«Разрешая стоящую перед нами проблему, мы должны, прежде всего, рассмотреть некоторые известные факты, касающиеся генов. Гены – это ультрамикроскопические частички, которые составляют материальную основу жизни и находятся в половых клетках, да, собственно, и во всех клетках. Все качества живущих существ, включая человека, зависят от двух компонентов: от этих генов, которые содержат и которые наделяют их известными способностями к развитию и реагированию, и от факторов среды, включая воспитание, социальные условия и т. д., которые определяют, как будут развиваться и реализовываться возможности генов.»
Герман Меллер (1936)
Герман Меллер – американский биолог и генетик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1946 года с формулировкой «за открытие появления мутаций, вызванных рентгеновским излучением».
Образование, степени, звания и работа
Герман Меллер вырос в Гарлеме (США), где он сначала посещал государственную школу, а затем среднюю школу Морриса (также государственную) в Бронксе. Там он и его одноклассники Лестер Томпсон и Эдгар Альтенбург основали научный клуб. Хотя у семьи Меллера средства были весьма ограниченными, пока Герман учился в школе, лето они проводили за городом. После школы Герман Меллер смог поступить в Колумбийский колледж только благодаря неожиданному присуждению стипендии Купера-Хьюитт, предоставленной ему в 1907 году на основе оценок на вступительных экзаменах. Во время учебы в колледже летом он работал банковским курьером и гостиничным клерком, получая за это 25 долларов в месяц плюс питание за 14-часовой рабочий день.
В Колумбийском колледже Герман Меллер еще на первом курсе увлекся биологией. Однако, прочитав летом 1908 года книгу Р. Х. Локка о генетике, его интересы сосредоточились на этой области науки. Любовь к генетике формировалась и благодаря курсам, которыми руководил Э. Б. Уилсон, а также работам Жака Лёба и других авторов по экспериментальной биологии и физиологии.
1909 год. Герман Меллер основал студенческий биологический клуб.
1910 год. Меллер закончил Колумбийский университет с отличием, а еще через год защитил магистерскую диссертацию о нервных импульсах.
Учась в аспирантуре, Герман Меллер получил аспирантскую стипендию (1910-1911), а затем и преподавательскую стипендию (1911-1912) по физиологии (последнюю – в медицинском колледже Корнелла), параллельно продолжая заниматься генетикой и выполняя различные дополнительные работы, такие как преподавание английского языка иностранцам в вечерней школе. В конце концов, он получил должность ассистента преподавателя по зоологии в Колумбийском университете (1912-1915), о чем всегда мечтал. Первое лето (1911) аспирантуры он провел в Вудс-Хоуле, остальные четыре года – преподавал в Колумбийском университете.
В течение пяти аспирантских лет Меллер был в основном занят работой с мушкой-дрозофилой, которую открыл Томас Хант Морган (основатель хромосомной теории наследственности). С 1910 года Меллер внимательно следил за этим исследованием и был близким членом группы, хотя у него не было возможности проводить собственные эксперименты.
1912 год. Возможность проводить эксперименты появилась, когда Меллер, став преподавателем кафедры зоологии Колумбийского университета, присоединился к А. Стертевану и К. Бриджису, которые изучали хромосомную наследственность у плодовой мушки дрозофилы в лаборатории зоологии и генетики Томаса Ханта Моргана. В то же время Меллер выполнил анализ изменчивых, многофакторных признаков с помощью устройства «маркерных генов». Это расширило обоснованность как хромосомной наследственности, так и стабильности генов и привело его позднее (1916) к открытию метода сбалансированных леталей. Работы молодого ученого помогли Моргану открыть первые генетические эффекты, связанные с хромосомами, — например, кроссинговер. А в вышедшей в 1915 году книге Т.Х. Моргана «Механизм менделевской наследственности» Меллер был соавтором великого Моргана.
1914 год. Сэр Джулиан Хаксли (будущий создатель и первый директор ЮНЕСКО) позвал Меллера в качестве преподавателя в только что созданный частный исследовательский институт Уильяма Марша Райса в Хьюстоне (Техас) (сейчас – исследовательский университет Райса). Здесь Меллер преподавал биологию и занялся изучением мутаций.
С 1918 по 1920 год Меллер снова был в Колумбийском университете, но теперь уже в качестве преподавателя, и разрабатывал методы количественного изучения мутаций.
1920 год. Меллер вернулся в Техас, но на этот раз в Университет в Остине, в качестве доцента, а с 1925 года – профессора, преподавая в основном генетику и эволюцию и проводя исследования мутаций.
1932 год. Меллер был удостоен стипендии Гуггенхайма и в течение года работал в институте Оскара Фогта в Берлине, в отделе генетики Тимофеева.
1933 год. По просьбе Н.И. Вавилова Меллер приехал в Советский Союз и до весны 1937 года работал старшим генетиком в Институте генетики Академии наук СССР, где заведовал отделом проблемы гена и мутаций. Меллер читал лекции и выступал с популярными докладами по генетике и теории эволюции, энергично критиковал расистскую теорию, которую тогда стали проводить в жизнь пришедшие к власти в Германии фашисты.
1936 год. Состоялась публичная дискуссия Меллера и Лысенко. Эта дискуссии и вскоре начавшиеся репрессии убедили Меллера в необходимости уехать из СССР.
1937 год. Меллер отправился в охваченную гражданской войной Испанию, где некоторое время работал в бригаде по переливанию крови, действовавшей на стороне республиканцев. Однако вскоре ему пришлось уехать в Шотландию, где в Институте генетики животных Эдинбургского университета Меллер проработал до 1940 года.
1940 год. Вернувшись в США, Меллер был приглашен на должность профессора биологии в Амхерст-колледж (штат Массачусетс).
1943 год. В качестве консультанта Меллер принял участие в разработке Манхэттенского проекта, а по окончании войны – в работе Комиссии по атомной энергии США.
1945 год. Меллер получил должность профессора на кафедре зоологии в Индианском университете в Блумингтоне.
1964 год. Профессор Меллер ушел на пенсию из Университета Индианы, чтобы занять должность в Институте перспективных исследований в области медицинских наук в городе Хоуп, Дуарте, Калифорния, сроком на один год.
Меллер является автором более 300 работ по биологии. Он был президентом 8-го Международного генетического конгресса в 1948 году и Американской гуманистической ассоциации в 1956-1958 годах. Он получил степени доктора наук в университетах Эдинбурга (1940), Колумбии (1949) и Чикаго (1959), почетного доктора медицины в Медицинском колледже Джефферсона (1963), ежегодную премию Американской ассоциации содействия развитию науки (1927), премию Кимбера за открытия в области генетики (1955) и памятную медаль Дарвина-Уоллеса (1958). Он был лектором Pilgrim Trust (Королевское общество) в 1945 году, а в 1963 году был назван Гуманистом года Американской гуманистической ассоциацией. Он также был членом корреспондентом академии наук СССР, получил почетное членство и стипендии многих научных обществ Соединенных Штатов, Англии, Шотландии, Швеции, Дании, Индии, Японии, Италии и т. д.
Основные научные достижения
Учась в Колумбийском университете, Меллер познакомился с менделевской теорией наследственности и увлекся ею. Там же он основал биологический клуб и стал проповедником евгеники — улучшения наследственных характеристик человеческих популяций.
В исследовательском институте Уильяма Марша Райса в Хьюстоне Меллер написал свою диссертацию, где показал, что четыре группы связанных генов, обнаруженные специальными генетическими исследованиями, соответствуют четырем хромосомам дрозофил. Кстати, именно тезисы диссертации Меллера убедили Моргана в том, что «менделевские гены были не просто искусными теоретическими символами, а реально существующими единицами, находящимися в хромосомах». Здесь же, в Райсе Меллер понял, что большинство мутаций, которые происходят в организме, вредны и даже смертельно опасны. Меллер определил, что мутации являются точечными эффектами ультрамикроскопических физико-химических случайностей, возникающих в ходе случайных молекулярных движений (теплового возбуждения). В то же время он выдвинул концепцию гена как основы жизни, а также эволюции, в силу того, что он обладает свойством воспроизводить свои собственные изменения – Меллер назвал это явление кардинальной проблемой живой материи. Он также предположил, что мутации могут быть вызваны рентгеновскими лучами, что сподвигло его на изучение этого вопроса.
1926 год. Меллер, работая в Техасе, обнаружил, что рентгеновское излучение увеличивает скорость мутагенеза у дрозофил в сотни и тысячи раз, причем строго пропорционально полученной насекомыми дозе. Двумя годами позже он подтвердил свои выводы на кукурузе и осах. Открытие, согласно которому наследственность и эволюция могут преднамеренно изменяться в лабораторных условиях, вызвало сенсацию. После сообщения о его исследованиях в журнале Science в 1927 году Меллер проснулся известным ученым. Его открытие стало триггером многочисленных исследований, многие из которых проводились с помощью студентов и сотрудников, как в его университете, так и в других научных учреждениях, в последующие двадцать лет. За это открытие и последующие исследования в 1946 году Меллеру была присуждена Нобелевская премия. Они включают исследования механизмов эффектов генных мутаций и структурных изменений, роли, которую каждый вид изменений, когда происходит спонтанно, играет в эволюции, и свойств генов и частей хромосом, как описано в исследованиях, где хромосомы были разорваны и перестроены.
1942-1945 годы. В колледже Амхерст Меллер завершил масштабный эксперимент, показывающий связь старения со спонтанными мутациями. 1945. В университете Индианы, Блумингтон, Меллер продолжил работу над мутациями, вызванными радиацией, используя их, с одной стороны, для генетического анализа, а с другой стороны, для изучения того, как радиация производит свои биологические эффекты.
Послевоенные годы Меллера посвятил главным образом преподаванию, а атомные бомбы, взорванные над Хиросимой и Нагасаки, подстегнули его интерес к влиянию радиации на человека. В последние годы жизни Меллер прилагал усилия к изменению преподавания биологии в средней школе и разработке евгенической программы, названной «Выбор зачатия», согласно которой сперма выдающихся мужчин должна быть заморожена для дальнейшего использования при зачатии здорового и умного будущего поколения. Он изложил свои взгляды по этим вопросам в книге «Выход из ночи: взгляд биолога на будущее» (Out of the Night: A Biologist's View of the Future, 1935).
