ヘンリー・クワストラー
ヘンリー・クワストラー
生まれる（1908年11月11日）1908年11月11日
死亡1963年7月4日（1963年7月4日）（54歳）
職業医者
知られている生物学における情報理論
配偶者ガートルード・クワストラー

ヘンリー・クワストラー（1908年11月11日 - 1963年7月4日）はオーストリアの医師、放射線科医であり、アメリカに移住した後、生物学に応用された情報理論の分野の先駆者となった。[ 1 ]シドニー・ダンコフ との研究により、現在ではダンコフの法則と呼ばれる法則が発表された。

人生

クワストラーは医師としてのキャリアの初期をウィーンで過ごした。1932年にウィーンで組織学と放射線学を専攻し医学の学位を取得した。結核の治療のために訪れた婦人帽子職人のガートルード・クワストラーと出会ったのは1933年のことだった。二人は結婚したが、ゾグ王がクワストラーに放射線科医の育成を依頼したため、二人はアルバニアに移住した。アルバニア滞在中、彼はマラリアについても研究した。マラリアに関するクワストラーの専門知識により、彼は国際保健委員会で地位を得た。 1939年、第二次世界大戦が近づくと、二人はアルバニアを離れ、アメリカに渡った。一年以内にクワストラーはニューヨーク州のニューロシェル病院で放射線科医として働いていた。1942年、クワストラー夫妻はイリノイ州アーバナに転居し、ヘンリーはカール病院クリニックの主任放射線科医として雇用された。[ 2 ]彼女はすぐに著名な芸術家となった。ヘンリーもまたアマチュアとして絵を描いていた。妹のヨハンナによると、二人は時々一緒に展覧会に出品していたという。[ 3 ]

1949年、クワストラーは医学の道を諦め、科学に専念した。クワストラーをよく知っていたハインツ・フォン・フェルスターは、原子爆弾の発明後、クワストラーが放射線への関心をさらに深めたと述べている。フェルスターは、クワストラーが思案していた様子を次のように回想している。「『今、働く人間として、原子爆弾の放射線によってどのような被害がもたらされたのかを知ることはできるだろうか？』とクワストラーは自問した。それが彼の研究課題だった。こうして彼は生体における放射線被害に関する実験を始めたのだ。」[ 4 ] …ヘンリー・クワストラーは、情報理論の基本概念と形式主義を信じられないほどの速さで習得した。なぜか？それは、彼がこの機器を緊急に必要としていたからである。[ 4 ]

1940年代、クワストラーはダンコフと出会い、生物学における情報理論の発展に協力した。二人は遺伝子の情報量をどのように定義するかという問題に関心を持っていた。ダンコフの死後、クワストラーは1952年にダンコフ自身が創設した「生物学における情報理論」シンポジウムを組織した。クワストラーはすぐに情報理論を生命の起源を理解するためにどのように利用できるかに興味を持つようになった。1953年には「生物学における情報理論」を編集した。[ 5 ] 1956年には別の論文集「心理学における情報理論：問題と方法」を編集した。同年、テネシー州ガトリンバーグで開催された「生物学における情報理論」シンポジウムの組織化に協力し、 2年後には同名の書籍が出版された。[ 6 ]

クワストラーは懸命に努力したが、妻の結核は徐々に悪化していった。妻の健康状態の悪化により、クワストラーはニューヨークのブルックヘブン国立研究所に職を得て、放射線生物学と情報生物学の研究を続けた。 [ 7 ] [ 2 ] 1963年に妻が亡くなった時、クワストラーは途方に暮れた。彼は薬を過剰摂取し、妻の傍らに横たわり、息を引き取るまで彼女の手を握り続けた。リチャード・ディーベンコーンは後にこう語っている。「妻も私も、これほど分かちがたい夫婦に出会ったことはなかった」[ 7 ]ハインツ・フォン・フェルスターはクワストラーについて「並外れて良心的で、倫理的にも道徳的にも意識の高い人間だった」[ 4 ]

ダンコフと協力する

フォルスターの言葉を借りれば、クワストラー氏とダンコフ氏は次のような問題に答えようとした。

そこにはいくつのビットが入るのでしょうか？そして、これらのビットを生み出すものにはどのような情報内容があるのでしょうか？情報理論の言葉で言えば、このシステムが作り出し、生み出すことができる多様性や複雑性の量と、システム自体が構築されている多様性や複雑性の量との間にはどのような関係があるのでしょうか？[ 4 ]

リリー・E・ケイによれば、クワストラーとダンコフは「ワイナー・シャノン理論の遺伝学における最初の技術的応用」を成し遂げた。[ 2 ]クワストラーとダンコフは、生物の生殖において避けられない複製エラーは、遺伝子内の「チェック装置」として機能する統計的プロセスによって抑制されなければならないと提唱した。クワストラーはこれを、アメリカ合衆国憲法における「抑制と均衡」のシステムと比較した。[ 2 ]この研究から「ダンコフの法則」として知られる命題が生まれた。この法則を数学的に表現しないで述べると、「最大の成長は、生存と一致する最大の数のミスが行われた時に起こる」となる。[ 8 ]

生物学的組織の出現

1964年、クワストラーの著書『生物学的組織の出現』が死後に出版された。2002年、ハロルド・J・モロウィッツは本書を「驚くほど先見の明のある書」であり、「驚くほど現代的な視点」を持つと評した。本書の中でクワストラーは出現理論の先駆者であり、「原生生物から原核生物に至る一連の出現」モデルを展開している。[ 5 ]

この研究は、クワストラーが1963年春学期にイェール大学で理論生物学の客員教授を務めていたときに行った講義に基づいています。これらの講義でクワストラーは、一本鎖ポリヌクレオチドの形成は、地球の生物学的前時代に起こり得た確率の限界内であると主張しました。しかし、モノヌクレオチドからの一本鎖ポリマーの重合は遅く、加水分解は速いため、モノヌクレオチドとその一本鎖ポリマーのみからなる閉鎖系では、利用可能な分子のごく一部しか重合されないことにも注目しました。ただし、一本鎖ポリマーは、一本鎖ポリヌクレオチドをテンプレートとして使用して、相補的重合によって二本鎖ポリマーを形成できます。このようなプロセスは比較的速く、結果として得られる二本鎖ポリヌクレオチドは、各モノマーが糖リン酸骨格に沿って結合しているだけでなく、塩基間の鎖間結合によっても結合しているため、単一の一本鎖ポリヌクレオチドよりもはるかに安定しています。

生命の基本的な特徴である自己複製能力は、二本鎖ポリヌクレオチドが一本鎖に解離し、それぞれの一本鎖ポリヌクレオチドが相補鎖合成の鋳型として機能し、二つの二本鎖コピーが生成された際に出現しました。このようなシステムは、個々の塩基のランダムな変化が起こり、それが伝播するため、可変性があります。異なるヌクレオチド配列を持つ個々の複製子は、ヌクレオチド前駆体を求めて互いに競合することもあります。ポリヌクレオチドの折り畳み状態に影響を与える変異は、鎖の解離に対する会合の比率、ひいては複製能力に影響を与える可能性があります。折り畳み状態は分子の安定性にも影響を与えます。これらの考え方は、遺伝情報、タンパク質合成、そして生命のその他の一般的な特徴の出現について推測するために発展しました。

リリー・E・ケイは、クワストラーの著作は「理にかなった認識論的探求と、興味深い学問的失敗の、啓発的な例である」と述べている。情報に基づく生物学を創造するというクワストラーの志は革新的であったが、彼の著作は「古いデータ、不当な仮定、疑わしい数秘術、そして最も重要なのは、実験計画を策定できないことなど、多くの問題に悩まされていた」。しかしながら、クワストラーの「言説的枠組み」は生き残った。[ 2 ]

クワストラーの1964年の提案から45年後、リンカーンとジョイス[ 9 ]は、2つのリボザイム（RNA酵素）が互いに触媒し合い、合計4つの基質から合成する相互触媒系を報告した。この合成はタンパク質が存在しない状態で起こり、人工遺伝子システムの基礎となる可能性を秘めている。

出版物

参考文献

  1. ^ CURTIS HJ. HENRY QUASTLER, 1908-1963. Radiat Res. 1964年1月;21:3-4. PMID 14114194
  2. ^ a b c d eリリー・E・ケイ『生命の書を書いたのは誰か?:遺伝コードの歴史』スタンフォード大学出版局、2000年、115ページ。
  3. ^ピッツバーグプレス- 1980年8月21日、S-4。
  4. ^ a b c dミュラー、アルバート（編）、マイケル・ケーゼンバッハー（訳）『天地の始まりに名前はない：第二段階サイバネティクスとの七日間』エリノア・ルークス、フォーダム大学出版、2014年、108～9頁。
  5. ^ a bハロルド・J・モロウィッツ『万物の出現：世界はいかに複雑化したか』オックスフォード大学出版局、2004年、12頁；84頁
  6. ^クワストラー、ヘンリー（1964年）『生物学的組織の出現』イェール大学出版局。
  7. ^ a bダニエル・バウマン、「ガートルード・クワストラー」、2013年カーネギー・インターナショナル、カーネギー美術館、2013年。
  8. ^ SM DancoffとHenfry Quastler (1953). 「生物の情報量とエラー率」. Henry Quastler編. 『生物学における情報理論』 . アーバナ: イリノイ大学出版局. pp.  263– 273.
  9. ^ Lincoln TA, Joyce GF (2009年2月). 「RNA酵素の自己持続的複製」 . Science . 323 (5918): 1229–32 . Bibcode : 2009Sci...323.1229L . doi : 10.1126 /science.11 ​​67856. PMC 2652413. PMID 19131595 .  
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