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Articulo de referencia

Matthew Meselson

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Matthew Stanley Meselson (nacido el 24 de mayo de 1930) es un genetista y biólogo molecular estadounidense que actualmente trabaja en la Universidad de Harvard , conocido por su demostración, junto con Franklin Stahl , de la replicación semiconservativa del ADN . Tras completar su doctorado bajo la dirección de Linus Pauling en el Instituto Tecnológico de California , Meselson se convirtió en profesor de la Universidad de Harvard en 1960, donde permanece hasta la actualidad como profesor de Ciencias Naturales.

En el famoso experimento de Meselson-Stahl de 1958, él y Frank Stahl demostraron mediante el marcaje con isótopos de nitrógeno que el ADN se replica de forma semiconservativa. [ 1 ] Además, Meselson, François Jacob y Sydney Brenner descubrieron la existencia del ARN mensajero en 1961. Meselson ha investigado la reparación del ADN en las células y cómo las células reconocen y destruyen el ADN extraño, y, junto con Werner Arber , fue responsable del descubrimiento de las enzimas de restricción .

Desde 1963, Meselson se ha interesado en la defensa química y biológica y el control de armas, y ha trabajado como consultor en este tema para diversas agencias gubernamentales. Meselson colaboró ​​con Henry Kissinger durante la administración Nixon para convencer al presidente Richard Nixon de que renunciara a las armas biológicas, suspendiera la producción de armas químicas y apoyara un tratado internacional que prohibiera la adquisición de agentes biológicos con fines hostiles, que en 1972 se conoció como la Convención sobre Armas Biológicas .

Meselson ha recibido el Premio de Biología Molecular de la Academia Nacional de Ciencias , el Premio al Servicio Público de la Federación de Científicos Estadounidenses , el Premio Presidencial de la Academia de Ciencias de Nueva York , la Medalla Thomas Hunt Morgan de 1995 de la Sociedad de Genética de América, así como el Premio Lasker por Logros Especiales en Ciencias Médicas. Su laboratorio en Harvard investiga actualmente la naturaleza biológica y evolutiva de la reproducción sexual, la recombinación genética y el envejecimiento. Muchos de sus antiguos alumnos son biólogos destacados, entre ellos el Premio Nobel Sidney Altman , así como Mark Ptashne , Susan Lindquist , Stephen F. Heinemann y Richard I. Morimoto .

Primeros años y educación

Meselson nació en Denver, Colorado, el 24 de mayo de 1930 y cursó la primaria y la secundaria en Los Ángeles, California. Desde niño mostró interés por la química y la física, y realizó numerosos experimentos de ciencias naturales en casa. Durante la Segunda Guerra Mundial , Meselson asistió a clases de verano durante las vacaciones y obtuvo suficientes créditos de secundaria para graduarse un año y medio antes. Sin embargo, cuando intentó obtener su diploma en la secretaría de su escuela secundaria, le informaron que para recibirlo necesitaba tres años completos de educación física, de los cuales carecía. Tras buscar otras opciones, se matriculó en la Universidad de Chicago a los 16 años, en 1946, con la intención de estudiar química, ya que no se requería un diploma de secundaria para ingresar. [ 2 ]

Educación superior

Al llegar a la Universidad de Chicago y darse cuenta de que la universidad había abolido las licenciaturas en campos especializados como química y física, Meselson estudió humanidades, incluyendo historia y clásicos, como estudiante de pregrado de 1946 a 1949. Después de terminar sus estudios, Meselson pasó medio año viajando por Europa, donde dedicó la mayor parte de su tiempo a leer y hacer amigos. La devastación de la guerra aún era evidente en Europa en 1949, al igual que las tensiones iniciales de la Guerra Fría . Al año siguiente, Meselson regresó a Caltech para comenzar nuevamente sus estudios de primer año, pero no le gustó el enfoque pedagógico de la mayoría de los cursos que tomó. Sin embargo, se matriculó en el curso de química de primer año de Linus Pauling y trabajó en un proyecto para Pauling ese mismo año sobre la estructura de la hemoglobina . [ 3 ]

Posteriormente, Meselson regresó a la Universidad de Chicago durante un año para cursar estudios de química, física y matemáticas, aunque no obtuvo otro título. Al año siguiente, fue admitido en un programa de posgrado en física en la Universidad de California en Berkeley, donde permaneció un año. En el verano de 1953, Meselson se encontraba en una fiesta en la piscina de la casa de Pauling en Sierra Madre (era amigo del hijo de Pauling, Peter, y de su hija Linda), y Pauling le preguntó qué pensaba hacer al año siguiente. Al oír a Meselson responder que pensaba regresar a la Universidad de Chicago , Pauling le pidió inmediatamente que fuera a Caltech para comenzar estudios de posgrado con él, a lo que Meselson accedió. Como estudiante de posgrado de Linus Pauling en química en el Instituto Tecnológico de California (1953-1957), la tesis doctoral de Meselson versó sobre la centrifugación en gradiente de densidad de equilibrio y sobre la cristalografía de rayos X. Además de Pauling, el comité de tesis de Meselson también incluyó a Jerome Vinograd , Richard Feynman y Harden M. McConnell . [ 4 ] Meselson luego se desempeñó como Profesor Asistente de Química Física y luego como Investigador Principal en Caltech hasta que se unió a la facultad de Harvard en 1960.

Investigación

En 1957, Meselson y Franklin Stahl (como parte del grupo de fagos ) demostraron que el ADN se replica de forma semiconservativa. [ 5 ] Para probar hipótesis sobre cómo se replica el ADN, Meselson y Stahl, junto con Jerome Vinograd , inventaron un método que separa macromoléculas según su densidad de flotación. [ 6 ] El método, la centrifugación en gradiente de densidad de equilibrio, fue lo suficientemente sensible como para que Meselson y Stahl pudieran separar el ADN que contenía el isótopo pesado de nitrógeno, 15 N, del ADN hecho del isótopo más ligero, 14 N. En su experimento clásico, descrito y analizado en un libro del historiador de la ciencia Frederic L. Holmes, [ 7 ] cultivaron la bacteria Escherichia coli durante muchas generaciones en un medio que contenía 15 N como única fuente de nitrógeno y luego cambiaron las bacterias a un medio de cultivo que contenía 14 N en su lugar. Extrajeron ADN de las bacterias antes del cambio y, a intervalos, durante varias generaciones posteriores. Después de una generación de crecimiento, se observó que todo el ADN tenía una densidad intermedia entre la del ADN 15N y el ADN 14N . En generaciones sucesivas, la fracción de ADN "semipesado" se redujo a la mitad, a medida que la cantidad total de ADN se duplicaba. Cuando el ADN semipesado se convirtió en monocatenario mediante calentamiento, se separó en dos especies de densidad: una pesada (que contenía solo 15N ) y una ligera (que contenía solo 14N ). El experimento implicó que, durante la replicación, las dos hebras complementarias del ADN bacteriano se separan, y que cada una de las hebras simples dirige la síntesis de una nueva hebra complementaria, un resultado que verificó la sugerencia de replicación del ADN propuesta cinco años antes por James Watson y Francis Crick [ 8 ] y brindó un importante apoyo inicial al modelo de Watson-Crick de la molécula de ADN.

En colaboración con Jean Weigle , Meselson aplicó el método del gradiente de densidad a estudios de recombinación genética en el bacteriófago Lambda. [ 9 ] La pregunta era si dicha recombinación implicaba la ruptura de las moléculas de ADN recombinantes o la síntesis cooperativa de nuevas moléculas. La pregunta podía responderse examinando partículas de fago derivadas de la coinfección de bacterias con fagos Lambda genéticamente marcados con isótopos pesados ​​( 13C y 15N ). El método del gradiente de densidad permitió caracterizar los fagos descendientes individuales en cuanto a la herencia de su ADN parental y de sus marcadores genéticos parentales. La demostración inicial de Meselson de la recombinación independiente de la replicación y asociada a la ruptura se descubrió más tarde que reflejaba la actividad de un sistema especial que puede recombinar el ADN Lambda en un solo punto, normalmente utilizado por el fago para insertarse en el cromosoma de una célula huésped. Posteriormente, variaciones del experimento realizadas por Franklin Stahl revelaron dependencias recíprocas entre la replicación del ADN y la mayoría de las recombinaciones genéticas. [ 10 ] Junto con Charles Radding, Meselson desarrolló un modelo para la recombinación entre dúplex de ADN que guió la investigación en el campo durante la década de 1973 a 1983. [ 11 ]

En 1961, Sydney Brenner , François Jacob y Meselson utilizaron el método del gradiente de densidad para demostrar la existencia del ARN mensajero. [ 12 ] [ 13 ] En trabajos posteriores, Meselson y sus estudiantes demostraron la base enzimática de la restricción dirigida por el huésped, [ 14 ] un proceso por el cual las células reconocen y destruyen el ADN extraño y luego predijeron y demostraron la reparación de errores de apareamiento dirigida por metilación, [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] un proceso que permite a las células corregir errores en la replicación del ADN. La investigación actual de Meselson está dirigida a comprender la ventaja de la reproducción sexual en la evolución. Meselson y sus colegas han demostrado recientemente que los rotíferos bdelloideos, de hecho, participan en la reproducción sexual empleando una meiosis de tipo atípico. [ 18 ]

Efecto Meselson

Cuando dos alelos , o copias de un gen, dentro de un individuo diploide asexual evolucionan independientemente uno del otro, se vuelven cada vez más diferentes con el tiempo. Este fenómeno de divergencia alélica fue descrito por primera vez por William Birky , [ 19 ] pero es más conocido como el efecto Meselson. En los organismos sexuales, los procesos de recombinación y segregación independiente permiten que ambos alelos dentro de un individuo desciendan de un único alelo ancestral reciente. Sin recombinación o segregación independiente, los alelos no pueden descender de un alelo ancestral reciente. En cambio, los alelos comparten un último ancestro alélico común en o justo antes de la pérdida de la recombinación meiótica. [ 20 ] Un ejemplo notable de este efecto fue descrito en los rotíferos bdelloideos , en los que los dos alelos del gen lea han divergido en dos genes diferentes que trabajan juntos para preservar el organismo durante períodos de deshidratación . [ 21 ] El efecto Meselson debería provocar que copias enteras del genoma de un organismo diverjan entre sí, reduciendo efectivamente a todos los organismos antiguamente asexuales a un estado haploide , en un proceso similar a la diploidización que sigue a la duplicación del genoma completo .

Sin embargo, la conversión genética , una forma de recombinación común en organismos asexuales, puede impedir que se produzca el efecto Meselson en organismos asexuales jóvenes [ 22 ] y puede limitar dicho efecto en rotíferos bdelloideos [ 23 ] . Además, varios ejemplos hipotéticos del efecto Meselson siguen siendo controvertidos porque otros procesos biológicos, como la hibridación, pueden imitarlo [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] .

Defensa y desarme de armas químicas y biológicas

En 1963, Meselson trabajó como consultor residente en la Agencia de Control de Armas y Desarme de Estados Unidos , donde se interesó por los programas y políticas de armas químicas y biológicas. Desde entonces, ha participado en asuntos de defensa y desarme de armas químicas y biológicas como consultor de diversas agencias gubernamentales estadounidenses y a través del Programa Harvard Sussex , una organización de investigación académica con sede en Harvard y en la Universidad de Sussex en el Reino Unido, de la cual es codirector junto con Julian Perry Robinson, también en el Reino Unido.

Tras concluir que las armas biológicas no tenían ninguna utilidad militar sustancial para Estados Unidos y que su proliferación representaría una grave amenaza, y que, en los años venideros, la explotación de la biología avanzada con fines hostiles sería perjudicial para la sociedad en general, trabajó para persuadir a los miembros del Poder Ejecutivo, al Congreso y a la opinión pública de que Estados Unidos no necesitaba tales armas y que habría beneficios en renunciar a ellas y trabajar por su prohibición mundial. Después de que el presidente Richard Nixon cancelara en 1969 el programa ofensivo de armas biológicas de Estados Unidos y respaldara una propuesta del Reino Unido para una prohibición internacional, Meselson fue uno de los que abogaron con éxito por acuerdos internacionales para prohibir las armas biológicas y posteriormente las químicas, lo que condujo a la Convención sobre Armas Biológicas de 1972 y a la Convención sobre Armas Químicas de 1993.

Meselson y sus colegas han llevado a cabo tres investigaciones in situ con implicaciones para el control de armas químicas y biológicas. Durante agosto y septiembre de 1970, en nombre de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, Meselson dirigió un equipo en la República de Vietnam en un estudio piloto sobre los efectos ecológicos y en la salud del uso militar de herbicidas. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] Al regresar a Harvard, él y Robert Baughman desarrollaron un método avanzado de espectrometría de masas para el análisis del contaminante tóxico de herbicidas dioxina y lo aplicaron a muestras ambientales y biomédicas de Vietnam y Estados Unidos. En diciembre de 1970, el presidente Richard Nixon ordenó una eliminación gradual "rápida pero ordenada" de las operaciones con herbicidas en Vietnam. [ 32 ]

Durante la década de 1980, Meselson investigó las acusaciones de que la " lluvia amarilla " era un arma tóxica soviética utilizada contra las tribus Hmong en Laos. Citando la apariencia física y el alto contenido de polen de las muestras del supuesto agente; la semejanza de los supuestos ataques con las lluvias de heces de enjambres de abejas que él y el entomólogo Thomas Seeley documentaron durante un estudio de campo en Tailandia en 1983; la incapacidad de los laboratorios gubernamentales de EE. UU. y el Reino Unido para corroborar los informes iniciales de la presencia de micotoxinas tricotecenas en muestras del supuesto agente y en muestras biomédicas de las supuestas víctimas; la falta de pruebas que las respaldaran a partir de extensas entrevistas con desertores y prisioneros militares vietnamitas; y otras consideraciones, Meselson y sus colegas argumentaron que las acusaciones eran erróneas. [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

En abril de 1980, Meselson trabajó como consultor residente de la CIA investigando un importante brote de ántrax entre la población de la ciudad soviética de Sverdlovsk. Concluyó que, basándose en las pruebas disponibles, la explicación oficial soviética de que el brote se debía al consumo de carne de ganado infectado era plausible, pero que debía realizarse una investigación independiente in situ. Tras el colapso de la Unión Soviética, se le permitió llevar un equipo a Sverdlovsk en 1992 y de nuevo en 1993. Sus informes demostraron de forma concluyente que la explicación oficial soviética era errónea y que el brote se debió a la liberación de un aerosol de ántrax en una instalación biológica militar de la ciudad. [ 37 ] [ 38 ]

Meselson es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias, la Sociedad Filosófica Estadounidense, la Academia de Ciencias de París, la Real Sociedad de Londres y la Academia Rusa de Ciencias, y ha recibido numerosos premios y distinciones en el ámbito científico y en asuntos públicos. Ha formado parte del Consejo de la Academia Nacional de Ciencias, del Consejo de la Institución Smithsoniana, del Consejo Asesor de Control de Armas y No Proliferación del Secretario de Estado de Estados Unidos y del Comité de Seguridad Internacional y Control de Armas de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Fue presidente de la Federación de Científicos Estadounidenses y actualmente es codirector del Programa Harvard Sussex sobre Armas Químicas y Biológicas y miembro del consejo de administración del Centro Belfer para la Ciencia y los Asuntos Internacionales de la Escuela de Gobierno John F. Kennedy de la Universidad de Harvard.

Premios seleccionados

Doctorados honoris causa

  • Universidad de Oakland, 1966
  • Universidad de Columbia, 1971
  • 1975 Universidad de Chicago
  • 1987 Universidad de Yale
  • Universidad de Princeton, 1988
  • Universidad Northwestern, 2003
  • Universidad McGill, 2013
  • Universidad Rockefeller, 2017

Vida personal

Se casó tres veces: primero con Katherine Kaynis, luego con Sarah Page, con quien tuvo dos hijas, Amy y Zoe. Su tercer matrimonio fue con Jeanne Guillemin , con quien tiene dos hijastros. [ 40 ]

Referencias

  1. ↑ Meselson, Stahl y la replicación del ADN. Una historia del "experimento más bello de la biología", Frederic Lawrence Holmes, Yale University Press (2001). ISBN 0300085400
  2. ↑ Meselson, M. (2003). "Entrevista con Matthew Meselson" (PDF) . BioEssays . 25 (12): 1236– 1246. doi : 10.1002/bies.10374 . PMID 14635259 . 
  3. ↑ Meselson, M. (2003). "Entrevista con Matthew Meselson" (PDF) . BioEssays . 25 (12): 1236– 1246. doi : 10.1002/bies.10374 . PMID 14635259 . 
  4. ↑ Holmes, Frederic Lawrence (2001). Meselson, Stahl y la replicación del ADN: Una historia del "experimento más bello de la biología" . New Haven: Yale University Press. pág. 265. ISBN  978-0-300-12966-3. Consultado el 28 de junio de 2023 .
  5. ↑ Meselson, M.; Stahl, F. (1958). "La replicación del ADN en E. coli" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos . 44 ( 7): 671– 682. Bibcode : 1958PNAS...44..671M . doi : 10.1073/pnas.44.7.671 . PMC 528642. PMID 16590258 .  
  6. ↑ Meselson, M.; Stahl, F.; Vinograd, J. (1957). "Sedimentación de equilibrio de macromoléculas en gradientes de densidad" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos . 43 (7): 581– 588. Bibcode : 1957PNAS...43..581M . doi : 10.1073/pnas.43.7.581 . PMC 528502. PMID 16590059 .  
  7. ↑ Meselson, Stahl y la replicación del ADN. Una historia del "experimento más bello de la biología", Frederic Lawrence Holmes, Yale University Press (2001). ISBN 0300085400
  8. ↑ Watson, JD; Crick, FHC (1953). "Implicaciones genéticas de la estructura del ácido desoxirribonucleico" . Nature . 171 (4361): 964– 967. doi : 10.1038/171964a0 . PMID 13063483 . 
  9. ↑ Meselson, M.; Weigle, J. (1961). "Rotura cromosómica que acompaña a la recombinación genética en bacteriófagos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU . 47 ( 6): 857– 868. Bibcode : 1961PNAS...47..857M . doi : 10.1073/pnas.47.6.857 . PMC 221352. PMID 13769766 .  
  10. ↑ Stahl, FW (1998) Recombinación en el fago λ: la perspectiva histórica de un genetista" Gene 223: 95-102 10.1016/S0378-1119(98)00246-7
  11. ↑ Meselson, M.; Radding, C. (1975). "Un modelo general para la recombinación genética" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos . 72 ( 1): 358– 361. Bibcode : 1975PNAS...72..358M . doi : 10.1073/pnas.72.1.358 . PMC 432304. PMID 1054510 .  
  12. ↑ Brenner, S.; Jacob, F.; Meselson, M. (1961). "Un intermediario inestable que transporta información de los genes a los ribosomas para la síntesis de proteínas". Nature . 190 ( 4776): 576– 581. Bibcode : 1961Natur.190..576B . doi : 10.1038/190576a0 . PMID 20446365. S2CID 4200865 .  
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  14. ↑ Meselson, M.; Yuan, R. (1968). "Enzima de restricción de ADN de E. coli". Nature . 217 (5134): 1110– 1114. Bibcode : 1968Natur.217.1110M . doi : 10.1038/2171110a0 . PMID 4868368. S2CID 4172829 .  
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  39. ↑ Piper, Kelsey (9 de abril de 2019), "El hombre que detuvo el programa de armas biológicas de Estados Unidos" , Vox , consultado el 2 de marzo de 2022.
  40. ↑ "Obituarios: Amy Meselson, de 46 años, defensora de los inmigrantes", The New York Times, 8 de agosto de 2018
  • Podcast Diplomacy Light n.° 3: La Convención sobre Armas Británicas cumple cincuenta años: Matthew Meselson, John Walker y Sergey Batsonov.
  • Podcast de Xapiens: El fin de la guerra biológica, COVID, Henry Kissinger, ARNm, Meselson-Stahl, Mathew Meselson
  • Biografía de Matthew Meselson en la Escuela Kennedy de Harvard
  • Vídeo de una charla de Meselson titulada "Linus Pauling como educador".
  • iBio La replicación semiconservativa del ADN
  • Discurso de investidura como Doctor Honoris Causa de McGill 2013
  • Entrevista de Conversaciones en Genética 2016