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 sul meccanismo semiconservativo di replicazione del DNA[1]. Matthew Meselson è attualmente un importante genetista e biologo molecolare dell'Università di Harvard e membro della Commissione sulla Sicurezza Internazionale e sul Controllo delle Armi della U.S. National Academy of Sciences[2]. Il suo laboratorio ad Harvard studia la natura biologica ed evoluzionaria della riproduzione sessuale ,della ricombinazione genetica e dell'invecchiamento[3].

Biografia[modifica | modifica wikitesto]

Primi anni di vita, educazione primaria e superiore[modifica | modifica wikitesto]

Meselson nacque a Denver (Colorado) il 24 Maggio del 1930. Spostatosi poi a Los Angeles in California dove frequentò le scuole elementari e superiori[4]. Sin da bambino si dimostrò interessato alle discipline scientifiche e in particolare alla Chimica e alla Fisica, tanto da eseguire numerosi esperimenti scientifici in casa propria.

Durante la Seconda Guerra Mondiale, Meselson frequenta la scuola estiva ricevendo abbastanza crediti da diplomarsi un anno e mezzo prima del tempo. Per completare il percorso di studi superiori e ottenere il diploma gli venne richiesta la conoscenza pratica e teorica dell'educazione fisica che purtroppo non possedeva. Valutando le possibili opzioni, decise di iscriversi presso la University of Chicago all'età di sedici anni (1947) con l'intenzione di studiare Chimica: disciplina per la quale non era richiesto, al tempo, un diploma di scuola superiore[5].

Carriera universitaria[modifica | modifica wikitesto]

Dopo aver realizzato al suo arrivo che l'Università di Chicago aveva abolito lauree nel settore di Chimica e Fisica, Meselson intraprese degli studi focalizzati sulle arti liberali e sulla storia classica, per un periodo compreso fra il 1946 e il 1949. Completati questi primi studi universitari, Matthew Meselson intraprese un viaggio di sei mesi in Europa, un grand tour di letture e amicizie. Un'Europa, quella del 1949, devastata dalla Guerra Fredda e dai postumi della Seconda Guerra Mondiale.

L'anno seguente, Meselson si iscrisse come matricola al Caltech (California Institute of Technology) per ricominciare gli studi contrariato però, dall'approccio fin troppo pedagogico con cui si tendeva a insegnare. Il corso di Chimica a cui partecipò per un anno intero, venne gestito niente meno che da Linus Pauling, un suo ispiratore con cui condividerà molti lavori tra cui, in primis, quello sulla struttura dell'emoglobina[6]. Al termine della collaborazione, Meselson tornò alla University of Chicago deciso a iscriversi ai corsi di Chimica, Fisica e Matematica successivamente inseriti.

Un anno dopo, partecipò a un corso di laurea in Fisica presso la University of California a Berkeley, dove rimase per un altro anno.

Nell'estate del 1953, mentre Meselson era ad una festa in piscina a casa di Pauling in Sierra Madre, lo stesso chimico gli chiese cosa pensasse di fare l'anno seguente. I piani di Meselson ruotavano attorno alla University of Chicago ma, sotto suggestione di Pauling, decisero entrambi di riapprodare al Caltech per intraprendere dei nuovi studi[7]. Da allievo di Linus Pauling e studente di chimica, scrisse la sua tesi di dottorato incentrandola sulla centrifugazione in gradiente di densità e sulla cristallografia a raggi X.

Prima di aderire alla facoltà di Harvard nel 1960 (dove condusse ricerche e insegnò genetica per molti anni[8]), fu assistente professore di Chimica fisica e Senior Research Fellow.

Ricerca e scoperte[modifica | modifica wikitesto]

Esperimento di Meselson e Stahl

Nel 1957, Meselson e Franklin Stahl (come parte del Phage Group) mostravano che il DNA si replica in modo semiconservativo[9]. 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[10]. 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[11], 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 N15 diminuiva costantemente di un fattore 1\2 e la quantità di N14 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)[12]. 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 semiconservatva[13], cinque anni prima di James Watson e Francis Crick[14], 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[15]. La questione era se tale ricombinazione coinvolgesse la rottura del DNA ricombinante o la sintesi di nuove molecole. Il problema poteva essere risolto, esaminando le particelle del fago λ, derivate dalla co-infezione di batteri con fagi 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 se 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[16]. 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[17]. Nel 1961, Sidney Brenner, François Jacob e Meselson usarono il metodo della centrifugazione, per dimostrare l'esistenza dell'RNA messaggero[18][19].

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[20], ma è più conosciuto come "Effetto Meselson".

In organismi sessuati, i processi di ricombinazione genetica e di assortimento indipendente (Legge dell'assortimento indipendente) consentono, ad entrambi gli alleli all'interno di un individuo, di discendere da un singolo allele ancestrale. Gli alleli 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[21].

L'Effetto Meselson dovrebbe portare intere copie di genoma di un organismo a divergere l'uno dall'altro, riducendo effettivamente tutti gli organismi anticamente asessuati ad uno stato aploide, in un processo simile a quello di diploidizzazione, che segue tutta la duplicazione genica.

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[22]. 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[23]. Iniziò così una ricerca accademica situata ad Harvard ed alla University of Sussex, nel Regno Unito, della quale lui e Julian Perry Robinson erano co-direttori. Arrivato alla conclusione 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 quelle 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 dal'Inghilterra.

Meselson era uno tra coloro che avevano sostenuto e guidato il Biologica Weapons Convention del 1973 ed il Chemical Weapons Convention del 1993[24]. Meselson ed i suoi colleghi avevano intrapreso tre indagini sul posto con implicazioni sul controllo di armi chimiche e biologiche. Durante Agosto e Settembre, nel 1970, a nome dell’American Association for the Advancement of Science, Meselson guidava una squadra nella Repubblica del Vietnam in uno studio pilota sugli effetti ecologici e sanitari dell’uso degli erbicidi tra i militari[25][26]. Una volta tornato ad Harvard, lui e Robert Baughman scoprirono un metodo di spettrometria di massa avanzata per l’analisi di erbicidi tossici e lo applicarono a campioni ambietali in Vietnam ed in US. Nel Dicembre 1970, Il Presidente Richard Nixon ordinò una “rapida ma ordinata” eliminazione graduale dell’uso degli erbicidi in Vietnam[27].

Durante il 1980, Meselson investigava su accuse riguardante la “yellow rain”, un’arma tossica Sovietica, che era stata usata contro le tribù Hmong, in Laos. Citando l’aspetto fisico e il contenuto di polline di campioni del presunto agente, era stata trovata una somiglianza con presunti attacchi a docce di feci da parte di sciami d’api, che lui e l’entomologo Thomas Seeley documentavano durante una ricerca sul campo nel 1983, in Thailandia; l’incapacità dei laboratori del Governo Americano e del Regno Unito per corroborare un rapporto iniziale della presenza di tricoteceni, micotossine sesquiterpeniche, nei campioni del presunto agente ed in campioni biomedici di presunte vittime; la mancanza di qualsiasi prova a sostegno di colloqui esaustivi con i disertori militari e prigionieri; ed altre considerazioni, Meselson ed i suoi colleghi sostenevano che le accuse fossero errate[28][29][30][31].

Nell’Aprile 1980, Meselson fu consulente della CIA per indagare su un’epidemia di antrace tra gente di una città Sovietica. Lui conluse che, sulla base delle prove disponibili, la spiegazione ufficiale Sovietica sulla causa dell’epidemia, attribuibile al consumo di carni infette, era plausibile, ma che ci sarebbe dovuta essere un'indagine in loco. Dopo il crollo dell’Unione Sovietica, a lui fu permesso di portare una squadra di ricerca nei centri infettati, nel 1992 e nel 1993. Il loro rapporto finale ha dimostrato che la spiegazione ufficiale Sovietica fosse errata e che l’epidemia fosse causata dal rilascio di un aerosol di antrace presso una struttura biologica militare in città[32][33].

Meselson è un membro della U.S. National Academy of Sciences, l’American Academy of Arts and Sciences, l’American Philosophical Society, l’Acadèmie des Sciences (Accademia delle scienze francese) di Parigi, la Royal Society di Londra e l'Accademia russa delle scienze, ha ricevuto numerosi premi ed onorificenze nel campo della Scienza e nel campo degli affari pubblici[34]. Ha fatto parte del Council of the National Academy of Sciences, del Council of the Smithsonian Institution, dell’Arms Control and Non-Proliferation Advisory Board to the US Secretary of State ed il Committee on International Security and Arms Control of the US National Academy of Sciences.

Matthew Meselson è stato Presidente della Federation of American Scientist, Co-direttore del Harvard Sussex Program on Chemical and Biological Weapons, membro del Board of Directors of the Belfer Center for Science and International Affairs at the John F. Kennedy School of Government at Harvard University[35].

Scritti principali[modifica | modifica wikitesto]

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  • Mark Welch, D. and M. Meselson. (2000). Evidence for the evolution of bdelloid rotifers without sexual recombination or genetic exchange. Science 288: 1211-1215.[37]
  • Arkhipova, I. and M. Meselson. (2000). Transposable elements in sexual and ancient asexual taxa. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 97: 14473-14477.[38]
  • Mark Welch, D. (2000). Evidence from a protein-coding gene that acanthocephalans are rotifers. Invertebrate Biology 119: 17-26.[39]
  • Mark Welch, D. and M. Meselson.(2001). A survey of introns in three genes of rotifers. Hydrobiologia 446/447: 333-336.[40]
  • Mark Welch, D. and M. Meselson. (2001). Rates of nucleotide substitution in sexual and anciently asexual rotifers. Proc. Natl. Acad. Sci (USA) 98: 6720-6724.[41]
  • Arkhipova, I. and H. G. Morrison (2001). Three retrotransposon families in the genome of Giardia lamblia: Two telomeric, one dead. Proc. Natl. Acad. Sci (USA) 98: 14497-14502.[42]
  • Mark Welch D.B. and M. Meselson (2003) Oocyte nuclear DNA content and GC proportion in rotifers of the anciently asexsual Class Bdelloidea. Biological Journal of the Linnean Society 79: 85-91.[43]
  • Meselson M. (2003). Interview with Matthew Meselson. Bioessays 12: 1236-46.[44]
  • Mark Welch J.L., D.B. Mark Welch and M.Meselson (2004). Cytogenetic evidence for asexual evolution of bdelloid rotifers. Proc Natl Acad Sci U S A. 101: 1618-1621.[45]
  • Mark Welch D.B., M.P.Cummings, D.M Hillis and M. Meselson (2004). Divergent gene copies in the asexual class Bdelloidea (Rotifera) separated before the bdelloid radiation or within bdelloid families. Proc Natl Acad Sci U S A. 101: 1622-1625.[46]
  • Meselson, M. (2004). Explorations in the land of DNA and beyond. Nat Med. 10: 1034-1037.[47]
  • Arkhipova, I. and M. Meselson (2005). Deleterious transposable elements and the extinction of asexuals. Bioessays 27: 76-85.[48]
  • Arkhipova, I.R. and M. Meselson (2005). Diverse DNA transposons in rotifers of the class Bdelloidea. Proc Natl Acad Sci U S A. 102: 11781-11786.[49]
  • Arkhipova, I.R. (2006). Distribution and phylogeny of Penelope-like elements in eukaryotes. Syst Biol. 55: 875-885.[50]
  • Gladyshev, E.A. and I.R. Arkhipova (2007). Telomere-associated endonuclease-deficient Penelope-like retroelements in diverse eukaryotes. Proc Natl Acad Sci U S A. 104: 9352-9357.[51]
  • Gladyshev, E.A., M. Meselson and I.R. Arkhipova (2007). A deep-branching clade of retrovirus-like retrotransposons in bdelloid rotifers. Gene 390: 136-145.[52]
  • Hegreness, M., M. Meselson (2007). What did Sutton See? Thirty years of confusion over the chromosomal basis of Mendelism. Genetics 176: 1939-1944.[53]
  • Meselson, M., D. Mark Welch (2007). Evolution. Stable heterozygosity? Science, 318: 202-203.[54]
  • Mark Welch, D.B., J. Mark Welch, M. Meselson (2008). Evidence for degenerate triplody in Bdelloid rotifers. PNAS, 105: 5145-5149.[55]
  • Gladyshev, E., M. Meselson, I. Arkhipova. (2008). Massive horizontal gene transfer in Bdelloid rotifers. Science 320: 1210-1213.[56]
  • Gladyshev, E., M. Meselson (2008). Extraordinary resistance of Bdelloid rotifers to ionizing radiation. PNAS, 105: 5139-5144.[57]
  • Hur, J., K. Van Doninck, M. Mandigo, M. Meselson. (2009). Degenerate Tetraploidy Was Established Before Bdelloid Rotifer Families Diverged. Molecular Biology and Evolution 26:375-383.[58]
  • Krisko, A., M. Leroy, M. Radman, M. Meselson. (2012). Extreme anti-oxidant protection against ionizing radiation in bdelloid rotifers. PNAS.[59]

Premi Riconosciuti[modifica | modifica wikitesto]

Dottorati Onorari[modifica | modifica wikitesto]

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. ^ Harvard University: The Meselson Laboratory http://scholar.harvard.edu/meselsonlab/biocv
  3. ^ Harvard University https://www.mcb.harvard.edu/directory/matthew-meselson/
  4. ^ Harvard University: The Meselson Laboratory http://scholar.harvard.edu/meselsonlab/home
  5. ^ Cold Spring Harbor Laboratory: Matthew Meselson's Biografy https://www.dnalc.org/view/16466-biography-20-matthew-stanley-meselson-1930-.html
  6. ^ "The Pauling Symposium: Linus Pauling as an Educator", Matthew Meselson, Harvard University http://oregonstate.edu/dept/Special_Collections/subpages/ahp/1995symposium/meselson.html
  7. ^ "The Pauling Symposium: Linus Pauling as an Educator", Matthew Meselson, Harvard University http://oregonstate.edu/dept/Special_Collections/subpages/ahp/1995symposium/meselson.html
  8. ^ Harvard University: The Meselson Laboratory http://scholar.harvard.edu/meselsonlab/biocv
  9. ^ Meselson, M.; Stahl, F. (1958). "The Replication of DNA in E. coli". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 44: 671–682. doi:10.1073/pnas.44.7.671. PMC 528642Freely accessible. PMID 16590258.
  10. ^ Meselson, M.; Stahl, F.; Vinograd, J. (1957). "Equilibrium Sedimentation of Macromolecules in Density Gradients". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 43: 581–588. doi:10.1073/pnas.43.7.581.
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  12. ^ Sito Web: Esperimento spiegato dal PhD M.Meselson
  13. ^ John Cairns to Horace F Judson, in The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology (1979). Touchstone Books, ISBN 0-671-22540-5. 2nd edition: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1996 paperback: ISBN 0-87969-478-5.
  14. ^ Watson, J. D.; Crick, F. H. C. (1953). "Genetical Implications of the Structure of Deoxyribonucleic Acid". Nature. 171: 964–967. doi:10.1038/171964a0.
  15. ^ Meselson, M.; Weigle, J. (1961). "Chromosome Breakage Accompanying Genetic Recombination in Bacteriophage". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 47: 857–868. doi:10.1073/pnas.47.6.857..
  16. ^ Stahl, F. W. (1998) Recombination in phage λ: one geneticist's historical perspective" Gene 223: 95-102 10.1016/S0378-1119(98)00246-7
  17. ^ Meselson, M.; Radding, C. (1975). "A General Model for Genetic Recombination". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 72: 358–361. doi:10.1073/pnas.72.1.358.
  18. ^ Brenner, S., F. Jacob, and M. Meselson 1961. Brenner, S.; Jacob, F.; Meselson, M. (1961). "An Unstable Intermediate Carrying Information from Genes to Ribosomes for Protein Synthesis". Nature. 190 (4776): 576–581. doi:10.1038/190576a0.
  19. ^ Meselson, M. 2014. François and X. Research in Microbiology 165: 313-135 DOI: 10.1016/j.resmic.2014.05.004
  20. ^ Birky, C.W. (1996). "Heterozygosity, Heteromorphy, and Phylogenetic Trees in Asexual Eukaryotes". Genetics. 144 (1): 427–437. PMC 1207515Freely accessible. PMID 8878706.
  21. ^ 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. doi:10.1126/science.1144363. PMID 17932297. (5848): 268–271
  22. ^ Harvard University: The Meselson Laboratory "Curriculum Vitae" http://scholar.harvard.edu/meselsonlab/home
  23. ^ The Harvard Sussex Program http://www.sussex.ac.uk/Units/spru/hsp/Harvard-Sussex-Program-people.htm
  24. ^ Cold Spring Harbor Laboratory: Matthew Meselson's Biografy https://www.dnalc.org/view/16466-biography-20-matthew-stanley-meselson-1930-.html
  25. ^ Meselson, M.; Constable, J. (1971). "The Ecological Impact of Large Scale Defoliation in Vietnam". Sierra Club Bulletin. 56: 4–9.
  26. ^ Statement at hearing: Chemical and Biological Warfare, Committee on Foreign Relations, U.S. Senate, secret hearing held 30 April 1969, sanitized and printed 23 June 1969, 50 pp. SUDOC: Y4.F76/2:W23/2
  27. ^ Richard Lyons, New York Times, December 26, 1970 "Military to Curb Use of Herbicides" http://query.nytimes.com/mem/archive/pdf?res=9B00E3D6163FE43BBC4F51DFB467838B669EDE
  28. ^ Nowicke, J.; Meselson, M. (1984). "Yellow Rain: A Palynological Analysis". Nature. 309 (5965): 205–206. doi:10.1038/309205a0. PMID 6717598.
  29. ^ Seeley, T.D.; Nowicke, J.W.; Meselson, M.; Guillemin, J.; Akratanakul, P. (1985). "Yellow Rain". Scientific American. 253: 128–137. doi:10.1038/scientificamerican0985-128.
  30. ^ Meselson, M. and J.P. Robinson 2008. The Yellow Rain Affair: Lessons from a Discredited Allegation. Chapter 4 in Terrorism, War or Disease? Unraveling the Use of Biological Weapons. eds. S. Clunan, P. Levoy, S. Martin. Stanford University Press pp 72-96 ISBN 9780804759762
  31. ^ Pribbenow, Merle L. (2006). "'Yellow Rain': Lessons from an Earlier WMD Controversy". International Journal of Intelligence and Counterintelligence. 19: 737–745. doi:10.1080/08850600600656525.
  32. ^ Meselson, M.; Guillemin, J.; Hugh-Jones, M.; Langmuir, A.; Popova, I.; Shelokov, A.; Yampolskaya, O. (1994). "The Sverdlovsk Anthrax Outbreak of 1979". Science. 266 (5188): 1202–1208. doi:10.1126/science.7973702. PMID 7973702.
  33. ^ Guillemin, J. 2001. Anthrax, investigation of a deadly outbreak. University of California Press. ISBN 9780520229174
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  60. ^ The Meselson Laboratory "Curriculum Vitae" Sito web di Harvard:Curriculum vitae.
  61. ^ The Meselson Laboratory "Curriculum Vitae" Sito web di Harvard:Curriculum vitae.
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Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

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