Edelman, Gerald

Gerald Maurice Edelman
Gerald Maurice Edelman
Födelsedatum 1 juli 1929( 1929-07-01 )
Födelseort Queens , New York , USA
Dödsdatum 17 maj 2014 (84 år)( 2014-05-17 )
En plats för döden
Land  USA
Vetenskaplig sfär biologi , immunologi
Arbetsplats Scripps Research Institute
Rockefeller University
Alma mater University of Pennsylvania
vetenskaplig rådgivare Fredrik Senger
Utmärkelser och priser Nobelpriset i fysiologi eller medicin Ariens Cuppers Medal [d] ( 1999 ) Eli Lilly-priset i biokemi [d] ( 1965 ) hedersdoktor från University of A Coruña [d] ( 9 juli 2003 ) hedersdoktor från University of Miami [d] ( 12 maj 1995 )
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Gerald Maurice Edelman ( eng.  Gerald Maurice Edelman ; 1 juli 1929 , New York - 17 maj 2014 ) - amerikansk immunolog och neurofysiolog, vinnare av Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1972 (tillsammans med Rodney Porter ) "för upptäckter ang . de kemiska antikroppsstrukturerna ".

Medlem av US National Academy of Sciences (1969) [1] , utländsk medlem av French Academy of Sciences (1978) [2] .

Biografi

Gerald Edelman föddes 1929 [3] i Ozone Park, Queens, New York, till en judisk familj av läkaren Edward Edelman och Anna (född Friedman) Edelman, som arbetade inom försäkringsbranschen. Som barn var Edelman förtjust i att spela fiol i många år, men insåg sedan att han inte hade den inre drivkraft som krävs för att göra karriär som konsertviolinist och bestämde sig istället för att ägna sig åt medicinsk forskning. Han gick på offentliga skolor i New York, tog examen från John Adams High School och gick på college i Pennsylvania och tog examen summa cum laude med en Bachelor of Science-examen. Han tog examen från Ursinus College 1950 och fick sin MD från University of Pennsylvania School of Medicine 1954.

Karriär

Efter ett år på Johnson Foundation for Medical Physics blev Edelman bosatt på Massachusetts General Hospital; Han praktiserade sedan medicin i Frankrike medan han tjänstgjorde i US Army Medical Corps [4] . 1957 gick Edelman in på Rockefeller Institute for Medical Research som doktorand, arbetade i Henry Kunkels laboratorium och fick sin doktorsexamen. 1960 utnämnde institutet honom till assistent (senare assistent) till dekanus för forskarskolan; han blev professor vid skolan 1966. 1992 flyttade han till Kalifornien och blev professor i neurovetenskap vid Scripps Research Institute [5] .

Efter att ha mottagit Nobelpriset började Edelman forskning inom området reglering av primära cellulära processer, i synnerhet kontroll av celltillväxt och utveckling av flercelliga organismer, med fokus på intercellulära interaktioner i tidig embryonal utveckling, såväl som i bildning och funktion . nervsystem. Dessa studier ledde till upptäckten av celladhesionsmolekyler (CAM), som styr de grundläggande processer som hjälper ett djur att uppnå sin form och form, och genom vilka nervsystem byggs upp. En av de viktigaste upptäckterna som gjorts i denna studie är att den neurala adhesionsmolekylens prekursorgen gav upphov till hela det molekylära systemet av adaptiv immunitet [6] .

Nobelpriset

Medan han tjänstgjorde i armén i Paris läste Edelman en bok som väckte hans intresse för immunsystemets proteiner som kallas antikroppar . Han bestämde sig för att när han återvände till USA skulle han studera antikropparnas natur, vilket ledde till att han studerade fysikalisk kemi, där han fick sin doktorsexamen. Forskning av Edelman, hans kollegor och Rodney Robert Porter i början av 1960-talet ledde till grundläggande upptäckter för att förstå antikropparnas kemiska struktur, vilket öppnade dörren för vidare forskning. För detta arbete delade Edelman och Porter Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1972.

I sitt pressmeddelande från Nobelpriset 1972 kallade Karolinska Institutet Edelman och Porters arbete för ett stort genombrott:

Betydelsen av upptäckterna av Edelman och Porter ligger i det faktum att de gav en tydlig bild av att förstå strukturen och verkningsmekanismen för en grupp av särskilt viktiga biologiska ämnen. Därmed lade de en solid grund för verkligt rationell forskning, något som immunologin till stor del hade saknat tidigare. Deras upptäckter representerar utan tvekan ett genombrott som omedelbart utlöste en uppsjö av forskningsaktiviteter runt om i världen inom alla områden av immunologisk vetenskap, vilket gav resultat av praktisk betydelse för klinisk diagnos och terapi."

Disulfidbindningar upptäckta i antikroppar

Edelmans tidiga studier av strukturen hos antikroppsproteiner visade att disulfidbindningar binder proteinsubenheter. [7] Proteinsubenheterna i antikroppar är av två typer: större tunga kedjor och mindre lätta kedjor. De två lätta och två tunga kedjorna är sammanlänkade med disulfidbindningar för att bilda en funktionell antikropp.

Molekylära modeller av strukturen hos antikroppar

Med hjälp av experimentella data från sin egen forskning och andras arbete utvecklade Edelman molekylära modeller av antikroppsproteiner. [8] En nyckelfunktion i dessa modeller var idén att antikroppsantigenbindande domäner ( Fab ) omfattar aminosyror från både lätta och tunga proteinsubenheter. Disulfidbindningar mellan kedjorna hjälper till att sammanföra de två delarna av den antigenbindande domänen.

Antikroppssekvensering

Edelman och kollegor använde cyanbromid och proteaser för att fragmentera antikroppsproteinsubenheter till mindre bitar som kunde analyseras för att bestämma deras aminosyrasekvens [9] [10] . Vid den tidpunkt då den första kompletta antikroppssekvensen bestämdes (1969) [11] var det den största kompletta proteinsekvensen som någonsin bestämts. Tillgängligheten av aminosyrasekvenser av antikroppsproteiner har gjort det möjligt att inse att kroppen kan producera många olika antikroppsproteiner med liknande konstanta antikroppsregioner och divergerande antikroppsvariable regioner.

Topobiologi

Topobiologi är Edelmans teori som säger att morfogenes drivs av olika adhesiva interaktioner mellan heterogena populationer av celler och förklarar hur en enskild cell kan ge upphov till en komplex flercellig organism. Som föreslog av Edelman 1988 är topobiologi den process som bildar och upprätthåller differentierade vävnader och förvärvas genom energetiskt gynnsam cellsegregering genom heterologa cellulära interaktioner.

Teori om medvetande

I sin senare karriär var Edelman känd för sin teori om medvetande, beskriven i en trilogi av tekniska böcker och i flera efterföljande böcker skrivna för en allmän publik, inklusive Bright Air, Brilliant Fire (1992), [12] [13] The Universe . Consciousness (2001, med Giulio Tononi), Wider Than Sky (2004) och Second Nature: Brain Science and Human Knowledge (2007).

I sina böcker definierar Edelman mänskligt medvetande som:

"...vad förlorar du när du går in i en djup drömlös sömn...djup anestesi eller koma...vad vinner du efter att ha kommit ur dessa tillstånd. att uppleva en enda scen som består av olika sensoriska reaktioner...minnen...plats..."

Den första av Edelmans tekniska böcker, Mindful Brain (1978) [14] , utvecklar sin teori om neural darwinism, som bygger på idén att neurala nätverk är plastiska som svar på sin miljö. Den andra boken, Topobiology (1988) [15] , föreslår en teori om hur det ursprungliga neurala nätverket i den nyfödda hjärnan etableras under embryonal utveckling. The Memorable Present (1990) [16] innehåller en detaljerad beskrivning av hans teori om medvetande.

I sina böcker föreslog Edelman en biologisk teori om medvetande baserad på hans forskning om immunsystemet. Han placerade uttryckligen sin teori i Charles Darwins teori om naturligt urval och citerade nyckelsatser i Darwins teori om populationer, som postulerar att individuell variation inom en art utgör grunden för naturligt urval som i slutändan leder till utvecklingen av nya arter. Han avvisade uttryckligen dualism, och förkastade även nya hypoteser som den så kallade "beräkningsmodellen" för medvetande, där hjärnans funktioner jämförs med en dators verksamhet. Edelman hävdade att sinne och medvetande är rent biologiska fenomen som är resultatet av komplexa cellulära processer i hjärnan, och att utvecklingen av medvetande och intelligens kan förklaras med Darwins teori.

Edelmans teori försöker förklara medvetande i termer av hjärnmorfologi. Hjärnan hos ett nyfött barn består av en enorm population av neuroner (cirka 100 miljarder celler), och de som överlever de inledande stadierna av tillväxt och utveckling kommer att ha cirka 100 biljoner förbindelser med varandra. Ett prov av hjärnvävnad i storleken av ett tändstickshuvud innehåller ungefär en miljard kopplingar, och om vi tänker på hur dessa neurala kopplingar kan kombineras på olika sätt, blir antalet möjliga permutationer superastronomiska - i storleksordningen tio, följt av miljontals nollor. Den unga hjärnan innehåller många fler neuroner än vad den så småningom kommer att överleva till vuxen ålder, och Edelman hävdade att denna överkapacitet är nödvändig eftersom neuroner  är de enda cellerna i kroppen som inte kan förnyas, och eftersom endast de celler och nätverk som är bäst anpassade till deras slutmål kommer att väljas eftersom de är organiserade i neurala grupper.

Neural Darwinism

Edelmans teori om gruppurval av neuroner, även känd som " neural darwinism ", inkluderar tre huvudprinciper - urval i utvecklingsprocessen, experimentellt urval och återinträde.

1) Utvecklingsselektion  - bildandet av hjärnans allmänna anatomi styrs av genetiska faktorer, men hos vilken person som helst bestäms sambandet mellan neuroner på synaptisk nivå och deras organisation i funktionella neuronala grupper av somatiskt urval under tillväxt och utveckling. Denna process ger upphov till en enorm variation av neurala kretsar - som ett fingeravtryck eller en iris, inga två personer kommer att ha exakt samma synaptiska strukturer i någon jämförbar region av hjärnvävnad. Deras höga grad av funktionell plasticitet och den extraordinära tätheten av deras sammankopplingar tillåter neurala grupper att självorganisera sig i många komplexa och anpassningsbara "moduler". De består av många olika typer av neuroner som vanligtvis är närmare och tätare kopplade till varandra än till neuroner i andra grupper.

2) Experimentellt urval  — som överlappar den initiala tillväxten och utvecklingen av hjärnan och sträcker sig genom en persons liv, en kontinuerlig process av synaptisk selektion sker i en mängd olika repertoarer av neuronala grupper. Denna process kan stärka eller försvaga kopplingarna mellan grupper av nervceller, och den begränsas av de värdesignaler som härrör från aktiviteten i hjärnans uppåtgående system, som ständigt modifieras av en framgångsrik utgång. Erfarenhetsmässigt urval genererar dynamiska system som kan "karta" komplexa spatiotemporala händelser från sinnesorganen, kroppssystemen och andra neuronala grupper i hjärnan till andra utvalda neuronala grupper. Edelman hävdar att denna dynamiska selektiva process är direkt analog med de selektionsprocesser som verkar på populationer av individer som arter, och han påpekar också att denna funktionella plasticitet är oumbärlig, eftersom även den enorma kodningskraften hos hela det mänskliga genomet är otillräcklig för att explicit indikerar astronomiskt de komplexa synaptiska strukturerna i den utvecklande hjärnan.

3) Retur

Huvudartikel: Reentry (neural krets)

— Konceptet med inkommande signalering mellan grupper av nervceller. Han definierar reentry som en pågående rekursiv dynamisk signalering som sker parallellt mellan hjärnkartor och som kontinuerligt länkar dessa kartor till varandra i tid och rum. Återinträde beror på dess verksamhet i invecklade nätverk av massivt parallella sammankopplingar inom och mellan neuronala grupper som uppstår från de processer av evolutionärt och erfarenhetsmässigt urval som beskrivs ovan. Edelman beskriver återinträde som "en form av pågående urval av högre ordning ... som verkar vara unik för djurhjärnan" och att "det finns ingen annan enhet i det kända universum som är så helt annorlunda i återinträdande kretsar som den mänskliga hjärnan."

Evolutionsteorin

Edelman och Galli var de första som påpekade degenerationens allestädes närvarande i biologiska system och den grundläggande roll som degeneration spelar för att främja evolution [17] .

Sen karriär

Edelman grundade och ledde Neuroscience Institute, ett icke-vinstdrivande forskningscenter i San Diego som studerade den biologiska grunden för högre hjärnfunktioner hos människor mellan 1993 och 2012. Han tjänstgjorde i det vetenskapliga rådet för projektet Global Knowledge Dialogue [18] .

Edelman var medlem i Science and Technology Festival USA Advisory Board.

Personligt liv

Edelman gifte sig med Maxine M. Morrison 1950. De har två söner, Eric, en konstnär från New York, och David, docent i neurovetenskap vid University of San Diego. Deras dotter Judith Edelman är bluegrassmusiker, skivartist och författare. Vissa observatörer har noterat att Edelman kan vara inspirationen till Richard Powers karaktär i The Echo Maker.

I slutet av sitt liv hade han prostatacancer och Parkinsons sjukdom. Edelman dog den 17 maj 2014 i La Jolla, Kalifornien vid 84 års ålder. [19]

Bibliografi

  • Neural Darwinism: A Theory of Neural Group Selection (Basic Books, New York, 1987). ISBN 0-19-286089-5
  • Topobiology: An Introduction to Molecular Embryology (Basic Books, 1988, nyutgåva 1993) ISBN 0-465-08653-5
  • The Remembering Present: A Biological Theory of Consciousness (Basic Books, New York, 1990). ISBN 0-465-06910-X
  • Bright Air, Shining Fire: On the Matter of Mind (Basic Books, 1992, Reprint edition 1993). ISBN 0-465-00764-3
  • Den intelligenta hjärnan (Transaction Publishers, 2000). ISBN 0-7658-0717-3
  • The Universe of Consciousness: How Matter Becomes Imagination , Edelman och Giulio Tononi, medförfattare, (Basic Books, 2000, Reprint edition 2001). ISBN 0-465-01377-5
  • Wider than the Sky: The Phenomenal Gift of Consciousness (Yale Univ. Press 2004) ISBN 0-300-10229-1
  • Second Nature: The Brain of Science and Human Knowledge (Yale University Press, 2006) ISBN 0-300-12039-7

Anteckningar

  1. ↑ Edelman, Gerald på US National Academy of Sciences  webbplats
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par E  (franska)
  3. ↑ Urs Rutishauser. Gerald Edelman (1929-2014)  // Nature. — 2014-06-26. - T. 510 , nr. 7506 . - S. 474 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/510474a .
  4. ↑ Odelberg, Wilhelm, red. (1973). "Gerald M. Edelman: Biografi". Les Prix Nobel en 1972. Nobelstiftelsen. 27 september 2007
  5. ↑ "Gerald M. Edelman: Curriculum Vitae" (PDF). Hämtad 27 september 2007 .
  6. ↑ Nobelpriset i fysiologi eller medicin   1972 ? . NobelPrize.org . Tillträdesdatum: 31 oktober 2021.
  7. ↑ G.M. Edelman, B. Benacerraf, Z. Ovary, M.D. Poulik. Strukturella skillnader mellan antikroppar med olika specificiteter  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1961-11-15. - T. 47 . - S. 1751-1758 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.47.11.1751 .
  8. ↑ GM Edelman, JA Gally. EN MODELL FÖR 7S ANTIKROPPSMOLEKYLEN  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1964-05. - T. 51 . — S. 846–853 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.51.5.846 .
  9. ↑ B. A. Cummingham, P. D. Gottlieb, W. H. Konigsberg, G. M. Edelman. Den kovalenta strukturen av ett humant gamma G-immunoglobulin. V. Partiell aminosyrasekvens för den lätta kedjan  // Biokemi. — 1968-05. - T. 7 , nej. 5 . - S. 1983-1994 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi00845a049 .
  10. ↑ P.D. Gottlieb, B.A. Cunningham, M.J. Waxdal, W.H. Konigsberg, G.M. Edelman. Variabla regioner av tunga och lätta polypeptidkedjor av samma gammaG-immunoglobulinmolekyl  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1968-09. - T. 61 , nej. 1 . — S. 168–175 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.61.1.168 .
  11. ↑ G.M. Edelman, B.A. Cunningham, W.E. Gall, P.D. Gottlieb, U. Rutishauser. Den kovalenta strukturen av en hel gammaG-immunoglobulinmolekyl  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1969-05. - T. 63 , nej. 1 . — s. 78–85 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.63.1.78 .
  12. ↑ Alfred I. Tauber. Bokrecension Bright Air, Brilliant Fire: On the matter of mind Av Gerald M. Edelman. 280 s., illustrerad. New York, Basic Books, 1992. $25. ISBN 0-465-05245-2.  (engelska)  // New England Journal of Medicine. — 1992-11-19. — Vol. 327 , utg. 21 . — S. 1535–1536 . — ISSN 1533-4406 0028-4793, 1533-4406 . - doi : 10.1056/NEJM199211193272119 .
  13. ↑ LJUS LUFT, BRILJANT ELD | Kirkus omdömen .
  14. ↑ Gerald M. Edelman. Den medvetna hjärnan: kortikal organisation och den gruppselektiva teorin om högre hjärnfunktion . - Cambridge: MIT Press, 1978. - 100 sidor sid. - ISBN 0-262-05020-X , 978-0-262-05020-3.
  15. ↑ Gerald M. Edelman. Topobiologi: en introduktion till molekylär embryologi . - New York: Basic Books, 1988. - xv, 240 sidor sid. - ISBN 0-465-08634-9 , 978-0-465-08634-4, 0-465-08653-5, 978-0-465-08653-5.
  16. ↑ Gerald M. Edelman. Den ihågkomna nuvarande: en biologisk teori om medvetande . - New York: Basic Books, 1989. - xx, 346 sidor, 1 onumrerat plåtblad sid. - ISBN 0-465-06910-X , 978-0-465-06910-1.
  17. ↑ GM Edelman, JA Gally. Degeneration och komplexitet i biologiska system  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2001-11-20. - T. 98 , nej. 24 . — S. 13763–13768 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.231499798 .
  18. ↑ "World Knowledge Dialogue". Hämtad 12 oktober 2007. .
  19. ↑ Müller-Jung, Joachim . Gerald Edelman gestorben: Darwins Gehirn , FAZ.NET . Hämtad 7 november 2021.

Litteratur

  • Edelman (Edelman) Gerald Maurice // Chagan - Aix-les-Bains. - M  .: Soviet Encyclopedia, 1978. - S. 564. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / chefredaktör A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 29).

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
Släktforskning och nekropol