James Ferris

James "Jim" P. Ferris (1932 - 4 de marzo de 2016) fue un químico estadounidense. Es conocido por sus contribuciones a la comprensión de los orígenes de la vida en la Tierra, específicamente por demostrar un mecanismo exitoso de polimerización de ARN catalizada por arcilla , lo que proporcionó más evidencia para la Hipótesis del Mundo del ARN . Además, su trabajo en fotoquímica atmosférica ha arrojado luz sobre muchos de los procesos químicos que ocurren en las atmósferas de Júpiter y la luna de Saturno , Titán .

Jim Ferris nació en Nyack, Nueva York, hijo de Richard y Mabel Ferris, el menor de cinco hermanos. Completó sus estudios universitarios en la Universidad de Pensilvania y obtuvo una licenciatura en Ciencias Químicas. Luego obtuvo un doctorado en química de productos naturales en la Universidad de Indiana y continuó sus estudios posdoctorales en el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Ferris comenzó su carrera como profesor en la Universidad Estatal de Florida y realizó investigaciones en el Instituto Salk de Estudios Biológicos. Se incorporó al Instituto Politécnico Rensselaer en 1967. Fue editor de Origins of Life and Evolution of Biospheres (OLEB), una revista académica patrocinada por la Sociedad Internacional para el Estudio del Origen de la Vida (ISSOL), de 1982 a 1999. También se desempeñó como presidente de la ISSOL de 1993 a 1996.

Entre 1998 y 2006 se desempeñó como director del Centro de Estudios sobre los Orígenes de la Vida de la NASA en Nueva York, que luego se convertiría en el Centro de Astrobiología de Nueva York en Rensselaer, del que siguió siendo miembro activo hasta 2015.

Ferris murió el 4 de marzo de 2016 en el Daughters of Sarah Nursing Center en Albany, Nueva York .

Durante más de cincuenta años de investigación, Ferris realizó contribuciones fundamentales en el campo de la química prebiótica. Su interés por los orígenes de la vida lo llevó a explorar en detalle una amplia gama de mecanismos de reacción prebióticos y a descubrir la síntesis de ARN dirigida por arcilla. Al proporcionar un mecanismo plausible para la síntesis prebiótica de oligómeros de ARN, el método de Ferris fortaleció la hipótesis del mundo del ARN. En un esfuerzo por descubrir las condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva y establecer aún más la relación entre los procesos atmosféricos y la química prebiótica, Ferris se dedicó a observar Júpiter y la luna más grande y más parecida a la Tierra de Saturno, Titán.

A finales de los años 60, Ferris publicó un conjunto de estudios en colaboración con Leslie Orgel que dilucidaron varias vías prebióticas para la síntesis de macromoléculas biológicamente relevantes (incluidas nucleobases , aminoácidos y precursores de los mismos) a partir de cianuro de hidrógeno y compuestos ciano . ^[1] En otra serie de publicaciones sobre la evolución química, Ferris amplió aún más la comprensión de estas y otras reacciones, demostrando, por ejemplo, los mecanismos de polimerización del cianuro de hidrógeno en una variedad de condiciones que conducen a purinas , pirimidinas , aminoácidos y una gran cantidad de moléculas precursoras orgánicas. ^[2]

El trabajo de Ferris en síntesis prebiótica bajo las condiciones de la Tierra primitiva lo llevó a investigar el uso del mineral montmorillonita como superficie para la polimerización de ribonucleótidos y otros procesos. La montmorillonita se forma por la acumulación y descomposición de ceniza volcánica, y puede haber estado presente en la Tierra primitiva, lo que la convierte en un candidato prometedor para la catálisis de reacciones prebióticas. En publicaciones tempranas que involucraban arcillas de montmorillonita, Ferris demostró que, después de la adsorción de los nucleótidos a su superficie, el mineral puede mejorar catalíticamente la formación de oligonucleótidos de poliadenina y policitosina y monofosfatos de adenina cíclicos. ^[3] La composición de las arcillas de montmorillonita puede variar, y se demostró que la presencia de cationes metálicos para estabilizar las cargas negativas distintivas del mineral también afecta la unión y la catálisis. ^{[4] [5]} Más tarde, Ferris pudo lograr la catálisis del enlace fosfodiéster entre varios ribonucleótidos activados, lo que resultó en oligómeros de ARN de hasta 50 nucleótidos de longitud en la superficie de la arcilla. ^{[6] [7]}

En 2010, Ferris demostró que la montmorillonita es capaz de afectar la regioselectividad de los oligómeros de ARN que cataliza. ^[8] A partir de una mezcla de enantiómeros D y L de ribonucleótidos activados, hasta el 76% de los oligómeros resultantes fueron homoquirales , lo que proporcionó una nueva dirección para la pregunta aún sin respuesta del origen de la homoquiralidad en la bioquímica moderna.

Ferris construyó simulaciones gaseosas de las atmósferas de Júpiter y Titán y analizó su composición utilizando una combinación de técnicas de fotoquímica, incluyendo espectroscopia de fotoelectrones de rayos X y espectroscopia infrarroja . La información obtenida de estos estudios podría luego compararse directamente con las mediciones de sus respectivos planetas. El análisis de los procesos atmosféricos en otros planetas de nuestro sistema solar no solo beneficia los esfuerzos de exploración espacial en curso de la NASA, sino que también puede brindar información sobre la historia de nuestro propio planeta, revelando procesos atmosféricos que habrían sido importantes para el surgimiento de la vida en una Tierra prebiótica.

Al preparar análogos de los aerosoles atmosféricos de Titán e irradiar la mezcla de gases utilizada, Ferris pudo investigar los índices de refracción y observar reacciones de síntesis que podrían usarse como modelos y compararse directamente con las mediciones de datos espectroscópicos recuperados de la misión Cassini-Huygens de la NASA a Saturno. ^[9]

• Ferris, JP; Hill, AR; Liu, R.; Orgel, LE (1996). "Síntesis de oligómeros prebióticos largos en superficies minerales". Nature . 381 (6577): 59– 61. Bibcode :1996Natur.381...59F. doi :10.1038/381059a0. hdl : 2060/19980119839 . PMID  8609988. S2CID  4351826.
• Ferris, JP; Ertem, G. (1993). "Catálisis con montmorillonita de la formación de oligómeros de ARN en solución acuosa. Un modelo para la formación prebiótica de ARN". J. Am. Chem. Soc . 115 (26): 12270– 12275. doi :10.1021/ja00079a006. PMID  11540110.
• Joshi, PC; Aldersley, MF (2011). "" Ferris, JP "Selectividad homoquiral en la síntesis de ARN: reacciones cuaternarias catalizadas por montmorillonita de D, L-purina con nucleótidos de D, L-pirimidina". Orig. Life Evol. Biosph . 41 (3): 213– 236. Bibcode :2011OLEB...41..213J. doi :10.1007/s11084-010-9222-1. PMID  20725859. S2CID  34460522.
• Ferris, JP (2006). "Formación de oligómeros de ARN catalizada por montmorillonita: el posible papel de la catálisis en los orígenes de la vida". Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci . 361 (1474): 1777– 1786. doi :10.1098/rstb.2006.1903. PMC  1664692. PMID  17008218 .
• Vuitton, V.; Tran, B.; Persans, P.; Ferris, JP (2009). "Determinación de los índices de refracción complejos de análogos de neblina de Titán utilizando espectroscopia de deflexión fototérmica". Icarus . 203 (2): 663– 671. Bibcode :2009Icar..203..663V. doi :10.1016/j.icarus.2009.04.016.

Ferris recibió un Premio Profesional del NIH en 1969, lo que le permitió ampliar enormemente su investigación sobre la síntesis de nucleótidos prebióticos.

En 1996, la ISSOL le concedió la Medalla Oparin por sus logros y contribuciones en el campo de la química de los orígenes de la vida.

En 2012, el Instituto Politécnico Rensselaer estableció la Beca James P. Ferris en Astrobiología en su honor.

• Biografía en RPI (Enlace archivado)
• In Memoriam en la NASA
• ISSOL
• Centro de Astrobiología de Nueva York en Rensselaer