Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья об американском химике. Чтобы узнать об американском художнике с таким же именем, см. Стэнли Маус .
Стэнли Ллойд Миллер
Miller1999.jpg
Родившийся(1930-03-07)7 марта 1930 г.
Окленд, Калифорния , США
Умер20 мая 2007 г. (2007-05-20)(77 лет)
Нэшнл-Сити, Калифорния , США
НациональностьСоединенные Штаты
Альма-матерКалифорнийский университет в Беркли
ИзвестенАбиогенез
НаградыМедаль Опарина
Научная карьера
ПоляХимия
УчрежденияЧикагский
университет Колумбийский университет
Калифорнийский университет, Сан-Диего
ДокторантГарольд Юри
ДокторантыДжеффри Бада

Стэнли Ллойд Миллер (7 марта 1930 - 20 мая 2007) был американским химиком, который провел знаменательные эксперименты по происхождению жизни , продемонстрировав, что широкий спектр жизненно важных органических соединений может быть синтезирован с помощью довольно простых химических процессов из неорганических веществ. В 1952 году он провел эксперимент Миллера-Юри , который показал, что сложные органические молекулы могут быть синтезированы из неорганических предшественников. Эксперимент широко освещался, и оказывал поддержку идеи о том , что химическая эволюции ранней Земли привела к естественному синтезу из химических строительных блоков жизни из неживых неорганических молекул. [1] Его называют «отцом пребиотической химии». [2] [3]

Жизнь и карьера [ править ]

Стэнли Миллер родился в Окленде, штат Калифорния . Он был вторым ребенком (после брата Дональда) Натана и Эдит Миллер, потомков еврейских иммигрантов из Беларуси и Латвии . Его отец был поверенным 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, в средней школе Окленда 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. По окончании курса он столкнулся с финансовыми проблемами, так как его отец умер в 1946 году, оставив семье нехватку денег. К счастью, с помощью профессорско-преподавательского состава Беркли (в то время у Калифорнийского университета в Беркли не было ассистентов) в феврале 1951 года ему предложили стажировку преподавателя в Чикагском университете , которая могла обеспечить основные средства для работы в аспирантуре. 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 о синтезе элементов . Следуя обычаям университета, где аспирант обязан посещать семинары, он посетил химический семинар, на котором нобелевский лауреат Гарольд Урипрочитал лекцию о происхождении солнечной системы и о том, как органический синтез возможен при восстановлении окружающей среды, 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-то частички экскрементов мух могут быть источником аминокислот, которые он обнаружил в реакционной пробирке (или его так упрекали одноклассники). Это было не так, и результат стал явной демонстрацией того, что множество "органические 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 выхлопных газах. богатых углеродом звезд в результате химических реакций.Фундаментальный вопрос о том, какая связь была между "добиотическими органическими" соединениями и происхождением жизни, остается.

После получения докторской степени Миллер перешел в Калифорнийский технологический институт в качестве научного сотрудника Ф. Б. Джуэтта в 1954 и 1955 годах. Здесь он работал над механизмом, участвующим в синтезе амино и гидроксикислот . Затем он перешел в отдел биохимии в колледже врачей и хирургов, Колумбийский университет , Нью - Йорк , где он работал в течение следующих 5 лет. Когда был основан новый Калифорнийский университет в Сан-Диего , он стал первым доцентом кафедры химии в 1960 году, адъюнкт-профессором в 1962 году, а затем полным профессором в 1968 году. [2] [3]

Он руководил 8 аспирантами: Деннисом Хафеманом, Джеффри Л. Бада , Надавом Фридманном, Джеймсом Э. Ван Трампом, Гордоном Шлезингером, Уильямом Э. (Роско) Стриблингом, Джейсоном П. Дворкином и Х. Джеймсом Кливзом II. [4]

Эксперимент Миллера [ править ]

Основная статья: эксперимент Юри-Миллера

Эксперимент Миллера появился в его технической статье в журнале Science от 15 мая 1953 года [5], который преобразовал концепцию научных идей о происхождении жизни в респектабельную область эмпирических исследований. [6] Его исследование стало классическим определением учебника научной основы происхождения жизни, или , более конкретно, первого окончательного экспериментального доказательства Опарины - Холдейн «s теории„первобытной“ . Ури и Миллер разработали для моделирования состояния океана и атмосферы примитивной Земли с помощью непрерывного потока пара в смесь метана (CH 4 ),аммиак (NH 3 ) и водород (H 2 ). Затем газовая смесь подвергалась воздействию электрического разряда, который вызывал химическую реакцию. После недели реакции Миллер обнаружил образование аминокислот , таких как глицин , α- и β- аланин , с помощью бумажной хроматографии . Он также обнаружил аспарагиновую кислоту и гамма-аминомасляную кислоту , но не был уверен в этом 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 с публикацией [ править ]

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 Science 10 февраля 1953 года. После нескольких недель молчания Юри задал вопрос и написал председателю редакционной коллегии 27 февраля о бездействии в рецензировании рукописи. Прошел месяц, а решения все еще не было. 10 марта разъяренный Юри потребовал вернуть рукопись, а сам 13 марта представил ее в Журнал Американского химического общества . К тому времени редактор журнала Scienceявно раздраженный инсинуациями Юри, написал прямо Миллеру, что рукопись будет опубликована. Миллер принял ее и забрал рукопись из Журнала Американского химического общества . [9]

Продолжение [ править ]

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 не только удалось 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 самым последним открытием, что, в отличие от первоначальной экспериментальной гипотезы Миллера о сильно восстановительных условиях, примитивная атмосфера может быть довольно нейтральной, содержащей другие газы в других пропорциях, [15]В последних работах Миллера, посмертно опубликованных в 2008 году, все же удалось синтезировать множество органических соединений с использованием таких условий. [16]

Повторная оценка [ править ]

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-спектрометрия . Они синтезировали 33 аминокислоты, в том числе 10, которые, как известно, встречаются в организме в природе. Они включали все первичные альфа-аминокислоты, обнаруженные в метеорите Мерчисон , который упал на Австралию в 1969 году. [17] Последующий эксперимент с электрическим разрядом фактически 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 них были взяты из его первоначальных экспериментов 1952–1954 годов, проведенных с использованием трех разных аппаратов, а один - из 1958, который впервые включал H 2 S в газовую смесь, и результаты никогда не публиковались. 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 г. [19]Незарегистрированные образцы 1958 были проанализированы в 2011 году, из которых были обнаружены 23 аминокислоты и 4 амина, в том числе 7 сернистых соединений. [1] [20] [21] [22]

Смерть [ править ]

Миллер перенес серию инсультов, начавшихся в ноябре 1999 года, которые все больше препятствовали его физической активности. Он жил в доме престарелых в Нэшнл-Сити , 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 [ править ]

Миллера помнят за его основополагающие работы о происхождении жизни (и он считался пионером в области экзобиологии ), естественным возникновением клатрат гидратов и общими механизмами действия анестезии . В 1973 году он был избран членом Национальной академии наук США. В 1973 году он был почетным советником Высшего совета по научным исследованиям Испании. В 1983 году Международное общество изучения происхождения жизни наградило его медалью Опарина. , и был ее президентом с 1986 по 1989 год. [7]

Не раз в жизни номинировался на Нобелевскую премию . [23]

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

См. Также [ править ]

  • Абиогенез
  • Александр Опарин
  • Биохимия
  • Микросфера
  • Протеиноид
  • Сидни В. Фокс

Ссылки [ править ]

  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. DOI : 10.1039 / c3cs35433d . PMID  23340907 .
  2. ^ a b Bada JL, Ласкано А. Стэнли Л. Миллер (1930-2007): Биографические воспоминания (PDF) . Национальная академия наук (США). С. 1–40.
  3. ^ a b Lazcano A, Bada JL (2007). «Стэнли Л. Миллер (1930-2007): размышления и воспоминания». Истоки жизни и эволюция биосфер . 38 (5): 373–381. DOI : 10.1007 / s11084-008-9145-2 . PMID 18726708 . 
  4. ^ «Стэнли Ллойд Миллер, доктор философии». Академическое дерево . Академическое генеалогическое древо . Проверено 13 октября 2018 года .
  5. ^ Миллер SL (1953). «Производство аминокислот в возможных примитивных земных условиях» . Наука . 117 (3046): 528–529. Bibcode : 1953Sci ... 117..528M . DOI : 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 : 2002Natur.416..475B . DOI : 10.1038 / 416475a . PMID 11932715 . 
  7. ^ a b 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 . Проверено 3 июля 2013 .
  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 : 2003OLEB ... 33..235L . DOI : 10,1023 / A: 1024807125069 . PMID 14515862 . 
  9. ^ Bada JL, Lazcano A (2003). «Восприятие науки. Суп с пребиотиками - возвращаясь к эксперименту Миллера» . Наука . 300 (5620): 745–746. DOI : 10.1126 / science.1085145 . PMID 12730584 . 
  10. ^ Миллер SL (1986). «Современное состояние пребиотического синтеза малых молекул». Chemica Scripta . 26 (B): 5–11. PMID 11542054 . 
  11. Перейти ↑ Hough L, Rogers AF (1956). «Синтез аминокислот из воды, водорода, метана и аммиака» . Журнал физиологии . 132 (2): 28–30. DOI : 10.1113 / jphysiol.1956.sp005559 . PMID 13320416 . 
  12. Перейти ↑ Oro J (1983). «Химическая эволюция и происхождение жизни». Успехи в космических исследованиях . 3 (9): 77–94. Bibcode : 1983AdSpR ... 3 ... 77O . DOI : 10.1016 / 0273-1177 (83) 90044-3 . PMID 11542466 . 
  13. ^ Basile В, Ласкано А, ORO J (1984). «Пребиотические синтезы пуринов и пиримидинов». Adv Space Res . 4 (12): 125–131. Bibcode : 1984AdSpR ... 4..125B . DOI : 10.1016 / 0273-1177 (84) 90554-4 . PMID 11537766 . 
  14. ^ Jakschitz Т.А., Роде Б.М. (2012). «Химическая эволюция от простых неорганических соединений до хиральных пептидов». Обзоры химического общества . 41 (16): 5484–5489. DOI : 10.1039 / c2cs35073d . PMID 22733315 . 
  15. ^ Zahnle K, L Schaefer, Фегли B (2010). «Самые ранние атмосферы Земли» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (10): а004895. DOI : 10.1101 / cshperspect.a004895 . PMC 2944365 . PMID 20573713 .  
  16. ^ Cleaves HJ, Чалмерс JH, Ласкано А, Миллер С. Л., Бад ДЛ (200). «Переоценка пребиотического органического синтеза в нейтральных планетных атмосферах». Истоки жизни и эволюция биосфер . 38 (2): 105–115. Полномочный код : 2008OLEB ... 38..105C . DOI : 10.1007 / s11084-007-9120-3 . PMID 18204914 . 
  17. ^ Кольцо D, Wolman Y, Фридман N, Миллер С. Л. (1972). «Пребиотический синтез гидрофобных и белковых аминокислот» . Труды Национальной академии наук . 69 (3): 765–768. Bibcode : 1972PNAS ... 69..765R . DOI : 10.1073 / pnas.69.3.765 . PMC 426553 . PMID 4501592 .  
  18. ^ Wolman Y, Haverland WJ Миллер SL (1972). «Небелковые аминокислоты от искровых разрядов и их сравнение с аминокислотами метеорита мерчисон» . Труды Национальной академии наук . 69 (4): 809–811. Bibcode : 1972PNAS ... 69..809W . DOI : 10.1073 / pnas.69.4.809 . PMC 426569 . PMID 16591973 .  
  19. ^ Джонсон AP, Cleaves HJ, Дворкин JP, Главин DP, Lazcano A, Bada JL (2008). "Эксперимент по искровому разряду вулкана Миллера" . Наука . 322 (5900): 404. Bibcode : 2008Sci ... 322..404J . DOI : 10.1126 / science.1161527 . PMID 18927386 . 
  20. ^ Паркер ЕТ, Cleaves HJ, Дворкина ДП, Главин ДП, Каллэхэн М, Обри А, Ласкано А, Бада, JL (2011). «Первичный синтез аминов и аминокислот в эксперименте Миллера 1958 года с богатым H 2 S искровым разрядом» . Труды Национальной академии наук . 108 (12): 5526–5531. Bibcode : 2011PNAS..108.5526P . DOI : 10.1073 / pnas.1019191108 . PMC 3078417 . PMID 21422282 .  CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  21. ^ Кейм Brandon (16 октября 2008). «Забытый эксперимент может объяснить происхождение жизни» . Проводной журнал . Проверено 22 марта 2011 года .
  22. ^ Steigerwald, Билл (16 октября 2008). «Вулканы, возможно, дали искру и химический состав для первой жизни» . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА . Проверено 22 марта 2011 года .
  23. ↑ Chi KR (24 мая 2007 г.). «Стэнли Л. Миллер умирает» . Ученый . Проверено 3 июля 2013 .
  24. ^ Астробиологии (6 марта 2008). «Премия Стэнли Л. Миллера» . astrobiology2.arc.nasa.gov . НАСА. Архивировано из оригинала на 4 марта 2013 года . Проверено 3 июля 2013 .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Потерянный» эксперимент Миллера-Юри создал больше строительных блоков жизни
  • Биография в Британской энциклопедии
  • Документы Стэнли Миллера MSS 642. Специальные коллекции и архивы , Библиотека Калифорнийского университета в Сан-Диего.