Стэнли Миллер - Stanley Miller

Эта статья об американском химике. Для американского художника с таким же именем см. Стэнли Маус.
Стэнли Ллойд Миллер
Miller1999.jpg
Родился(1930-03-07)7 марта 1930 г.
Окленд, Калифорния, Соединенные Штаты
Умер20 мая 2007 г.(2007-05-20) (77 лет)
Нэшнл-Сити, Калифорния, Соединенные Штаты
НациональностьСоединенные Штаты
Альма-матерКалифорнийский университет в Беркли
ИзвестенАбиогенез
НаградыМедаль Опарина
Научная карьера
ПоляХимия
УчрежденияЧикагский университет
Колумбийский университет
Калифорнийский университет в Сан-Диего
ДокторантГарольд Юри
ДокторантыДжеффри Бада

Стэнли Ллойд Миллер (7 марта 1930 - 20 мая 2007) был американским химиком, который провел важные эксперименты в происхождение жизни продемонстрировав, что широкий спектр жизненно важных органические соединения могут быть синтезированы довольно простыми химическими процессами из неорганический вещества. В 1952 г. он провел Эксперимент Миллера – Юри, который показал, что сложные органические молекулы могут быть синтезированы из неорганических предшественников. Об этом эксперименте широко сообщалось, и он подтвердил идею о том, что химическая эволюция ранней Земли привели к естественный синтез из химические строительные блоки жизни из неодушевленных неорганические молекулы.[1] Его называют «отцом химии пребиотиков».[2][3]

Жизнь и карьера

Стэнли Миллер родился в Окленд, Калифорния. Он был вторым ребенком (после брата Дональда) Натана и Эдит Миллер, потомков еврейских иммигрантов из Беларусь и Латвия. Его отец был поверенный и занимал должность заместителя окружного прокурора Окленда в 1927 году. Его мать была школьной учительницей, так что образование было вполне естественной средой в семье. Фактически, пока в Оклендская средняя школа его прозвали "химиком". Он последовал за своим братом в Калифорнийский университет в Беркли изучать химию в основном потому, что он чувствовал, что Дональд сможет ему помочь в этом вопросе. Он закончил бакалавриат в июне 1951 года. На выпускном курсе он столкнулся с финансовыми проблемами, так как его отец умер в 1946 году, оставив семью с нехваткой денег. К счастью, с помощью преподавателей Беркли (Калифорнийский университет в Беркли в то время не имел помощников), ему предложили должность ассистента преподавателя в университете. Чикагский университет в феврале 1951 г., что могло обеспечить основные средства для аспирантуры. Он присоединился к этому посту и в сентябре зарегистрировался на докторскую программу. Он лихорадочно искал тему для диссертации, встречаясь с одним профессором за другим, и был склонен к теоретическим проблемам, поскольку эксперименты были утомительными. Первоначально его убедили работать с физиком-теоретиком. Эдвард Теллер на синтез элементов. Следуя обычаям университета, где аспирант обязан посещать семинары, он посетил химический семинар, на котором нобелевский лауреат Гарольд Юри прочитал лекцию о происхождении солнечной системы и о том, как органический синтез может быть возможен при восстановительной среде, такой как примитивная атмосфера Земли. Миллер был безмерно вдохновлен. После года бесплодной работы с Теллером и перспективы того, что Теллер уедет из Чикаго для работы над водородной бомбой, в сентябре 1952 года Миллеру предложили обратиться к Юри за новым исследовательским проектом. Юри не сразу обрадовался интересу Миллера к пребиотическому синтезу, так как никаких успешных работ не было, и он даже предложил работать над таллием в метеоритах. Миллер настойчиво убедил Юри заняться электрическими разрядами в газах. Он обнаружил четкие доказательства производства аминокислот в реакционном сосуде. Он всегда боялся, что какие-нибудь частички экскрементов мух могут быть источником аминокислот, которые он обнаружил в реакционной пробирке (или его одноклассники так упрекали его). Это было не так, и результат стал явной демонстрацией того, что множество "органический «химические соединения могут быть произведены чисто неорганическими процессами. Миллер в конечном итоге получил докторскую степень в 1954 году и долгую репутацию. Из спектроскопических наблюдений за звездами теперь хорошо известно, что сложные органические соединения образуются в газах, выбрасываемых из атмосферы. звезды, богатые углеродом в результате химических реакций.Фундаментальный вопрос о том, какова связь между "добиотическими органическими" соединениями и происхождением жизни, остался.

После завершения докторская степень, Миллер переехал в Калифорнийский технологический институт как научный сотрудник Ф. Б. Джуэтта в 1954 и 1955 годах. Здесь он работал над механизмом, участвующим в амино и оксикислота синтез. Затем он поступил на кафедру биохимии в Колледж врачей и хирургов, Колумбийский университет, Нью-Йорк, где проработал следующие 5 лет. Когда новый Калифорнийский университет в Сан-Диего был основан, он стал первым доцентом кафедры химии в 1960 году, доцентом в 1962 году, а затем и профессором в 1968 году.[2][3]

Под его руководством прошли 8 аспирантов: Деннис Хафеманн, Джеффри Л. Бада, Надав Фридман, Джеймс Э. Ван Трамп, Гордон Шлезингер, Уильям Э. (Роско) Стриблинг, Джейсон П. Дворкин и Х. Джеймс Кливз II.[4]

Эксперимент Миллера

Основная статья: Эксперимент Юри-Миллера

Эксперимент Миллера появился в его технической статье в номере журнала от 15 мая 1953 г. Наука,[5] который превратил концепцию научных представлений о происхождении жизни в респектабельную сферу эмпирический запрос.[6] Его исследование стало классическим хрестоматийным определением научной основы происхождения жизни, а точнее, первым окончательным экспериментальным доказательством существования Опарин -Холдейн с теория "изначального супа". Юри и Миллер разработали для моделирования состояния океана и атмосферы примитивной Земли с помощью непрерывного цикла пар в смесь метан (CH4), аммиак (NH3), и водород (ЧАС2). Затем газовая смесь подвергалась воздействию электрического разряда, который вызывал химическую реакцию. Через неделю реакции Миллер обнаружил образование аминокислоты, такие как глицин, α- и β-аланин, с помощью бумажная хроматография. Он также обнаружил аспарагиновая кислота и гамма-аминомасляная кислота, но не был уверен в себе из-за слабых мест. Поскольку аминокислоты являются основными структурными и функциональными составляющими клеточной жизни, эксперимент показал возможность естественного органического синтеза для происхождения жизни на Земле.[7][8]

Проблема публикации

Миллер показал свои результаты Юри, который предложил немедленную публикацию. Юри отказался быть соавтором, чтобы Миллер не получил должного внимания. Рукопись с Миллером в качестве единственного автора была отправлена ​​в Наука 10 февраля 1953 г. После нескольких недель молчания Юри спросил и написал председателю редакционной коллегии 27 февраля о бездействии в обзор рукопись. Прошел месяц, а решения все еще не было. 10 марта разъяренный Юри потребовал вернуть рукопись и сам подал ее в Журнал Американского химического общества 13 марта. К тому времени редактор Наукаявно раздраженный инсинуациями Юри, написал прямо Миллеру, что рукопись будет опубликована. Миллер принял ее и забрал рукопись из Журнал Американского химического общества.[9]

Следовать за

Миллер продолжал свои исследования до своей смерти в 2007 году. По мере развития знаний о ранней атмосфере и совершенствования методов химического анализа он продолжал совершенствовать детали и методы. Ему удалось не только синтезировать все больше и больше разновидностей аминокислот, он также произвел большое количество неорганических и органических соединений, необходимых для построения клеток и метаболизма.[10] В подтверждение этого ряд независимых исследователей также подтвердили ряд химических синтезов.[11][12][13][14] С последним открытием того, что, в отличие от первоначальной экспериментальной гипотезы Миллера о сильно восстановительных условиях, примитивная атмосфера может быть довольно нейтральной, содержащей другие газы в различных пропорциях,[15] В последних работах Миллера, посмертно опубликованных в 2008 году, все же удалось синтезировать множество органических соединений с использованием таких условий.[16]

Переоценка

В 1972 году Миллер и его сотрудники повторили эксперимент 1953 года, но с новыми автоматическими химическими анализаторами, такими как ионообменная хроматография и газовая хроматография -масс-спектрометрии. Они синтезировали 33 аминокислоты, в том числе 10, которые, как известно, встречаются в организме в природе. К ним относятся все первичные альфа-аминокислоты, обнаруженные в Метеорит Мерчисон, который упал на Австралию в 1969 году.[17] Последующий эксперимент с электрическим разрядом на самом деле произвел больше разнообразных аминокислот, чем в метеорите.[18]

Незадолго до смерти Миллера среди его лабораторных материалов в университете было найдено несколько коробок с пузырьками с сухими остатками. В записке указывалось, что некоторые из его оригинальных экспериментов 1952-1954 гг., Проведенные с использованием трех разных аппаратов, и один из 1958 г., который включал ЧАС2S в газовой смеси впервые, и результат никогда не публиковался. В 2008 году его ученики повторно проанализировали образцы 1952 года, используя более чувствительные методы, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография и жидкостная хроматография - времяпролетная масс-спектрометрия. Их результат показал синтез 22 аминокислот и 5 аминов, показывая, что в первоначальном эксперименте Миллера было получено гораздо больше соединений, чем на самом деле сообщалось в 1953 году.[19] Незарегистрированные образцы 1958 были проанализированы в 2011 году, из которых были обнаружены 23 аминокислоты и 4 амина, в том числе 7 сероорганических соединений.[1][20][21][22]

Смерть

Миллер перенес серию инсультов, начавшихся в ноябре 1999 года, которые все больше подавляли его физическую активность. Он жил в дом престарелых в National City, к югу от Сан-Диего, и умер 20 мая 2007 года в соседней больнице Paradise. У него остались брат Дональд и его семья, а также его преданная партнерша Мария Моррис.[7]

Почести и признания

Миллера помнят за его основополагающие работы в области происхождения жизни (и его считали пионером в области экзобиология ), естественное появление клатрат гидраты, и общие механизмы действия анестезия. Он был избран в США Национальная академия наук в 1973 году он был почетным советником Высшего совета по научным исследованиям Испании в 1973 году. Медаль Опарина Международным обществом изучения происхождения жизни в 1983 году и был его президентом с 1986 по 1989 год.[7]

Он был номинирован на Нобелевская премия не раз в жизни.[23]

Премия Стэнли Л. Миллера для молодых ученых в возрасте до 37 лет учрежден Международным астробиологическим обществом с 2008 года.[24]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Bada JL (2013). «Новые открытия в химии пребиотиков из экспериментов Стэнли Миллера с искровым разрядом». Обзоры химического общества. 42 (5): 2186–2196. Дои:10.1039 / c3cs35433d. PMID  23340907.
  2. ^ а б Бада Дж. Л., Ласкано А. Стэнли Л. Миллер (1930-2007): биографические воспоминания (PDF). Национальная академия наук (США). С. 1–40.
  3. ^ а б Ласкано А, Бада JL (2007). «Стэнли Л. Миллер (1930-2007): размышления и воспоминания». Истоки жизни и эволюция биосфер. 38 (5): 373–381. Дои:10.1007 / s11084-008-9145-2. PMID  18726708.
  4. ^ «Стэнли Ллойд Миллер, доктор философии». Академическое дерево. Академическое генеалогическое древо. Получено 13 октября 2018.
  5. ^ Миллер С.Л. (1953). «Производство аминокислот в возможных примитивных земных условиях». Наука. 117 (3046): 528–529. Bibcode:1953Научный ... 117..528М. Дои:10.1126 / science.117.3046.528. PMID  13056598.
  6. ^ Bada JL, Lazcano A (2002). «Миллер открыл новые способы изучения истоков жизни». Природа. 416 (6880): 475. Bibcode:2002Натура 416..475Б. Дои:10.1038 / 416475a. PMID  11932715.
  7. ^ а б c Центр новостей UCSD (21 мая 2007 г.). "Отец химии" Происхождение жизни "в Калифорнийском университете в Сан-Диего умирает". ucsdnews.ucsd.edu. Калифорнийский университет в Сан-Диего. Получено 2013-07-03.
  8. ^ Lazcano A, Bada JL (2003). «Эксперимент Стэнли Л. Миллера 1953 года: пятьдесят лет пребиотической органической химии». Истоки жизни и эволюция биосферы. 33 (3): 235–242. Bibcode:2003 ОЛЕБ ... 33..235Л. Дои:10.1023 / А: 1024807125069. PMID  14515862.
  9. ^ Bada JL, Lazcano A (2003). «Восприятие науки. Суп с пребиотиками - возвращаясь к эксперименту Миллера». Наука. 300 (5620): 745–746. Дои:10.1126 / science.1085145. PMID  12730584.
  10. ^ Миллер С.Л. (1986). «Современное состояние пребиотического синтеза малых молекул». Chemica Scripta. 26 (B): 5–11. PMID  11542054.
  11. ^ Хаф Л., Роджерс А.Ф. (1956). «Синтез аминокислот из воды, водорода, метана и аммиака». Журнал физиологии. 132 (2): 28–30. Дои:10.1113 / jphysiol.1956.sp005559. PMID  13320416.
  12. ^ Оро Дж (1983). «Химическая эволюция и происхождение жизни». Успехи в космических исследованиях. 3 (9): 77–94. Bibcode:1983AdSpR ... 3 ... 77O. Дои:10.1016/0273-1177(83)90044-3. PMID  11542466.
  13. ^ Базиль Б., Ласкано А., Оро Дж. (1984). «Пребиотические синтезы пуринов и пиримидинов». Adv Space Res. 4 (12): 125–131. Bibcode:1984AdSpR ... 4..125B. Дои:10.1016/0273-1177(84)90554-4. PMID  11537766.
  14. ^ Якшиц Т.А., Роде Б.М. (2012). «Химическая эволюция от простых неорганических соединений до хиральных пептидов». Обзоры химического общества. 41 (16): 5484–5489. Дои:10.1039 / c2cs35073d. PMID  22733315.
  15. ^ Занле К., Шефер Л., Фегли Б. (2010). «Самые ранние атмосферы Земли». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 2 (10): a004895. Дои:10.1101 / cshperspect.a004895. ЧВК  2944365. PMID  20573713.
  16. ^ Раскол Х. Дж., Чалмерс Дж. Х., Ласкано А., Миллер С. Л., Бада Дж. Л. (200). «Переоценка пребиотического органического синтеза в нейтральных планетных атмосферах». Истоки жизни и эволюция биосфер. 38 (2): 105–115. Bibcode:2008OLEB ... 38..105C. Дои:10.1007 / s11084-007-9120-3. PMID  18204914.
  17. ^ Ring D, Wolman Y, Friedmann N, Miller SL (1972). «Пребиотический синтез гидрофобных и белковых аминокислот». Труды Национальной академии наук. 69 (3): 765–768. Bibcode:1972ПНАС ... 69..765Р. Дои:10.1073 / pnas.69.3.765. ЧВК  426553. PMID  4501592.
  18. ^ Wolman Y, Haverland WJ, Миллер SL (1972). «Небелковые аминокислоты от искровых разрядов и их сравнение с аминокислотами из метеорита мерчисон». Труды Национальной академии наук. 69 (4): 809–811. Bibcode:1972PNAS ... 69..809Вт. Дои:10.1073 / pnas.69.4.809. ЧВК  426569. PMID  16591973.
  19. ^ Джонсон А.П., Кливз Х.Дж., Дворкин Дж.П., Главин Д.П., Ласкано А, Бада JL (2008). "Эксперимент по искровому разряду вулкана Миллера". Наука. 322 (5900): 404. Bibcode:2008Sci ... 322..404J. Дои:10.1126 / science.1161527. PMID  18927386.
  20. ^ Паркер Е.Т., Кливз Г.Дж., Дворкин Дж.П., Главин Д.П., Каллахан М., Обри А., Ласкано А., Бада, Д.Л. (2011). "Первоначальный синтез аминов и аминокислот в 1958 г. Миллер Х.2S-богатый искровой разряд ». Труды Национальной академии наук. 108 (12): 5526–5531. Bibcode:2011ПНАС..108.5526П. Дои:10.1073 / pnas.1019191108. ЧВК  3078417. PMID  21422282.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  21. ^ Кейм, Брэндон (16 октября 2008 г.). «Забытый эксперимент может объяснить истоки жизни». Проводной журнал. Получено 22 марта, 2011.
  22. ^ Штайгервальд, Билл (16 октября 2008 г.). «Вулканы, возможно, дали искру и химический состав для первой жизни». Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Получено 22 марта, 2011.
  23. ^ Чи КР (24 мая 2007 г.). "Стэнли Л. Миллер умирает". Ученый. Получено 2013-07-03.
  24. ^ Астробиология (6 марта 2008 г.). "Премия Стэнли Л. Миллера". astrobiology2.arc.nasa.gov. НАСА. Архивировано из оригинал 4 марта 2013 г.. Получено 2013-07-03.

внешние ссылки