syntézní reakce, které by mohly být použity jako modely a porovnány přímo s měřeními spektroskopických dat získaných z NASA Cassini-Huygens mise na Saturn.[9]
Vybrané publikace
- Ferris, J. P .; Hill, A. R .; Liu, R .; Orgel, L. E. (1996). "Syntéza dlouhých prebiotických oligomerů na minerálních površích". Příroda. 381 (6577): 59–61. Bibcode:1996 Natur.381 ... 59F. doi:10.1038 / 381059a0. hdl:2060/19980119839. PMID 8609988.
- Ferris, J. P .; Ertem, G. (1993). „Montmorillonitová katalýza tvorby oligomerů RNA ve vodném roztoku. Model prebiotické tvorby RNA“. J. Am. Chem. Soc. 115 (26): 12270–12275. doi:10.1021 / ja00079a006. PMID 11540110.
- Joshi, P. C .; Aldersley, M. F. (2011). „“Ferris, J. P. "Homochirová selektivita v syntéze RNA: Montmorillonitem katalyzované kvartérní reakce D, L-purinu s D, L-pyrimidinovými nukleotidy". Orig. Life Evol. Biosf. 41: 213–236. Bibcode:2011OLEB ... 41..213J. doi:10.1007 / s11084-010-9222-1. PMID 20725859.
- Ferris, J. P. (2006). „Tvorba oligomeru Rna katalyzovaná montmorillonitem: možná role katalýzy v počátcích života“. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 361 (1474): 1777–1786. doi:10.1098 / rstb.2006.1903. PMC 1664692. PMID 17008218.
- Vuitton, V .; Tran, B .; Persans, P .; Ferris, J. P. (2009). "Stanovení komplexních indexů lomu analogů oparu Titanu pomocí fototermální vychylovací spektroskopie". Icarus. 203 (2): 663–671. Bibcode:2009Icar..203..663V. doi:10.1016 / j.icarus.2009.04.016.
Ocenění a uznání
Ferris obdržel NIH Cena za kariéru v roce 1969, která mu umožnila výrazně rozšířit jeho výzkum syntézy prebiotických nukleotidů.
V roce 1996 mu ISSOL udělil Oparinovu medaili za úspěchy a přínos v oblasti původu chemie života.
V roce 2012 založil Rensselaer Polytechnic Institute na jeho počest James James Ferris Fellowship in Astrobiology.
Reference
- ^ Sanchez, R. A .; Ferris, J. P .; Orgel, L. E. (1967). "Studie v prebiotické syntéze: II. Syntéza purinových prekurzorů a aminokyselin z vodného kyanovodíku". Journal of Molecular Biology. 30 (2): 223–53. doi:10.1016 / S0022-2836 (67) 80037-8. PMID 4297187.
- ^ Ferris, J. P .; Donner, D. B .; Lobo, A. P. (1973). „Chemická evoluce: 11. Možná role kyanovodíku v chemické evoluci: Výzkum navrhované přímé syntézy peptidů z kyanovodíku“. Journal of Molecular Biology. 74 (4): 499–510. doi:10.1016/0022-2836(73)90042-9. PMID 4738112.
- ^ Ferris, J. P .; Huang, C.H .; Hagan, W. J. (1988). „Montmorillonit: Multifunkční minerální katalyzátor prebiologické tvorby fosfátových esterů“. Orig. Life Evol. Biosf. 18 (1): 121–133. Bibcode:1988OrLi ... 18..121F. doi:10.1007 / bf01808786. PMID 3368214.
- ^ Ferris, J. P .; Ertem, G .; Agarwal, V. K. (1989). "Adsorpce nukleotidů a polynukleotidů na montmorillonitový jíl". Orig. Life Evol. Biosf. 19 (2): 153–164. Bibcode:1989OLEB ... 19..153F. doi:10.1007 / bf01808149. PMID 11536623.
- ^ Ferris, J. P .; Ertem, G .; Agarwal, V. K. (1989). "Minerální katalýza tvorby dimerů 5'-AMP ve vodném roztoku: Možná role montmorillonitových jílů v prebiotické syntéze RNA". Orig. Life Evol. Biosf. 19 (2): 165–178. Bibcode:1989OLEB ... 19..165F. doi:10.1007 / bf01808150. PMID 2479900.
- ^ Ferris, J. P .; Hill, A. R .; Liu, R .; Orgel, L. E. (2. května 1996). "Syntéza dlouhých prebiotických oligomerů na minerálních površích". Příroda. 381 (6577): 59–61. Bibcode:1996 Natur.381 ... 59F. doi:10.1038 / 381059a0. hdl:2060/19980119839. PMID 8609988.
- ^ Ferris, J. P. (29. října 2006). „Montmorillonitem katalyzovaná tvorba RNA oligomerů: možná role katalýzy v počátcích života“. Filozofické transakce Královské společnosti B: Biologické vědy. 361 (1474): 1777–1786. doi:10.1098 / rstb.2006.1903. PMC 1664692. PMID 17008218.
- ^ Joshi, P. C .; Aldersley, M. F .; Ferris, J. P. (červen 2011). "Homochirová selektivita v syntéze RNA: Montmorillonitem katalyzované kvartérní reakce D, L-purinu s D, L-pyrimidinovými nukleotidy". Orig. Life Evol. Biosf. 41 (3): 213–236. Bibcode:2011OLEB ... 41..213J. doi:10.1007 / s11084-010-9222-1. PMID 20725859.
- ^ Vuitton, V .; Tran, B. U .; Persans, P. D .; Ferris, J. P. (říjen 2009). "Stanovení komplexních indexů lomu analogů oparu Titanu pomocí fototermální vychylovací spektroskopie". Icarus. 203 (2): 663–671. Bibcode:2009Icar..203..663V. doi:10.1016 / j.icarus.2009.04.016.