Stanley Miller - Stanley Miller

Tento článek je o americkém chemikovi. Pro amerického umělce stejného jména viz Myš Stanley.
Stanley Lloyd Miller
Miller1999.jpg
narozený(1930-03-07)7. března 1930
Oakland v Kalifornii, Spojené státy
Zemřel20. května 2007(2007-05-20) (ve věku 77)
National City, Kalifornie, Spojené státy
NárodnostSpojené státy
Alma materKalifornská univerzita v Berkeley
Známý jakoAbiogeneze
OceněníOparinová medaile
Vědecká kariéra
PoleChemie
InstituceUniversity of Chicago
Columbia University
University of California, San Diego
Doktorský poradceHarold Urey
DoktorandiJeffrey Bada

Stanley Lloyd Miller (07.03.1930 - 20 května 2007) byl americký chemik, který provedl významné experimenty v původ života tím, že prokáže, že široká škála zásadních organické sloučeniny lze syntetizovat poměrně jednoduchými chemickými procesy z anorganické látky. V roce 1952 provedl Miller – Ureyův experiment, který ukázal, že složité organické molekuly lze syntetizovat z anorganických prekurzorů. Experiment byl široce hlášen a poskytoval podporu myšlence, že chemická evoluce rané Země vedly k přírodní syntéza z chemické stavební kameny života neživý anorganické molekuly.[1] Byl popsán jako „otec prebiotické chemie“.[2][3]

Život a kariéra

Stanley Miller se narodil v roce Oakland v Kalifornii. Byl druhým dítětem (po bratrovi Donaldovi) Nathana a Edith Millerové, potomků židovských přistěhovalců z Bělorusko a Lotyšsko. Jeho otec byl advokát a zastával funkci zástupce okresního prokurátora v Oaklandu v roce 1927. Jeho matka byla učitelkou na škole, takže vzdělání bylo v rodině zcela přirozeným prostředím. Ve skutečnosti, zatímco v Střední škola v Oaklandu on byl přezdíval “chem svištět”. Následoval svého bratra k Kalifornská univerzita v Berkeley studovat chemii hlavně proto, že cítil, že by mu Donald mohl v tomto předmětu pomoci. Vystudoval BSC v červnu 1951. Pro maturitu čelil finančním problémům, protože jeho otec zemřel v roce 1946 a zanechal rodinu s nedostatkem peněz. Naštěstí s pomocí Berkeleyovy fakulty (UC Berkeley tehdy neměl asistentská povolání) mu byla nabídnuta asistentská výuka na University of Chicago v únoru 1951, který mohl poskytnout základní prostředky pro práci absolventa. Nastoupil na tento post a v září se zaregistroval na doktorský program. Zběsile hledal téma disertační práce, na kterém pracoval, setkával se s jedním profesorem za druhým, a inklinoval k teoretickým problémům, protože experimenty byly obvykle pracné. Zpočátku byl přesvědčen o spolupráci s teoretickým fyzikem Edward Teller na syntéza prvků. Podle zvyklostí univerzity, kde je postgraduální student povinen účastnit se seminářů, se zúčastnil chemického semináře, na kterém laureát Nobelovy ceny Harold Urey přednášel o původu sluneční soustavy a o tom, jak je možné provádět organickou syntézu v redukujícím prostředí, jako je primitivní zemská atmosféra. Miller byl nesmírně inspirován. Po roce bezvýsledné práce s Tellerem a vyhlídce, že Teller odejde z Chicaga pracovat na vodíkové bombě, byl Miller v září 1952 vyzván, aby se obrátil na Urey kvůli novému výzkumnému projektu. Urey nebyl okamžitě nadšený Millerovým zájmem o prebiotickou syntézu, protože nebyly provedeny žádné úspěšné práce, a dokonce navrhl pracovat na thalliu v meteoritech. S vytrvalostí Miller přesvědčil Urey, aby sledoval elektrické výboje v plynech. Našel jasný důkaz o produkci aminokyselin v reakční nádobě. Vždy se bál, že některé skvrny exkrementů mouchy mohou být zdrojem aminokyselin, které objevil v reakční zkumavce (nebo ho spolužáci tak pokárali). Tak tomu nebylo a výsledkem byla jasná demonstrace, že řada „organický „Chemické sloučeniny lze vyrábět čistě anorganickými procesy. Miller nakonec získal doktorát v roce 1954 a dlouhodobou reputaci. Ze spektroskopických pozorování na hvězdách je nyní dobře známo, že v plynech odfukovaných z plynu se tvoří složité organické sloučeniny. hvězdy bohaté na uhlík v důsledku chemických reakcí. Základní otázka, jaké bylo spojení mezi „prebiotickými organickými“ sloučeninami a původem života, zůstala.

Po dokončení a doktorát Miller se přestěhoval do Kalifornský technologický institut jako F. F. Jewett Fellow v letech 1954 a 1955. Zde pracoval na mechanismu zapojeném do amino a hydroxykyselina syntéza. Poté nastoupil na katedru biochemie na College of Physicians and Surgeons, Columbia University, New York, kde pracoval dalších 5 let. Když nový Kalifornská univerzita v San Diegu byl založen, stal se prvním asistentem na katedře chemie v roce 1960 a docentem v roce 1962 a poté řádným profesorem v roce 1968.[2][3]

Vedl 8 doktorandů: Dennis Hafemann, Jeffrey L. Bada, Nadav Friedmann, James E. Van Trump, Gordon Schlesinger, William E. (Roscoe) Stribling, Jason P. Dworkin a H. James Cleaves II.[4]

Millerův experiment

Hlavní článek: Urey-Millerův experiment

Millerův experiment se objevil v jeho technické práci v čísle z 15. Května 1953 Věda,[5] který transformoval koncept vědeckých myšlenek o původu života do úctyhodné říše empirický poptávka.[6] Jeho studie se stala klasickou učebnicovou definicí vědeckého základu původu života, konkrétněji prvními definitivními experimentálními důkazy o Oparin -Haldane je teorie „prvotní polévky“. Urey a Miller navrhli simulovat oceánsko-atmosférické podmínky primitivní Země pomocí nepřetržitého běhu pára do směsi metan (CH4), amoniak (NH3), a vodík (H2). Plynná směs byla poté vystavena elektrickému výboji, který vyvolal chemickou reakci. Po týdnu reakce Miller zjistil vznik aminokyseliny, jako glycin, α- a β-alanin, použitím papírová chromatografie. Také zjistil kyselina asparagová a kyselina gama-aminomáselná, ale nebyl si jistý kvůli slabým místům. Vzhledem k tomu, že aminokyseliny jsou základní strukturní a funkční složkou buněčného života, experiment ukázal možnost přirozené organické syntézy pro vznik života na Zemi.[7][8]

Problém s publikací

Miller ukázal své výsledky Ureyovi, který navrhl okamžité zveřejnění. Urey odmítl být spoluautorem, aby Miller nedostal malý nebo žádný kredit. Rukopis s Millerem jako jediným autorem byl předložen Věda dne 10. února 1953. Po týdnech mlčení se Urey zeptal a 27. února napsal předsedovi redakční rady o nedostatečné akci v revize rukopis. Uplynul měsíc, ale stále nebylo rozhodnutí. 10. března rozzuřený Urey požadoval vrácení rukopisu a sám jej předložil Journal of the American Chemical Society 13. března. Do té doby, redaktor Věda, očividně naštvaný Ureyovou narážkou, napsal přímo Millerovi, že rukopis má být publikován. Miller to přijal a stáhl rukopis z Journal of the American Chemical Society.[9]

Následovat

Miller pokračoval ve svém výzkumu až do své smrti v roce 2007. Jak postupovaly znalosti o rané atmosféře a postupovaly techniky pro chemické analýzy, neustále zdokonaloval podrobnosti a metody. Nejenže se mu podařilo syntetizovat stále více a více druhů aminokyselin, ale také produkoval širokou škálu anorganických a organických sloučenin nezbytných pro buněčnou konstrukci a metabolismus.[10] Na podporu řady nezávislých vědců také potvrdila řadu chemických syntéz.[11][12][13][14] S nejnovějším odhalením, že na rozdíl od původní Millerovy experimentální hypotézy silně redukujících podmínek může být primitivní atmosféra zcela neutrální, obsahující jiné plyny v různých poměrech,[15] Millerovy poslední práce, posmrtně publikované v roce 2008, stále dokázaly syntetizovat řadu organických sloučenin za použití takových podmínek.[16]

Přehodnocení

V roce 1972 Miller a jeho spolupracovníci zopakovali experiment z roku 1953, ale s nově vyvinutými automatickými chemickými analyzátory, jako např iontoměničová chromatografie a plynová chromatografie -hmotnostní spektrometrie. Syntetizovali 33 aminokyselin, včetně 10, o nichž je známo, že se přirozeně vyskytují v organismech. Patřily mezi ně všechny primární alfa-aminokyseliny nacházející se v Murchisonův meteorit, který padl na Austrálii v roce 1969.[17] Následující experiment s elektrickým výbojem ve skutečnosti produkoval více různých aminokyselin než v meteoritu.[18]

Těsně před Millerovou smrtí bylo mezi jeho laboratorními materiály na univerzitě nalezeno několik krabic obsahujících lahvičky se sušenými zbytky. Poznámka naznačila, že některé byly z jeho původních experimentů z let 1952-1954, vyrobených pomocí tří různých aparátů, a jeden z roku 1958, který zahrnoval H2S v plynné směsi poprvé a výsledek nebyl nikdy publikován. V roce 2008 jeho studenti znovu analyzovali 1952 vzorků pomocí citlivějších technik, jako např vysoce účinná kapalinová chromatografie a kapalinová chromatografie - doba spektrometrie letové hmotnosti. Jejich výsledek ukázal syntézu 22 aminokyselin a 5 aminů, což odhalilo, že původní Millerův experiment produkoval mnohem více sloučenin, než ve skutečnosti bylo uvedeno v roce 1953.[19] V roce 2011 bylo analyzováno nehlášených 1958 vzorků, z nichž bylo detekováno 23 aminokyselin a 4 aminy, včetně 7 organosírových sloučenin.[1][20][21][22]

Smrt

Miller utrpěl sérii úderů počínaje listopadem 1999, které stále více potlačovaly jeho fyzickou aktivitu. Bydlel v pečovatelský dům v Národní město, jižně od San Diega, a zemřel 20. května 2007 v nedaleké nemocnici Paradise. Zůstal po něm jeho bratr Donald a jeho rodina a jeho oddaná partnerka Maria Morris.[7]

Vyznamenání a uznání

Miller je připomínán pro jeho klíčová díla o původu života (a byl považován za průkopníka v oblasti exobiologie ), přirozený výskyt klatrát hydratuje a obecné mechanismy působení anestézie. Byl zvolen do USA Národní akademie věd v roce 1973. Byl čestným rádcem Vyšší rady pro vědecký výzkum Španělska v roce 1973. Byl vyznamenán Oparinová medaile Mezinárodní společností pro studium původu života v roce 1983 a předsedal jí v letech 1986 až 1989.[7]

Byl nominován na Nobelova cena více než jednou v životě.[23]

Cena Stanley L. Millera pro mladé vědce mladší 37 let zavedla Mezinárodní astrobiologická společnost od roku 2008.[24]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Bada JL (2013). „Nové poznatky o prebiotické chemii z experimentů s jiskrovým výbojem od Stanleyho Millera“. Recenze chemické společnosti. 42 (5): 2186–2196. doi:10.1039 / c3cs35433d. PMID  23340907.
  2. ^ A b Bada JL, Lazcano A. Stanley L. Miller (1930-2007): Biografická monografie (PDF). Národní akademie věd (USA). s. 1–40.
  3. ^ A b Lazcano A, Bada JL (2007). „Stanley L. Miller (1930-2007): úvahy a vzpomínky“. Počátky života a vývoj biosfér. 38 (5): 373–381. doi:10.1007 / s11084-008-9145-2. PMID  18726708.
  4. ^ „Stanley Lloyd Miller, Ph.D.“ Akademický strom. Akademický rodokmen. Citováno 13. října 2018.
  5. ^ Miller SL (1953). „Produkce aminokyselin za možných podmínek primitivní Země“. Věda. 117 (3046): 528–529. Bibcode:1953Sci ... 117..528M. doi:10.1126 / science.117.3046.528. PMID  13056598.
  6. ^ Bada JL, Lazcano A (2002). „Miller odhalil nové způsoby, jak studovat počátky života“. Příroda. 416 (6880): 475. Bibcode:2002 Natur.416..475B. doi:10.1038 / 416475a. PMID  11932715.
  7. ^ A b C UCSD News Center (21. května 2007). „Otec chemie„ Původ života “na UC San Diego umírá“. ucsdnews.ucsd.edu. University of California, San Diego. Citováno 2013-07-03.
  8. ^ Lazcano A, Bada JL (2003). „Experiment Stanley L. Millera z roku 1953: padesát let prebiotické organické chemie“. Počátky života a vývoj biosféry. 33 (3): 235–242. Bibcode:2003OLEB ... 33..235L. doi:10.1023 / A: 1024807125069. PMID  14515862.
  9. ^ Bada JL, Lazcano A (2003). „Vnímání vědy. Prebiotická polévka - přehodnocení Millerova experimentu“. Věda. 300 (5620): 745–746. doi:10.1126 / science.1085145. PMID  12730584.
  10. ^ Miller SL (1986). "Aktuální stav prebiotické syntézy malých molekul". Chemica Scripta. 26 (B): 5–11. PMID  11542054.
  11. ^ Hough L, Rogers AF (1956). "Syntéza aminokyselin z vody, vodíku, metanu a amoniaku". The Journal of Physiology. 132 (2): 28–30. doi:10.1113 / jphysiol.1956.sp005559. PMID  13320416.
  12. ^ Oro J (1983). "Chemická evoluce a původ života". Pokroky ve vesmírném výzkumu. 3 (9): 77–94. Bibcode:1983AdSpR ... 3 ... 77O. doi:10.1016/0273-1177(83)90044-3. PMID  11542466.
  13. ^ Basile B, Lazcano A, Oró J (1984). "Prebiotická syntéza purinů a pyrimidinů". Adv Space Res. 4 (12): 125–131. Bibcode:1984AdSpR ... 4..125B. doi:10.1016/0273-1177(84)90554-4. PMID  11537766.
  14. ^ Jakschitz TA, Rode BM (2012). "Chemický vývoj od jednoduchých anorganických sloučenin k chirálním peptidům". Recenze chemické společnosti. 41 (16): 5484–5489. doi:10.1039 / c2cs35073d. PMID  22733315.
  15. ^ Zahnle K, Schaefer L, Fegley B (2010). „Nejstarší atmosféry Země“. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii. 2 (10): a004895. doi:10.1101 / cshperspect.a004895. PMC  2944365. PMID  20573713.
  16. ^ Štěpí HJ, Chalmers JH, Lazcano A, Miller SL, Bada JL (200). „Přehodnocení prebiotické organické syntézy v neutrálních planetárních atmosférách“. Počátky života a vývoj biosfér. 38 (2): 105–115. Bibcode:2008OLEB ... 38..105C. doi:10.1007 / s11084-007-9120-3. PMID  18204914.
  17. ^ Ring D, Wolman Y, Friedmann N, Miller SL (1972). „Prebiotická syntéza hydrofobních a proteinových aminokyselin“. Sborník Národní akademie věd. 69 (3): 765–768. Bibcode:1972PNAS ... 69..765R. doi:10.1073 / pnas.69.3.765. PMC  426553. PMID  4501592.
  18. ^ Wolman Y, Haverland WJ, Miller SL (1972). „Neproteinové aminokyseliny z výbojů jisker a jejich srovnání s aminokyselinami murchisonského meteoritu“. Sborník Národní akademie věd. 69 (4): 809–811. Bibcode:1972PNAS ... 69..809W. doi:10.1073 / pnas.69.4.809. PMC  426569. PMID  16591973.
  19. ^ Johnson AP, Cleaves HJ, Dworkin JP, Glavin DP, Lazcano A, Bada JL (2008). „Millerův vulkanický jiskrový experiment“. Věda. 322 (5900): 404. Bibcode:2008Sci ... 322..404J. doi:10.1126 / science.1161527. PMID  18927386.
  20. ^ Parker ET, Cleaves HJ, Dworkin JP, Glavin DP, Callahan M, Aubrey A, Lazcano A, Bada, JL (2011). „Prvotní syntéza aminů a aminokyselin v Miller H. 19582Experiment s jiskrovým výbojem bohatým na ". Sborník Národní akademie věd. 108 (12): 5526–5531. Bibcode:2011PNAS..108.5526P. doi:10.1073 / pnas.1019191108. PMC  3078417. PMID  21422282.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  21. ^ Keim, Brandon (16. října 2008). „Zapomenutý experiment může vysvětlit počátky života“. Wired Magazine. Citováno 22. března 2011.
  22. ^ Steigerwald, Bill (16. října 2008). „Sopky mohly poskytnout jiskry a chemii pro první život“. NASA Goddard Space Flight Center. Citováno 22. března 2011.
  23. ^ Chi KR (24. května 2007). „Stanley L. Miller umírá“. Vědec. Citováno 2013-07-03.
  24. ^ Astrobiologie (6. března 2008). „Cena Stanley L. Millera“. astrobiology2.arc.nasa.gov. NASA. Archivovány od originál dne 4. března 2013. Citováno 2013-07-03.

externí odkazy