Matthew Meselson

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Matthew Stanley Meselson (Denver, 24 maggio 1930) è un genetista statunitense.

Noto per l'esperimento condotto insieme a Franklin Stahl nel 1958, fondamentale per determinare il meccanismo semiconservativo di replicazione del DNA.[1] Matthew Meselson, nato il 24 Maggio del 1930, è attualmente un importante genetista e biologo molecolare dell'Università di Harvard, conosciuto per la sua scoperta, riguardante la replicazione conservativa del dna. Dopo aver completato il suo dottorato di ricerca sotto la guida di Linus Pauling al California Institute of Technology nella città di Pasadena, Meselson diventa professore dell'Università di Harvard nel 1960, nel campo delle Scienze Naturali. Nel famoso esperimento di Meselson e Stahl del 1958, lui e Franklin Stahl dimostrarono che la replicazione del DNA è semiconservativa, marcandole con due isotopi dell'azoto (N14 ed N15). In seguito, Meselson con François Jacob e Sydney Brenner scoprì l'esistenza dell'RNA messaggero nel 1961. Meselson ha studiato la riparazione del DNA nelle cellule e come riconoscono e distruggono il DNA estraneo, con Werner Arber è stato responsabile della scoperta degli enzimi di restrizione. Dal 1963, si è interessato del controllo delle armi chimiche e biologiche, prendendo servizio in questo campo per varie agenzie del Governo. Meselson ha lavorato con Henry Kissinger sotto l'amministrazione Nixon, per convincere il presidente Richard Nixon a rinunciare alle armi biologiche, a sospendere la produzione di armi chimiche e stipulare un trattato internazionale, proibendo l'acquisto di agenti biologici per usi ostili, che nel 1972 sarà conosciuto come Congresso delle Armi Biologiche (Biological Weapons Conventions). Lui è attualmente un membro della Commissione sulla Sicurezza Internazionale e sul Controllo delle Armi della U.S. National Academy of Sciences. Meselson ricevette il Premio in Biologia Molecolare dalla National Academy of Sciences, il Premio Presidenziale della New York Academy of Sciences, la Thomas Hunt Morgan Medal della Genetics Society d'America, così come il Lasker Award per Medicina e Scienze Biomediche. Il suo laboratorio ad Harvard studia la natura biologica ed evoluzionaria della riproduzione sessuale ,della ricombinazione genetica e dell'invecchiamento. Molti suoi studenti sono Biologi importanti, inclusi i Premi Nobel Sidney Altman, Mark Ptashne, Susan Lindquist, Steven Heinemann e Richard I. Morimoto.

Biografia[modifica | modifica wikitesto]

Primi anni di vita ed educazione[modifica | modifica wikitesto]

Meslson nacque Denver, in Colorado, il 24 Maggio 1930 e frequentò le scuole elementari e superiori a Los Angeles, in California. Quando era bambino era interessato in Chimica e fisica, tanto da fare molti esperimenti scientifici in casa. Durante la Seconda Guerra Mondiale, Meselson frequentava la scuola estiva e durante le vacanze ricevette abbastanza crediti da diplomarsi un anno e mezzo prima del tempo. Mentre cercava di acquisire il suo diploma alle scuole superiori, fu informato che per ricevere il suo diploma aveva bisogno di tre anni di insegnamento in Educazione Fisica, che lui non aveva. Valutando le possibili opzioni, si iscrive presso la University of Chicago all'età di sedici anni, nel 1947, con l'intenzione di studiare Chimica dal momento che non è richiesto un diploma di scuola per partecipare alle lezioni.

Istruzione Superiore[modifica | modifica wikitesto]

Alla University of Chicago, Meselson ha studiato arti liberali, come la Storia ed il Classici, come studente universitario dal 1946 al 1949, dopo aver realizzato al suo arrivo che l'Università aveva abolito lauree nel settore di Chimica e Fisica. Dopo aver completato i suoi studi, Meselson ha trascorso metà anno viaggiando in Europa dove prevalentemente lesse e fece amicizie. L'Europa nel 1949, mostrava ancora evidenti devastazioni della Guerra, così come le tensioni iniziali della Guerra Fredda. L'anno seguente, Meselson tornò a Caltech (California Institute of Technology), per ricominciare gli studi da matricola, ma non amava l' approccio pedagogico nella maggior parte dei corsi che ha seguito. Si iscrive, tuttavia, nel corso di Chimica di Linus Pauling, che amava, ed ha lavorato ad un suo progetto, lo stesso anno , sulla struttura dell'emoglobina. In seguito, Meselson tornò alla University of Chicago per un anno, per iscriversi ai corsi di Chimica, Fisica e Matematica. L'anno seguente, fu accettato in un corso di laurea di Fisica presso la University of California, a Berkeley, dove rimase per un anno. Nell'estate del 1953, Meselson era ad una festa in piscina a casa di Pauling, in Sierra Madre(lui era amico con il figlio di Pauling, Peter, e con sua moglie Linda), che gli chiese cosa pensava di fare il prossimo anno. Meslson rispose che pensava di tornare alla University of Chicago, Pauling gli disse di andare a Caltech per iniziare studi universitari con lui, Meselson fu d'accordo. Come studente universitario di Linus Pauling in Chimica, la sua tesi di dottorato fu sulla centrifugazione in gradiente di densità e sulla cristallografia a raggi X. Lui fu assistente professore di Chimica Fisica e Senior Research Fellow prima di aderire alla facoltà di Harvard nel 1960, dove condusse ricerche ed ha insegnato a corsi di genetica per molti anni.

Ricerca[modifica | modifica wikitesto]

Nel 1957,Meselson e Franklin Stahl (come parte del Phage Group) mostrava che il DNA si replica in modo conservativo[2]. Al fine di verificare le ipotesi di come il DNA si replica, Meselson e Stahl, insieme a Jerome Vinograd, inventarono un metodo, che separava le macromolecole in rapporto alla loro densità di galleggiamento[3]. Il metodo, centrifugazione in gradiente di densità, era abbastanza sensibile che Meselson e Stahl furono capaci di separare il DNA, contenente l'isotopo pesante dell'azoto (N15), dal dna contenente l'isotopo leggero (N14). Nel loro classico esperimento descritto ed analizzato in un libro di Scienza Storica da Frederick L. Holmes[4], loro fecero crescere il batterio Escherichia coli in un terreno contenente azoto pesante (N15), come unica fonte di azoto, passati poi nel terreno contenente azoto leggero (N14). Hanno estratto DNA da batteri di prima generazione e ad intervalli, per diverse generazioni successive. Dopo una generazione di crescita tutto il DNA conteneva il 50% di N15 ed il 50% di N14. Nelle generazioni seguenti, la concentrazione di DNA diminuiva costantemente di un fattore 1\2 e la quantità di DNA raddoppiava. Quando la doppia elica del DNA è stata denaturata per riscaldamento, si è divisa in due filamenti diversi uno pesante (N15) ed uno leggero (N14). L'esperimento implicava la separazione dei due filamenti complementari di DNA e che ognuno portasse alla sintesi di un nuovo filamento complementare, un risultato che anticipa la replicazione del DNA, cinque anni prima di James Watson e Francis Crick[5], portando un importante supporto per la struttura del DNA. In collaborazione e con Jean Weigle, Meselson, poi, applicò la centrifugazione in gradiente di concentrazione per studi di ricombinazione genetica nel fago lambda[6]. La questione era se tale ricombinazione coinvolgeva la rottura del DNA ricombinate o la sintesi di nuove molecole. Il problema poteva essere risolto, esaminando le particelle del fago, derivate dalla co-infezione di batteri con fagi λ geneticamente marcati, che sono stati etichettati con isotopi pesanti. La centrifugazione in gradiente di densità ha permesso ad una singola progenie di fagi di ereditare il DNA ed i responsabili genetici dai genitori. La dimostrazione iniziale di Meselson della rottura-associata alla replicazione indipendente, fu più tardi trovata per riflettere l'attività di un sistema speciale, che può ricombinare il DNA del fago λ in un solo punto, normalmente usato dal fago per inserire sei stesso nel cromosoma di un cellula ospite. In seguito, variazioni nell'esperimento da parte di Franklin Stahl, rivelano dipendenze reciproche tra la replicazione del DNA e la ricombinazione genetica[7]. Con Charles Radding, Meselson scoprì un modello per la ricombinazione tra le due eliche del DNA, che ha guidato la ricerca in questo campo, nel periodo che va dal 1973 al 1983[8]. Nel 1961, Sidney Brenner, François Jacob e Meselson usarono il metodo della centrifugazione, per dimostrare l'esistenza dell'RNA messaggero[9][10].

Effetto Meselson[modifica | modifica wikitesto]

Quando due alleli o copie di un gene in una organismo asessuato diploide evolvono indipendentemente l'uno dall'altro, aumentano sempre di più le loro differenze nel corso del tempo. Questo fenomeno di divergenza allelica fu inizialmente descritto dal Professore Bill Birky[11], ma è più conosciuto come "Effetto Meselson". In organismi sessuati, i processi di ricombinazione genetica e di assortimento indipendente, consentono ad entrambi gli alleli all'interno di un individuo a discendere da un singolo allele ancestrale. Gli alleni condividono un ultimo antenato comune al momento o appena prima della perdita della divisione meiotica. Questo effetto è stato descritto in rotiferi bdelloidei, dove i due alleli del gene Lea sono discostati in due geni diversi, che lavorano insieme per preservare l'organismo nei periodi di disidratazione[12]. L'Effetto Meselson dovrebbe causare intere copie di genoma di un organismo a divergere l'uno dall'altro, riducendo effettivamente tutti gli organismi anticamente asessuati ad uno stato diploide, in un processo simile a quello di diploidizzazione, che segue tutta la duplicazione del genoma.

Disarmo e difesa dalle armi Chimiche e Biologiche[modifica | modifica wikitesto]

Nel 1963, Meselson prende servizio, come consulente nella US Arms Control and Disarmament Agency, dove si interessa di programmi e politiche su armi Chimiche e Biologiche. Da allora è stato coinvolto sul disarmo e sulla difesa da queste armi, entrando a far parte di agenzie del Governo Americano ed attraverso l'Harvard Sussex Program iniziò una ricerca accademica situata ad Harvard ed alla University of Sussex, nel Regno Unito, della quale lui e Julian Perry Robinson erano co-direttori. Concludendo che le armi biologiche non servivano per proposti militari e per l'America, la loro proliferazione poteva rappresentare un seria minaccia, Meselson lavorò per persuadere i membri dell'Executive Branch, il Congresso ed il pubblico, in modo da portare il divieto di quello armi in tutto il Mondo. Così il Presidente Richard Nixon, nel 1969 cancellò il programma d'attacco US BW ed accettò una proposta di divieto Internazionale dall'Inghilterra. Meselson era uno tra coloro che avevano sostenuto e guidato il Biologica Weapons Convention del 1973 ed il Chemical Weapons Convention del 1993.

Premi Riconosciuti[modifica | modifica wikitesto]

  • 1963 US National Academy of Sciences Prize for Molecular Biology
  • 1964 Eli Lilly Award in Microbiology and Immunology
  • 1966 Guggenheim Fellowship
  • 1971 Alumni Medal, University of Chicago Alumni Association
  • 1972 Public Service Award, Federation of American Scientists
  • 1975 Alumni Distinguished Service Award, California Institute of Technology
  • 1975 Lehman Award, New York Academy of Sciences
  • 1978 Leo Szilard Award, American Physical Society
  • 1983 Presidential Award, New York Academy of Sciences
  • 1984 MacArthur Fellows Program Genius Award
  • 1990 Scientific Freedom and Responsibility Award, American Association for the Advancement of Science
  • 1995 Genetics Society of America - Thomas Hunt Morgan Medal for lifetime contributions
  • 2002 Public Service Award, American Society for Cell Biology
  • 2004 Lasker Award for Special Achievement in Medical Science
  • 2005 Life Member of the New York Academy of Sciences.
  • 2008 Mendel Medal of the UK Genetics Society.

Dottorati Onorari[modifica | modifica wikitesto]

  • 1966 Oakland University
  • 1971 Columbia University
  • 1975 University of Chicago
  • 1987 Yale University
  • 1988 Princeton University
  • 2003 Northwestern University
  • 2013 McGill University

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) Meselson, M. and Stahl, F.W., The Replication of DNA in Escherichia coli, in PNAS, vol. 44, 1958, pp. 671–82, DOI:10.1073/pnas.44.7.671, PMC 528642, PMID 16590258.
  2. ^ Meselson, M. and F. Stahl 1958. The Replication of DNA in E. coli. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 44: 671-682
  3. ^ Meselson, M., F. Stahl, and J. Vinograd 1957. Equilibrio di Sedimentazione delle Macromolecole in Gradiente di Densità. Procedimenti della National Academy of Sciences USA 43: 581-588
  4. ^ Meselson, Stahl, and the Replication of DNA. A History of "The Most Beautiful Experiment in Biology", Frederic Lawrence Holmes, Yale University Press (2001).
  5. ^ Watson, J. D., and F. H. C. Crick Nature May 1953. Implicazioni Genetiche della Struttura dell'Acido Desossiribonucleico. Nature 171: 964-967 doi:10.1038/171964a0
  6. ^ M Meselson, M. and J. Weigle 1961. Rottura Cromosomica Accompagnata da Ricombinazione Genetica nei Batteriofagi. Procedimenti della National Academy of Sciences USA 47: 857-868
  7. ^ Stahl, F. W. (1998) Ricombinazione in Fago λ: prospettiva storica di un genetista. Gene 223: 95-102 10.1016/S0378-1119(98)00246-7
  8. ^ Meselson, M. and C. Radding 1975. Modello Generale di Ricombinazione.Procedimenti della National Academy of Sciences USA 72: 358-361
  9. ^ Brenner, S., F. Jacob, and M. Meselson 1961. Un Trasporto Intermedio Instabile di Informazione dai Geni ai Ribosomi per la Sintesi delle Proteine. Nature 190: 576-581 doi:10.1038/190576a0
  10. ^ Meselson, M. 2014. François and X. Research in Microbiology 165: 313-135 DOI: 10.1016/j.resmic.2014.05.004
  11. ^ Birky, C.W. (1996). "Heterozygosity, Heteromorphy, and Phylogenetic Trees in Asexual Eukaryotes". Genetics. 144 (1): 427–437
  12. ^ Pouchkina-Stantcheva, N. N.; McGee, B. M.; Boschetti, C.; Tolleter, D.; Chakrabortee, S.; Popova, A. V.; Meersman, F.; Macherel, D.; Hincha, D. K.; Tunnacliffe, A. (2007). "Functional Divergence of Former Alleles in an Ancient Asexual Invertebrate". Science. 318 (5848): 268–271
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