Jakub Monod

W przypadku innych osób o nazwisku Jacques Monod zobacz Jacques Monod (ujednoznacznienie) .

Jakub Monod ForMemRS
Urodzić się	Jacques Lucien Monod ( 09.02.1910 ) 9 lutego 1910 Paryż, Francja
Zmarł	31 maja 1976 (31.05.1976) (w wieku 66) Cannes, Francja
Narodowość	Francuski
Znany z	Operon laktozowy Regulacja allosteryczna
Nagrody	Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (1965) Legia Honorowa ForMemRS (1968)
Kariera naukowa
Pola	Biochemia Genetyka Biologia molekularna

Jacques Lucien Monod (9 lutego 1910 - 31 maja 1976) był francuskim biochemikiem , który zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1965 roku, dzieląc się nią z François Jacobem i André Lwoffem „za odkrycia dotyczące genetycznej kontroli syntezy enzymów i wirusów ".

Monod i Jacob zasłynęli z pracy nad lac operonem E. coli , który koduje białka niezbędne do transportu i rozkładu cukru laktozy (lac). Na podstawie pracy własnej i innych opracowali model kontrolowania poziomów niektórych białek w komórce. W ich modelu produkcja białek, takich jak te kodowane w operonie lac (laktoza) , jest zapobiegana, gdy represor , kodowany przez gen regulatorowy , wiąże się ze swoim operatorem , specyficzne miejsce w sekwencji DNA, które jest blisko genów kodujących białka. (Obecnie wiadomo, że represor związany z operatorem fizycznie blokuje polimerazę RNA przed związaniem się z promotorem , miejscem, w którym rozpoczyna się transkrypcja sąsiednich genów).

Badanie kontroli ekspresji genów w operonie lac dostarczyło pierwszego przykładu systemu regulacji transkrypcji . Monod zasugerował również istnienie informacyjnego RNA , które łączą informacje zakodowane w DNA i białkach . Dzięki temu wkładowi jest powszechnie uważany za jednego z założycieli biologii molekularnej .

Kariera i badania

W badaniach Monoda odkrył, że kurs był dziesiątki lat w tyle za obecną nauką biologiczną. Uczył się od innych uczniów nieco starszych od siebie, a nie od wykładowców. „George'owi Teissierowi zawdzięcza upodobanie do opisów ilościowych; André Lwoff wprowadził go w potencjał mikrobiologii; Borisowi Ephrussi zawdzięcza odkrycie genetyki fizjologicznej, a Louisowi Rapkine'owi koncepcję, że tylko opisy chemiczne i molekularne mogą zapewnić pełną interpretację funkcji żywych organizmów”.

Przed doktoratem Monod spędził rok w laboratorium Thomasa Hunta Morgana w California Institute of Technology , pracując nad genetyką Drosophila . Było to dla niego prawdziwe objawienie i prawdopodobnie wpłynęło na rozwinięcie genetycznej koncepcji biochemii i metabolizmu.

Zainteresowanie Monoda operonem lac wywodzi się z jego rozprawy doktorskiej, w której badano wzrost bakterii na mieszaninach cukrów i udokumentowano sekwencyjne wykorzystanie dwóch lub więcej cukrów. Ukuł termin diauxie na oznaczenie częstych obserwacji dwóch różnych faz wzrostu bakterii hodowanych na dwóch cukrach. Teoretyzował na temat wzrostu kultur bakteryjnych i promował chemostatu jako potężny system hodowli ciągłej do badania fizjologii bakterii.

Systemem eksperymentalnym ostatecznie zastosowanym przez Jacoba i Monoda była pospolita bakteria E. coli , ale podstawowa koncepcja regulacji (opisana w artykule o operonie Lac ), odkryta przez Jacoba i Monoda, ma fundamentalne znaczenie dla regulacji komórkowej wszystkich organizmów. Kluczową ideą jest to, że E. coli nie marnuje energii na wytwarzanie takich enzymów, jeśli nie ma potrzeby metabolizowania laktozy , na przykład gdy dostępne są inne cukry, takie jak glukoza . Rodzaj regulacji nazywany jest negatywną regulacją genów , ponieważ operon jest inaktywowany przez kompleks białkowy, który jest usuwany w obecności laktozy (indukcja regulacyjna).

Monod wniósł również ważny wkład w dziedzinę enzymologii, proponując w 1965 r. teorię allostery z Jeffriesem Wymanem (1901-1995) i Jean-Pierre Changeux , która rozszerzyła koncepcję allostery zaproponowaną nieco wcześniej przez Changeux i François Jacob .

Monod był nie tylko biologiem, ale także znakomitym muzykiem i cenionym pisarzem zajmującym się filozofią nauki . Był działaczem politycznym i szefem sztabu operacyjnego Forces Françaises de l'Interieur podczas II wojny światowej . Przygotowując się do lądowania aliantów, zorganizował zrzuty spadochronowe broni, bombardowania kolei i przechwytywanie poczty.

Wkład filozoficzny

W 1970 r. Monod opublikował Le hasard et la nécessité – angielskie tłumaczenie Chance and Necessity (1971) – książkę opartą na serii wykładów, które wygłosił w Pomona College w 1969 r. Książka jest krótkim, ale wpływowym badaniem filozoficznego implikacje współczesnej biologii , napisany dla ogółu czytelników. Monod potwierdza swój związek z francuskimi egzystencjalistami w motcie książki, który cytuje ostatnie akapity Mitu Syzyfa Camusa . Podsumowując ostatnie postępy w kilku obszarach biologii, w tym własne badania, Monod podkreśla sposoby, w jakie informacja przyjmuje formę fizyczną, a tym samym może wpływać na wydarzenia na świecie. Na przykład informacja pozwalająca enzymowi białkowemu „wybrać” tylko jeden z kilku podobnych związków jako substrat reakcji chemicznej jest zakodowana w precyzyjnym trójwymiarowym kształcie enzymu; ten dokładny kształt jest sam kodowany przez liniową sekwencję aminokwasów tworzących białko; i ta konkretna sekwencja aminokwasów jest kodowana przez sekwencję nukleotydów w genie dla tego enzymu.

W tytule książki „konieczność” odnosi się do faktu, że enzym musi działać tak, jak działa, katalizując reakcję z jednym substratem, ale nie z innym, zgodnie z ograniczeniami narzuconymi przez jego strukturę. Chociaż nie można w żaden sensowny sposób powiedzieć, że sam enzym ma wybór co do swojej aktywności, celem nagrodzonych Nagrodą Nobla badań Jacoba i Monoda było pokazanie, w jaki sposób komórka bakteryjna może „wybrać”, czy przeprowadzić katalizowaną reakcję, czy nie. przez enzym. Jak wyjaśnia Monod, jednym ze sposobów, w jaki komórka może dokonać takiego wyboru, jest albo synteza enzymu, albo nie, w odpowiedzi na jej środowisko chemiczne. Jednak wybór syntezy/braku syntezy jest z kolei regulowany przez niezbędne interakcje biochemiczne między białkiem represorowym, genem enzymu i substratem enzymu, które oddziałują tak, że wynik (synteza enzymatyczna lub nie) różni się w zależności od zmienny skład środowiska chemicznego komórki. Hierarchiczna, modułowa organizacja tego systemu wyraźnie sugeruje, że mogą istnieć dodatkowe elementy regulacyjne, które rządzą, są zarządzane lub w inny sposób wchodzą w interakcje z dowolnym zestawem elementów regulacyjnych. Ponieważ ogólnie aktywność bakteryjna wynikająca z tych obwodów regulacyjnych jest zgodna z tym, co jest korzystne dla przeżycia komórki bakteryjnej w tym czasie, bakterię jako całość można opisać jako dokonującą racjonalnych wyborów, mimo że składniki bakteryjne zaangażowane w podejmując decyzję o wytworzeniu enzymu (represora, genu i substratu) nie mają większego wyboru co do swoich działań niż sam enzym.

Monod pokazuje paradygmat tego, jak wybór na jednym poziomie organizacji biologicznej (aktywność metaboliczna) jest generowany przez konieczne (bez wyboru) interakcje na innym poziomie (regulacja genów); możliwość wyboru wynika ze złożonego systemu pętli sprzężenia zwrotnego, które łączą te interakcje. Następnie wyjaśnia, w jaki sposób zdolność systemów biologicznych do zatrzymywania informacji w połączeniu z przypadkowymi zmianami podczas replikacji informacji (tj. w utrzymywaniu i replikowaniu siebie. Monod pisze, że ten proces, działający przez długi czas, jest wystarczającym wyjaśnieniem (właściwie jedynym prawdopodobnym wyjaśnieniem) złożoności i aktywności teleonomicznej biosfery. Stąd połączone skutki przypadku i konieczności, które można badać naukowo, wyjaśniają nasze istnienie i zamieszkiwany przez nas wszechświat, bez potrzeby odwoływania się do wyjaśnień mistycznych, nadprzyrodzonych czy religijnych.

Uznając prawdopodobne ewolucyjne pochodzenie ludzkiej potrzeby mitów wyjaśniających, w ostatnim rozdziale Szansy i konieczności Monod opowiada się za obiektywnym (a więc wolnym od wartości) naukowym światopoglądem jako przewodnikiem do oceny prawdy. Opisuje to jako „etykę wiedzy”, która zakłóca starsze ontologie filozoficzne, mitologiczne i religijne, które twierdzą, że zapewniają zarówno wartości etyczne, jak i standard oceny prawdy. Dla Monoda ocena prawdy w oderwaniu od jakichkolwiek osądów wartościujących jest tym, co uwalnia ludzi do autentycznego działania, wymagając od nich wyboru wartości etyczne, które motywują ich działania. Dochodzi do wniosku, że „człowiek w końcu wie, że jest sam w nieczułym bezmiarze wszechświata, z którego wyłonił się tylko przez przypadek. Jego przeznaczenie nie jest nigdzie określone, podobnie jak jego obowiązek. Królestwo na górze lub ciemność na dole: to jest dla niego wybór”. Choć pozornie ponure, w porównaniu z koncepcjami, że ludzkość należy do jakiegoś nieuchronnego, uniwersalnego procesu lub że dobrotliwy Bóg nas stworzył i chroni, akceptacja oceny naukowej opisanej w pierwszej części cytatu jest dla Monoda jedyną możliwą podstawę autentycznego, etycznego życia ludzkiego. Rozsądny jest wniosek, że sam Monod nie uważał tego stanowiska za ponure; cytat, który wybrał do wprowadzenia z Camusa Przypadek i konieczność kończy się zdaniem: „Trzeba wyobrazić sobie Syzyfa szczęśliwego”.

W 1973 roku Jacques Monod był jednym z sygnatariuszy Manifestu Humanistycznego II .

Socjolog Howard L. Kaye zasugerował, że Monodowi nie udało się w imię nauki wyrzucić „umysłu i celu ze zjawiska życia” . Bardziej trafne może być zasugerowanie, że Monod starał się włączyć umysł i cel w zakres badań naukowych, zamiast przypisywać je przyczynom nadprzyrodzonym lub boskim. Chociaż Monod nie zajmuje się bezpośrednio umysłem ani świadomością, jego badania naukowe wykazały, że biologia obejmuje pętle sprzężenia zwrotnego, które rządzą interakcyjnymi systemami reakcji biochemicznych, tak że system jako całość można opisać jako mający cel i dokonujący wyborów. Filozoficzne pisma Monoda wskazują, że dostrzegł implikację, że takie systemy mogą powstać i zostać opracowane przez ewolucję poprzez dobór naturalny. Znaczenie pracy Monoda jako pomostu między szansą i koniecznością ewolucji i biochemii z jednej strony, a ludzką sferą wyborów i etyką z drugiej, można ocenić na podstawie jego wpływu na filozofów, biologów i informatyków, takich jak Daniela Dennetta , Douglasa Hofstadtera , Marvina Minsky'ego i Richarda Dawkinsa .

Nagrody i wyróżnienia

Oprócz dzielenia się Nagrodą Nobla, Monod był także laureatem Legii Honorowej i wybranym członkiem Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki w 1960 roku. Został wybrany członkiem Narodowej Akademii Nauk , Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego , oraz zagraniczny członek Towarzystwa Królewskiego w 1968 roku . Institut Jacques Monod, finansowany wspólnie przez CNRS i Uniwersytet Paryski, jest jednym z głównych ośrodków badań podstawowych w dziedzinie biologii w regionie paryskim. Na jej czele stoi Michel Werner, dyrektor ds. badań.

Życie osobiste

Monod urodził się w Paryżu jako syn amerykańskiej matki z Milwaukee , Charlotte (Sharlie) MacGregor Todd i francuskiego hugenota , Luciena Monoda, który był malarzem i zainspirował go artystycznie i intelektualnie. Do 18 roku życia uczęszczał do liceum w Cannes . W październiku 1928 rozpoczął studia biologiczne na Sorbonie . Podczas II wojny światowej Monod działał we francuskim ruchu oporu , stając się ostatecznie szefem sztabu francuskich sił wewnętrznych . Był kawalerem w Légion d'Honneur (1945) i został odznaczony Croix de Guerre (1945) oraz American Bronze Star Medal . Monod został członkiem Francuskiej Partii Komunistycznej po zakończeniu II wojny światowej, ale zdystansował się od partii po aferze Łysenki .

W 1938 ożenił się z Odette Bruhl (zm. 1972).

Jacques Monod zmarł na białaczkę w 1976 roku i został pochowany na Cimetière du Grand Jas w Cannes na Lazurowym Wybrzeżu .

Cytaty

• „Pierwszym postulatem naukowym jest obiektywność natury: natura nie ma żadnego zamiaru ani celu”.
• „Wszystko, co okazało się prawdą w przypadku E. coli, musi być również prawdziwe w przypadku słoni”.
• „Wszechświat nie jest brzemienny życiem ani biosfera człowiekiem. ... Człowiek w końcu wie, że jest sam w nieczułym bezmiarze wszechświata, z którego wyłonił się tylko przez przypadek. Jego przeznaczenie nie jest nigdzie określone, ani jest jego obowiązkiem. Królestwo na górze lub ciemność na dole: to on ma wybór.

Dalsza lektura

•   Sean B. Carroll (2014). Odważny geniusz: naukowiec, filozof i ich śmiałe przygody od francuskiego ruchu oporu do nagrody Nobla . Książki z Broadwayu. ISBN 978-0307952349 .

Linki zewnętrzne

• Jacques Monod na Nobelprize.org