シドニー・W・フォックス
アメリカの生化学者（1912–1998）
シドニー・フォックス
シドニー・ウォルター・フォックス
生まれる1912年3月24日
ロサンゼルス、カリフォルニア州、米国
死亡1998年8月10日（1998年8月10日）（86歳）[1]
アラバマ州モービル
教育カリフォルニア大学ロサンゼルス校（BA）、カリフォルニア工科大学（Ph.D.）
知られているマイクロスフェア、生命の起源の研究
科学者としてのキャリア
フィールド生化学
機関アイオワ州立大学、フロリダ州立大学、マイアミ大学、南イリノイ大学、サウスアラバマ大学

シドニー・ウォルター・フォックス（1912年3月24日 - 1998年8月10日）は、ロサンゼルス生まれの生化学者で、生物系の起源に関する数々の発見に貢献しました。フォックスは、無機分子からのアミノ酸の合成、無機分子と熱エネルギーからのタンパク質性アミノ酸および「プロテノイド」と呼ばれるアミノ酸ポリマーの合成を研究し、プロテノイドと水から世界初と考えられる原始細胞を作製しました。彼はこれらの球状体を「ミクロスフェア」と名付けました。フォックスは、地球上に生命が誕生する以前から存在していた様々な単純な有機分子の集合体である「原始スープ」から、生命が自発的に組織化されたという、いわゆる「アビオジェネシス（生命起源）」のプロセスを信じていました。また、彼は自身の実験が原始地球の環境と類似していた可能性も示唆しました。

フォックスは実験において、無機分子と熱エネルギーからタンパク質のような構造を作り出すことが可能であることを実証しました。さらに、細菌細胞に非常によく似ているとされる微小球を作成し、それが最古の生命体、すなわち原始細胞に類似している可能性があると結論付けました。

バイオグラフィー

幼少期

シドニー・フォックスは、かつら職人のジェイコブ・フォックス[2]とウクライナ移民のルイーズ・バーマン[3 ]の息子でした。フォックスはライア・ジョッフェ[3]と結婚し、ローレンス、ロナルド、トーマスの3人の息子をもうけました。3人の息子は皆、科学者になりました。[4]彼の家系はユダヤ人でした。[3]

フォックスはカリフォルニア大学ロサンゼルス校[4]で化学の学士号を取得しました[5]。その後、カリフォルニア工科大学[4]で1940年に博士号を取得し[6] 、ライナス・ポーリング研究所で博士研究員として研究を行い、そこでライナス・ポーリングと親しくなりました[5]。

学歴

フォックスは1943年から1955年までアイオワ州立大学の教授を務めた。1949年から1955年までアイオワ農業試験場の化学科長となった。1955年、シドニー・W・フォックスはフロリダ州立大学に移り、化学教授、海洋研究所所長、宇宙生物科学研究所所長を歴任した。[4] 1964年、フォックスはマイアミ大学に移り、そこで25年間、分子進化研究所の教授および所長を務めた。[5]このプログラムは、アメリカ航空宇宙局（NASA）の支援を受けた。[5]フォックスは、南イリノイ大学の植物生物学科でも特別研究教授として教鞭を執った。 [4]その後、フォックスはサウスアラバマ大学に移り、1993年に海洋科学部門の著名な研究科学者に任命されました。[4]

晩年

フォックスは死の9年前、5回に及ぶバイパス手術を受け、13週間昏睡状態に陥りました。大きな障害もなく生き延び、キャリアを続けました。[3]フォックスは80代まで教授として働き続けました。[4]死の2年前の1996年、フォックスは国際生命起源学会（ISSOL）のフェローに選出されました。[4]シドニー・ウォルター・フォックスは1998年8月10日月曜日、アラバマ州モビールで亡くなりました。[5]

理論

無機分子からのアミノ酸の生成

シドニー・フォックスは、ミラー・ユーリー実験で得られた情報に基づいて実験を行いました。ミラー・ユーリー実験は、1950年代初頭にハロルド・ユーリーの指導の下、科学者スタンリー・ミラーによって実施されました。 [7]

ミラー・ユーリーの実験では、フラスコの中で水素、アンモニア、メタンというガスと共に水を沸騰させました。ガスは装置内を流れ、二つの電極を通過しました。この電極は電荷を発生させ、地球に生命が誕生する前の大気中に存在していたであろう雷のような働きをしました。ガスは冷却後に凝縮し、沸騰したフラスコに戻りました。スタンリー・ミラーがフラスコ内で水を観察した際に発見したのは、酸とアミノ酸でした。アミノ酸はタンパク質の必須の「構成要素」分子です。スタンリー・ミラーとハロルド・ユーリーの実験は、生命が無機分子、水、そして電荷の存在から形成されたことを示唆しています。これらの条件は、原始地球の条件に類似していると推定されています。[7]

1964年、フォックスと原田薫は同様の結果を得た実験を行いました。この実験では、メタンを濃水酸化アンモニウム溶液に通し、その後、約1000℃のシリカ砂を入れた高温の管に流しました。フォックスは、シリカ砂の代わりにシリカゲル、溶岩、アルミナを使用できることを示しました。その後、ガスを冷アンモニア水に吸収させました。その結果、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、スレオニン、プロリン、チロシン、フェニルアラニンという12種類のタンパク質様アミノ酸が生成されました。[8]

ヘインズとパベル、オロとカマット、フォックスとウィンザーなどの科学者チームによって、アミノ酸の生成につながる同様の実験が数多く行われました。[8]

プロテノイドの生成

フォックスと原田薫によるプロテノイドの形成に関する最初の実験の一つは、「アミノ酸の熱共重合によるタンパク質類似体の生成」と呼ばれ、1958年2月に実施されました。[9]

実験は、L-グルタミン酸を油浴で加熱することから始まった。DL-アスパラギン酸とアミノ酸混合物をL-グルタミン酸に加え、CO2層下の油浴で3時間加熱した。溶液を冷却し、それが入っているガラス容器を水20mLでこすり、一晩置いた。その結果、粒状の沈殿物が得られた。翌日、沈殿物に水10mLとエタノール10mLを加えて濾過した。濾過後に残った固体をセロハン透析チューブに入れ、水浴中に4日間置いた。チューブの内部を観察し、クロマトグラムを撮影したところ、ポリペプチド鎖の存在が示された。フォックスはこれらのタンパク質のような構造を「プロテノイド」と呼んだ。ポリペプチド鎖はグルタミン酸、アスパラギン酸、アミノ酸で構成されており、それぞれの割合から、構成要素の配置がランダムではないことが示唆された。この実験は、原始地球と同様の条件下でアミノ酸が乾燥する様子を再現することを目的としていました。[9]触媒なしでアミノ酸を重合するには、140～180℃という極めて高い温度が必要です。フォックスは論文の中で、原始地球では温泉、干上がったラグーン、加圧された火山マグマという3つの異なるシナリオで、この温度に達した可能性があると述べています。[10]

この実験は、原始地球上でタンパク質が主に熱を使って形成されたことを証明するものではなかったが、フォックスと原田薫は、ミラー・ユーリー実験で形成されたアミノ酸と熱だけでプロテノイドを合成できるのであれば、さらなる研究によって同化反応、酵素タンパク質、核酸がどのようにして最初に形成されたのか、ひいてはどのようにして初期の生命が誕生したのかという答えが得られるかもしれないと考えた。[9]

フォックスは、実験の設定には様々な方法があると指摘した。例えば、油浴で予熱せずにL-グルタミン酸をL-グルタミンに置き換え、その後リン酸を加えることも可能である。リン酸はペプチド結合の形成を触媒する。[9]

この種の実験には懐疑的な意見もある。彼らは、この実験が妥当であるためには、生命誕生以前の地球にはリジン、グルタミン酸、アスパラギン酸が高濃度で存在していたはずだと考えている。フォックスの実験ではこれらの物質が高濃度で存在していたのだから。原始地球の表面にこれほど多様なアミノ酸が存在していた可能性は低いと考える者もいる。[6]

プロテノイドをマイクロスフィアに組み立てる

フォックスは、細胞の起源はマイクロスフィア、つまり原始細胞であると主張している。マイクロスフィアは、適切なプロテノイドに水または食塩水を加えることで作られる。マイクロスフィアを調製するために、フォックスは熱いプロテノイドに10 mLの沸騰した食塩水を加え、注意深くかき混ぜた。その後、溶液を30秒間沸騰させ、容器から溶液を取り出し、冷たい容器に注いだ。溶液が冷めたら、顕微鏡で結果を観察し、タンパク質ポリマー1グラムから最大10億個のマイクロスフィアが得られ、各スフィアには約100億個のプロテノイド分子が含まれている。フォックスによると、マイクロスフィアの組み立てには約20分かかり、水（または食塩水）を混合前に加熱すると、より迅速に、より優れたマイクロスフィアが生成されるという。[8]

マイクロスフィアは細胞に類似した複数の特性を持つ。生成されるマイクロスフィアはほぼ均一な球状であり、フォックスは球状細菌の形状と均一性を模倣していると考えていた。また、この均一性はマイクロスフィアを平衡状態に保つ高度なシステムが存在することを意味すると彼は考えていた。マイクロスフィアは二分裂によって無性分裂し、他のマイクロスフィアと接合を形成し、細胞に相当する二重膜を発達させることができた。[8]

出版物

シドニー・フォックスは約380点の著作または共著を出版しており、そのうち9点は書籍である。[4]

  • フォックス、シドニーW. (1957).タンパク質化学入門. ニューヨーク: ワイリー.
  • フォックス、シドニーW. (1965).前生物学的システムとその分子マトリックスの起源. ニューヨーク: Acad. Pr.
  • フォックス、シドニー・W.、デュアン・L・ロルフィング、アレクサンドル・イヴァノヴィッチ・オパーリン (1972). 『分子進化：前生物学的および生物学的』 ニューヨーク：プレナム・プレス.
  • フォックス、シドニー・W、クラウス・ドーズ共著、A・オパーリン序文（1977年）『分子進化と生命の起源』（改訂版）ニューヨーク：M・デッカー
  • フォックス、シドニー・W. (1984). 『個体性と決定論：化学的・生物学的基盤』 ニューヨーク：プレナム・プレス.
  • ホー編、メイワン編、フォックス、シドニー・W. (1988). 『進化のプロセスとメタファー』 チチェスター: ワイリー. pp. 333. ISBN 0-471-91801-6。
  • フォックス、シドニー・W. (1988).生命の出現：内側から見たダーウィンの進化. ベーシックブックス.

参照

参考文献

  1. ^ 「今週の死んだ科学者 - シドニー・W・フォックス」deadscientistoftheweek.blogspot.com . 2013年3月25日. 2019年9月7日閲覧。
  2. ^ 『アメリカ伝記全米百科事典：最新巻』ミシガン大学：JTホワイト、1964年。
  3. ^ abcd Fox, Ron. 「Ron Fox Travel Chronicles, Commentaries and Articles」. Sidney W. Fox . Ron F. Fox . 2012年4月4日閲覧。
  4. ^ abcdefghi Schwartz, Alan W. (1999年1月1日). 「シドニー・W・フォックス, 1912–1998」.生命の起源と生物圏の進化. 29 (1): 1– 3. Bibcode :1999OLEB...29....1S. doi :10.1023/A:1006508001786. S2CID  12190164.
  5. ^ abcde 「シドニー・W・フォックス、初の月の岩石を分析」ロサンゼルス・タイムズ、1998年8月18日。 2012年3月17日閲覧。
  6. ^ ab デインティス、ジョン (2008).科学者の伝記百科事典. CRC Press. p. 259. ISBN 978-1-4200-7271-6。
  7. ^ ab Miller, Stanley (1953年5月15日). 「原始地球環境下におけるアミノ酸生産の可能性」(PDF) . Science . New Series. 117 (3046): 528– 529. Bibcode :1953Sci...117..528M. doi :10.1126/science.11​​7.3046.528. PMID  13056598. 2012年3月30日閲覧.
  8. ^ abcd Fox, Sidney W.; Dose, Klaus (1977). J. Lawrence Fox (編).分子進化と生命の起源（改訂版）. ニューヨーク: Marcel Dekker. ISBN 9780824766191。
  9. ^ abcd Fox, Sidney W.; Kaoru (1958年11月14日). 「アミノ酸の熱共重合によるタンパク質類似体の生成」. Science . New Series. 128 (3333): 1214. Bibcode :1958Sci...128.1214F. doi :10.1126/science.128.3333.1214. JSTOR  1756313. PMID  13592311.
  10. ^ Fox, Sidney W. (1957年10月). 「自然発生の化学的問題」. Journal of Chemical Education . 34 (10): 472– 479. Bibcode :1957JChEd..34..472F. doi :10.1021/ed034p472.
  • デインティス、ジョン（2008年8月18日）『科学者人名事典（第3版）』CRC Press. ISBN 978-1-4200-7272-3– Google ブックス経由。
  • 「シドニー・W・フォックス、初の月の岩石を分析」1998年8月18日 – LAタイムズより。
  • Fox, Sidney W.; Harada, Kaoru (1958). 「アミノ酸の熱共重合によるタンパク質類似体の生成」. Science . 128 (3333): 1214. Bibcode :1958Sci...128.1214F. doi :10.1126/science.128.3333.1214. JSTOR  1756313. PMID  13592311.
  • フォックス、シドニー・W. (1957). 「自然発生の化学的問題」.化学教育ジャーナル. 34 (10): 472. Bibcode :1957JChEd..34..472F. doi :10.1021/ed034p472.
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