バーバラ・マクリントック：このアメリカの科学者の伝記と貢献

1930年代には、染色体が私たちをコードする遺伝物質である遺伝子を持っているとすでに疑われていましたが、これは経験的に証明されていませんでした。 多くの人が試みましたが、染色体と遺伝子の関係の視覚的な証拠を見つけた人は誰もいませんでした。

しかし、多くの人が彼女を遺伝学者の空気を持った単なる植物学者と見なしていたにもかかわらず、バーバラ・マクリントックが到着しました。

この研究者の姿は、自分の時代の進歩のせいで誤解されていた人の姿です。 次に、彼の話が何であったかを発見します バーバラ・マクリントックの伝記、ここでは、なぜそれが遺伝学の歴史にとって非常に重要であったかがわかります。

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バーバラ・マクリントックの短い伝記

バーバラ・マクリントックは、細胞遺伝学を専門とするアメリカの科学者であり、1983年にノーベル医学生理学賞を受賞しました。、そのような認識を受ける7番目の女性です。

彼らの研究は、1930年代の最も興味深い質問に正確に答えました。遺伝子は細胞のどの構造に見られるのでしょうか。 マクリントックの研究は、博士課程の学生であるハリエットクレイトンとともに、遺伝子が染色体上にあることを経験的に実証するのに役立ちました。 初めて提供されたトウモロコシ植物との彼の仕事 特定の遺伝形質と染色体に基づくそれらの基礎との間の視覚的関係.

彼らの研究はまた、遺伝子が染色体上の同じ場所を常に占めるとは限らないことを発見しました。 マクリントックは遺伝子の転位を発見しました。これは、遺伝物質が静的であるという彼の時代の考えと衝突したものです。 したがって、それは当時想定されていたよりもはるかに複雑で柔軟な要素であり、それ自体を再編成できる動的な構造でした。

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小児期および青年期

バーバラ・マクリントックは、1902年6月16日にコネチカット州ハートフォード（アメリカ合衆国）で生まれました。. 彼女は当初エレノアとして登録されていましたが、4か月後、登録は彼女が知られている名前のバーバラに変更されました。 彼女は医師のトーマス・ヘンリー・マクリントックとサラ・ハンディー・マクリントックの結婚の三女でした。 彼女は母親よりも父親との親密さを示し、母親との関係はかなり冷たかったものの、成人期には両方とも非常に協力的であったことを強調しました。

マクリントックは幼い頃から大きな独立を示しました、彼女自身が一人でいるための素晴らしい能力として説明する何か。 マクリントックは3歳から学校まで、叔父と一緒に近所に住んでいました。 ニューヨークのブルックリンから、父親が設立し​​た家族を経済的に支援するために 診察室。

彼はブルックリンのエラスムスホール高校で中等教育を終えました。 彼は幼い頃から科学に興味を示したので、コーネル大学で勉強を続けることにしました。 彼女の母親はこれに反対し、娘たちに高等教育を受けさせたくなかった。それが結婚のチャンスを損なうと信じていた。 これに加えて、家族は子供たちの大学の研究にお金を払うことを妨げる特定の経済的問題を経験していました。

幸いなことに、バーバラ・マクリントックは授業料を支払うことなくコーネル大学の農業学校に通うことができました。 中等教育では、彼は雇用事務所での仕事と図書館に行くことから得られた独学の訓練を組み合わせることができました 公衆。 最後に、そして彼の父の介入のおかげで、彼は彼の成功がなかったであろう1919年にコーネルに出席し始めました 学術的だけでなく社会的でもあり、最初に学生会の会長に選出されました コース。

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コーネルでのトレーニングと研究

マクリントックは1919年にコーネル農業学校で勉強を始めました、そこで彼は植物学を学び、1923年に理学士（BSc）の学位を取得しました。 彼の遺伝学への関心は1921年に目覚め、植物育種家で遺伝学者Cが率いるその主題の最初のコースに参加していました。 NS。 ハッチソン。 マクリントックの大きな関心のために、ハッチンソンは彼女を1922年に大学院の遺伝学コースに参加するように招待しました。 これは、マクリントックのキャリアの前後を示し、遺伝学の探求に彼の重要な努力を集中させます。

学位を勉強している間、そしてすでに植物学の教授として働いている間、マクリントック 当時はトウモロコシの細胞遺伝学の新しい分野であったことに専念した. 彼の研究グループは、チャールズRを含む植物育種家と細胞学者で構成されていました。 バーナム、マーカス・ローズ、ジョージ・ウェルズ・ビードル、ハリエット・クレイトン。

当時のマクリントックの研究の主な目標は、トウモロコシの染色体を視覚化して特徴づける技術を開発することでした。 彼は、これらの染色体を光学顕微鏡で見ることができるように、カーマイン染色に基づいた技術を作成し、トウモロコシの10本の染色体の形状を初めて示しました。 これらの染色体の形態を研究することにより、彼は染色体セグメントと一緒に受け継がれるキャラクターを関連付け、染色体が遺伝子の本拠地であることを確認することができました。

1930年、バーバラ・マクリントック 減数分裂中に相同染色体間で発生するクロスオーバーを説明した最初の人でした. 彼の博士論文の学生であるハリエット・クレイトンと一緒に、1931年に彼はこの減数分裂の染色体乗換えと遺伝形質の組換えとの間に関係があることを示しました。 McClintockとCreightonは、染色体組換えとその結果生じる表現型が新しい形質の継承をもたらすことを発見しました。

1931年と1932年の夏の間、彼はミズーリ州で一流の遺伝学者ルイス・スタドラーと一緒に働きました。、彼は突然変異を誘発することができる要素としてX線の使用を彼に示しました。 マクリントックは、突然変異誘発されたトウモロコシ系統を使用して、環状染色体、つまり、単一の照射された染色体の末端を融合することによって生成された環状DNA構造を特定しました。 この期間中、彼はまた、核小体の集合に不可欠であることが示されているトウモロコシの第6染色体の領域に核小体形成域が存在することを示しました。

バーバラ・マクリントックは、1933年と1934年のドイツでの6か月間の見習いの費用を支払ったグッゲンハイム財団奨学金を授与されました。 彼の最初の計画は、ショウジョウバエ（ハエ）で数週間の交配を示した研究者である遺伝学者のカート・スターンと協力することでした。 彼女とクレイトンがとうもろこしで同じことをした後、しかし、スターンがすぐそこにアメリカに移住したのは偶然でした 一瞬。 このため、最終的にマクリントックを受け入れた研究所はリチャードBでした。 ゴールドシュミット。

ナチスの台頭が差し迫っていることを彼が見た当時のドイツの政治的緊張のために、マクリントックはコーネルに戻った、1936年まで残る場所。 その年、彼女はミズーリ大学コロンビア校の植物学部の助教授の地位を獲得しました。

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ミズーリでの経験

ミズーリ大学にいる間、マクリントックはX線突然変異誘発のラインを続けました。 彼は、これらの条件下で染色体が壊れて融合したが、胚乳細胞も自然に融合したことを観察した。 方法を見つけた 壊れた染色分体の端は、有糸分裂の段階でDNA複製後に結合されました.

具体的には、壊れた染色体が染色分体ブリッジを形成したのは後期であり、染色分体が細胞極に向かって移動すると消えた。 これらの破裂は消え、次の有糸分裂の間期に結合を形成し、 サイクルを繰り返し、胚乳の出現につながる大規模な突然変異を引き起こします 多彩な。

染色体の破壊、融合、橋渡しのこのサイクルは、当時重要な発見と考えられていました。. 第一に、染色体結合がランダムなプロセスではないことを示したため、第二に、大規模な突然変異の生成のメカニズムを特定したためです。 実際、この発見は非常に重要であるため、今日でも、特に癌研究の研究で使用されています。

彼女の研究はミズーリ州で非常に緑の芽を生み出していましたが、マクリントックは彼女の立場にまったく満足していませんでした。 彼女は教員会議から除外されていると感じ、他の機関の欠員については通知されませんでした. 当初、彼は仲間から多くの支援を受けていたという事実にもかかわらず、学問的な競争力と事実 彼女は独立した孤独な女性だったので、毎回調査で彼女は疎外されました プラス。

彼が彼の仲間の何人かによってどれほど価値がなかったかを示すであろう不快な逸話はそれです 1936年に、同じ名前と名前の女性の婚約の発表が 新聞。 この女性を彼女と間違えて、彼女が結婚した場合、彼女の部門長は彼女を解雇すると脅した。 その時までに、マクリントックはすでにアメリカ遺伝学会の副会長でした。

マクリントックは、コーディネーターのスタドラーとミズーリ大学の管理に対する信頼を失っていました。 したがって、1941年にコールドスプリングハーバーラボラトリーの遺伝学部長から夏をそこで過ごすようにとの招待を受けたとき、彼はすぐにそれを受け入れました。 彼は運を試し、ミズーリ以外の場所で仕事を探す方法としてそれをしました。

また、この頃、彼は、同僚のマーカス・ローズが教授を務めていたコロンビア大学の客員教授の地位を受け入れることになりました。 彼は自分の研究ラインをロングアイランドのコールドスプリングハーバーと共有することを申し出ました。 1941年12月に彼は提供されました ワシントンのカーネギー研究所の遺伝学部に所属するコールドスプリングハーバーラボラトリーの研究職. 私はそれを受け入れることになります。

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コールドスプリングハーバーでの調査

コールドスプリングハーバーでパートタイムで1年間働いた後、バーバラマクリントックはコールドスプリングハーバーでフルタイムの調査員のポジションを受け入れました。 そこで彼は、科学出版物で非常に生産的な期間である、ブレーク-マージ-ブリッジサイクルの作業を続けました。

これらの多作な調査のために、マクリントック 1944年に米国国立科学アカデミーの学者として認められ、3番目に選出された女性です。. 1年後、彼女はアメリカ遺伝学会の会長に任命されました。これは、女性に授けられたことのない名誉です。

遺伝学者のジョージ・ビードルの勧めで、1944年に彼はアカパンカビ菌の細胞遺伝学的分析を行いました。 ビードルは、この真菌を初めて使用することにより、遺伝子と酵素の関係を示しました。 マクリントックは、真菌の核型とそのライフサイクルを決定し、それ以来、Nを決定しました。 クラッサは、遺伝子研究のモデル生物として使用されています。

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遺伝子調節の発見

マクリントック 1944年の夏、遺伝子モザイク現象の背後にある生物学的メカニズムの発見に専念しました、同じトウモロコシの穂の種子の色が異なる原因となった遺伝的状態。 彼は染色体（遺伝子座）上に「Dissociator」（Ds）と「Activator」（Ac）という名前の2つの場所を見つけました。 Dsは、Acが存在する場合に近くの遺伝子の活動に影響を与えることに加えて、染色体の破壊に関連していました。 1948年に彼は、両方の遺伝子座が染色体上の位置を変える可能性のある転移因子であることを発見しました。

マクリントックは、AcとDsの転位の影響を研究しました 交配の世代全体にわたるトウモロコシの果実の着色パターンの分析。 彼の観察により、Acは9番染色体上のDsの転位を制御し、その転位が染色体の破壊の原因であると結論付けました。

Dsが動くと、Dsの抑制効果が失われ、その結果、色が現れるため、アリューロン（トウモロコシの種子）の色を決定する遺伝子が発現します。 この転置はランダムです。つまり、すべてのセルに影響を与えるわけではないため、モザイクが無益で発生する理由が説明されます。 マクリントックはまた、Dsの転位はAcのコピー数によって決定されると判断しました。

50年の10年間 転移因子が遺伝子の作用をどのように調節し、それらを阻害または調節するかを説明する仮説を立てました. 彼は、DsとAcを制御ユニットまたは調節要素として定義し、それらを遺伝子から明確に分離しました。 これにより、彼は、ゲノムが同一であるにもかかわらず、遺伝子調節が多細胞生物が各細胞の特徴をどのように多様化できるかを説明できると仮定しました。 このアイデアは、それまでは単なる静的な命令のセットとして解釈されていたゲノムの概念を完全に変えました。

遺伝子調節および制御要素に関するマクリントックの研究は非常に複雑で斬新であったため、 残りの科学界は彼の発見に幾分疑念を抱いていました. 実際、彼女自身、その反応を当惑と敵意の混合物として説明しました。 それにもかかわらず、マクリントックは先に進み、彼の一連の調査を続けました。

その後、彼は「サプレッサーミューテーター」（Spm）と呼ばれる新しい調節エレメントを特定しました。これはAcやDsに似ていますが、より複雑な機能を実行していました。 しかし、当時の科学界の反応とマクリントックの認識を考えると 彼が主流の科学から離れていったことで、彼は彼の出版をやめました 結果。

認識と昨年

1967年にマクリントックはカーネギー研究所での彼のポストから引退しました。、同じの著名なメンバーに指名されています。 この区別により、彼女はコールドスプリングハーバーラボラトリーで仲間の大学院生と名誉科学者として働き続けることができました。 実際、彼女は死ぬまで研究室に所属していました。

1973年に、彼は、彼自身で調査を続けたにもかかわらず、規制要素に関する彼の調査結果を公表し続けないことに決めた理由を告白しました。 彼は、研究室での経験のために、他の人に彼の暗黙の仮定を認識させることは非常に難しいとコメントしました。 彼は、多くの科学者の固定された考えのために、批判が保証されるので、ある瞬間にいくつかの進歩を共有することができないと考えました。 概念の変更が発生するのを待ち、適切なタイミングでそれらを伝達する必要があります。

彼の経験は、この点に関する彼の意見に力を与えました、 彼らの発見が考慮されるまでに数十年かかりました. バーバラ・マクリントックの作品は、1960年代に、遺伝学者のフランソワ・ジャコブとジャック・モノーが彼らと同様の結論に達したときにのみ完全に評価されました。 「タンパク質合成における遺伝的調節メカニズム」と題された1961年の研究で発表されたそれぞれの研究。 タンパク質」）。 マクリントックはその作品を読み、彼の発見をフランス人によって提起されたものと比較した。

幸運にも、 マクリントックはついに彼女の作品で広く認められました. 彼の転置の発見は、この同じプロセスが1960年代と1970年代に細菌と酵母で他の著者によって説明されたときに評価されました。 70年代に、AcとDがクローン化され、クラスIIトランスポゾンであることが示されました。

Acは完全なトランスポゾンであり、その配列に機能的なトランスポザーゼをコードしており、ゲノムを介した要素の移動を可能にします。 代わりに、Dsはトランスポザーゼの非機能的で変異したバージョンをエンコードし、ゲノムにジャンプするためにAcの存在を必要とします。これは、マクリントックの機能的説明に適合します。 後の研究では、これらのシーケンスは、ブレークなどのストレスがない場合は移動しないことが示されました 照射または他の方法によって、この理由のために、その活性化はの進化の源を提供することができます 変動性。

マクリントック 他の科学者でさえそれを疑う前に、進化的エージェントとしてのこれらのエージェントの役割を理解していました. 実際、今日、Ac / Dsシステムは、植物の突然変異誘発ツールとして、機能が不明な遺伝子やトウモロコシ以外の種の遺伝子を特徴づけるために使用されています。

彼女の発見の真実と植物学の分野を超えて適用可能な彼女の仕事の価値が最終的に認識されたという事実のおかげで、バーバラ マクリントックは1983年にノーベル生理学賞を受賞しました。これは7人目の女性であり、他の機会とは異なり、1人だけを受賞しました。 人。 通常、ノーベル科学賞は研究チームに贈られますが、マクリントックは生涯のほとんどを自営業である必要があったため、クレジットは彼女だけに与えられました。

バーバラ・マクリントックは、1992年9月2日、コールドスプリングハーバーラボラトリー近くのハンティントン病院で自然死しました。 彼は90歳でしたが、子孫を残したり結婚したりすることなく亡くなりましたか？