Seymour Benzer - Seymour Benzer

Seymour Benzer
Seymour Benzer.gif
Benzer med en Drosophila -modell, 1974
Født ( 1921-10-15 )15. oktober 1921
Bensonhurst, Brooklyn, New York City USA
Døde 30. november 2007 (2007-11-30)(86 år)
Pasadena, California , USA
Statsborgerskap forente stater
Alma mater Brooklyn College (BS)
Purdue University (MS, Ph.D, 1947)
Kjent for molekylær og atferdsbiologi
Utmerkelser Gairdner Foundation International Award (1964, 2004)
Louisa Gross Horwitz Prize (1976)
Harvey Prize (1977)
Thomas Hunt Morgan Medal (1986)
Wolf Prize in Medicine (1991)
Crafoord Prize (1993)
International Prize for Biology (2000)
Fellow of the Royal Society
Vitenskapelig karriere
Enger Physics , molekylær biologi , atferds genetikk , kronobiologi , nevrogenetikk
Institusjoner Purdue University
California Institute of Technology
Avhandling Fotoelektriske effekter i Germanium  (1947)
påvirkninger Roger Wolcott Sperry , Max Delbrück , Salvador Luria , Alfred Sturtevant
Påvirket Richard Feynman , Francis Crick , Sydney Brenner

Seymour Benzer (15. oktober 1921 - 30. november 2007) var en amerikansk fysiker , molekylærbiolog og atferdsgenetiker . Hans karriere begynte under molekylærbiologirevolusjonen på 1950 -tallet, og han ble til slutt fremtredende innen molekylær og atferdsgenetikk. Han ledet et produktivt genetisk forskningslaboratorium både ved Purdue University og som James G. Boswell professor i nevrovitenskap, emeritus, ved California Institute of Technology .

Biografi

tidlig liv og utdanning

Benzer ble født i South Bronx, til Meyer B. og Eva Naidorf, begge jøder fra Polen . Han hadde to eldre søstre, og foreldrene favoriserte ham som den eneste gutten. En av Benzers tidligste vitenskapelige erfaringer var å dissekere frosker han hadde fanget som gutt. I et intervju på Caltech husket Benzer også at han mottok et mikroskop for sin 13 -årsdag, "og det åpnet hele verden." Boken " Arrowsmith " av Sinclair Lewis påvirket den unge Benzer sterkt, og han etterlignet til og med håndskriften til Max Gottlieb, en vitenskapsmann i romanen. Benzer ble uteksaminert fra New Utrecht High School som 15 -åring.

I 1938 meldte han seg på Brooklyn College hvor han tok hovedfag i fysikk. Benzer gikk deretter videre til Purdue University for å tjene sin doktorgrad. i faststofffysikk. Mens han var der ble han rekruttert til et hemmelig militært prosjekt for å utvikle forbedret radar. Han utførte forskning som førte til utvikling av stabile germanium -likerettere og oppdaget en germaniumkrystall som kan brukes ved høye spenninger, blant det vitenskapelige arbeidet som førte til den første transistoren .

Personlige liv

På Brooklyn College , som en seksten år gammel nybegynner, møtte Benzer Dorothy Vlosky (kallenavnet Dotty), en tjueen år gammel sykepleier. Han giftet seg senere med henne i New York City i 1942. De hadde to døtre, Barbie (Barbara) og Martha Jane.

Benzer døde av et slag på Huntington Hospital i Pasadena, California .

Vitenskapelig karriere

Molekylbiologi

Etter å ha mottatt sin ph.d. i 1947 ble han umiddelbart ansatt som adjunkt i fysikk ved Purdue. Benzer ble imidlertid inspirert av Erwin Schrödingers bok What Is Life? , der fysikeren tenkte på genets fysiske natur og en "livskode". Dette katalyserte Benzers skift i interesse for biologi, og han flyttet inn i bakteriofaggenetikk . Han tilbrakte to år som postdoktor i Max Delbrücks laboratorium ved California Institute of Technology, og returnerte deretter til Purdue. Ved Purdue University utviklet Benzer T4 rII -systemet , en ny genetisk teknikk som involverer rekombinasjon i T4 -bakteriofag rII -mutanter . Etter å ha observert at en bestemt rII -mutant , en mutasjon som fikk bakteriofagen til å eliminere bakterier raskere enn vanlig, ikke viste den forventede fenotypen, oppdaget det Benzer at denne stammen kan ha kommet fra et kryss mellom to forskjellige rII -mutanter (som hver har del av rII -genet intakt) der en rekombinasjonshendelse resulterte i en normal rII -sekvens. Benzer innså at ved å generere mange r -mutanter og registrere rekombinasjonsfrekvensen mellom forskjellige r -stammer, kunne man lage et detaljert kart over genet, omtrent som Alfred Sturtevant hadde gjort for kromosomer . Benzer utnyttet det enorme antallet rekombinanter som kunne analyseres i rII -mutantsystemet , og til slutt kunne Benzer kartlegge over 2400 rII -mutasjoner. Dataene han samlet inn ga det første beviset på at genet ikke er en udelelig enhet, som tidligere antatt, og at gener var lineære. Benzer beviste også at mutasjoner ble distribuert i mange forskjellige deler av et enkelt gen, og løsningskraften til systemet hans tillot ham å skille mutanter som er forskjellige på nivået til et enkelt nukleotid . Basert på hans rII -data, foreslo Benzer også forskjellige klasser av mutasjoner, inkludert slettinger , punktmutasjoner , missense -mutasjoner og tullmutasjoner .

Benzers arbeid påvirket mange andre forskere i sin tid (se Phage -gruppen ). I sin molekylærbiologiske periode dissekerte Benzer den fine strukturen til et enkelt gen, la grunnarbeidet i flere tiår med mutasjonsanalyse og genteknologi, og satte opp et paradigme ved bruk av rII -fagen som senere skulle bli brukt av Francis Crick og Sydney Brenner å etablere lett kode av DNA . I tillegg ble Benzers kartteknikk tatt opp av Richard Feynman .

I 1967 forlot Benzer feltet faggenetikk og kom tilbake til California Institute of Technology for å jobbe med atferdsgenetikk .

Atferdsgenetikk

Benzer vs. Hirsch

Benzer var en av de første forskerne som steg til fremtredende innen atferdsgenetikk . Da feltet begynte å dukke opp på 1960- og 70 -tallet, befant Benzer seg i vitenskapelig motstand mot en annen av feltets ledende forskere, Jerry Hirsch . Mens Hirsch mente at atferd var komplekse fenomener som ikke kan reduseres til nivået på enkeltgener, tok Benzer til orde for at dyrs oppførsel ikke var for kompleks til å bli styrt av et enkelt gen. Dette oversatte til metodiske forskjeller i de to forskernes eksperimenter med Drosophila som sterkt påvirket feltet atferdsgenetikk. Hirsch kunstig valgt for oppførsel av interesse gjennom mange generasjoner, mens Benzer først og fremst brukte fremover genetiske mutageneseskjermer for å isolere mutanter for en bestemt oppførsel. Benzer og Hirschs konkurrerende filosofier bidro til å gi nødvendig vitenskapelig spenning for å akselerere og forbedre utviklingen i atferdsgenetikk, og hjelpe den med å få trekkraft som et legitimt studieområde i det vitenskapelige samfunnet.

Forskning prestasjoner

Benzer brukte fremovergenetikk for å undersøke det genetiske grunnlaget for forskjellige atferd som fototaksi , døgnrytme og læring ved å indusere mutasjoner i en Drosophila -populasjon og deretter undersøke individer for endrede fenotyper av interesse. For bedre å identifisere mutanter utviklet Benzer nye apparater som motstrømsenheten, som var designet for å skille fluer i henhold til størrelsen og retningen på deres fototaktiske respons. Benzer identifiserte mutanter for en lang rekke egenskaper: syn (ikke- fototaktisk , negativ fototaktisk og øyne fraværende ), bevegelse ( treg , ukoordinert ), stressfølsomhet ( freaked-out ), seksuell funksjon ( savoir-faire , fruktløs ), nerve og muskler funksjon ( fotoreseptor degenerasjon , drop-dead ), og læring og minne ( rutabaga , dunce ).

Benzer og studenten Ron Konopka oppdaget de første døgnrytmemutantene. Tre forskjellige mutanttyper - arytmisk, forkortet periode og forlenget periode - ble identifisert. Disse mutasjonene involverte alle det samme funksjonelle genet på X -kromosomet og påvirket befolkningens eklosjonsrytme så vel som rytmer i individuelle fluers bevegelsesaktivitet. For å overvåke Drosophila lokomotorisk aktivitet designet Benzer og postdoktorforsker, Yoshiki Hotta, et system som bruker infrarødt lys og solceller. Alle tre mutasjonene ble kartlagt til X -kromosomet, null centimorganer borte fra hverandre, noe som indikerer at de mutante fenotypene tilsvarte alleler av det samme genet, som Konopka navngav periode . Dette var den første av flere seminalstudier av enkeltgener som påvirker atferd, studier som har blitt gjentatt i andre dyremodeller og nå er grunnlaget for det voksende feltet for molekylær biologi av atferd. I 1992 videreførte Benzer, som jobbet med Michael Rosbash, dette arbeidet ved å vise at PER -proteinet, som perioden koder for, hovedsakelig befinner seg i kjernen. Arbeidet med periodemutanter var katalytisk i studiet av døgnrytmer og tjente til å drive feltet fremover.

Oktober 2017, Dr. Rosbash, sammen med Dr. Michael W. Young og Jeffrey C. Hall, ble tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medisin som anerkjennelse for deres kloning av døgnrytmegener, og belysning av de biokjemiske mekanismene som sirkadiske rytmeproteinprodukter regulerte oppførsel for.

Benzer var i spissen for studiet av nevrodegenerasjon hos fruktfluer, modellering av menneskelige sykdommer og forsøk på å undertrykke dem. Han bidro også til feltet aldring av biologi, på jakt etter mutanter med endret levetid og prøvde å dissekere mekanismene som en organisme kan slippe unna den uunngåelige funksjonelle undergangen og tilhørende sykdommer. I 1998 publiserte Benzer og hans kolleger Yi-Jyun Lin og Laurent Seroude funn av en mutant med lang levetid i Drosophila , den gang kalt Methuselah. Det mutante genet kodet for et tidligere ukjent medlem av GPCR -familien. Ved å teste mot temperaturstress antas det at disse mutantene har en økt evne til å reagere på stress og dermed leve lenger. Et av Benzers siste forskningsprosjekter handlet om kostholdsbegrensning og lang levetid. Et papir ble publisert i ' ' Cell ' ' om levetiden til 4E-BP, en translasjonell repressor, etter kostbegrensning. Selv om forskningen ble gjort før hans død, ble avisen publisert etterpå og dedikert til hans minne.

Kreftforskning

I 1978 lå Dotty på sykehuset med brystkreft, og Seymours venn, kollega og mentor Max Delbrück fikk diagnosen kreft. Følgelig interesserte Seymour Benzer seg for kreftbiologi og deltok på flere konferanser om brystkreft. Benzer giftet seg senere på nytt med Carol Miller, en nevropatolog . Sammen, på begynnelsen av 1980 -tallet, brukte de antistofffargingsteknikker for å finne nesten identiske gener mellom fluer og mennesker.

Ære og priser

Benzer med Ronald Reagan i 1986

Han var medlem av French Academy of Sciences , US National Academy of Sciences, American Philosophical Society og Royal Society .

Bøker

Benzer er tema for 1999 -boken Time, Love, Memory: A Great Biologist and His Quest for the Origins of Behavior av Pulitzer -vinner Jonathan Weiner , og Reconceiving the Gene: Seymour Benzer's Adventures in Phage Genetics av Lawrence Holmes.

Se også

Referanser

Eksterne linker