アメリカの生物学者
ジェームズ・A・シャピロ
母校イギリス、ケンブリッジ大学チャーチル・カレッジ
知られている自然遺伝子工学、遺伝子の最初の分離、細菌における協調行動、パターン形成
受賞歴マーシャル奨学金（1964-1966）[ 1 ]ダーウィン賞（エディンバラ大学）1993年、[ 2 ] AAASフェロー1994年、[ 3 ]名誉OBE 2001年[ 2 ]
科学者としてのキャリア
フィールド微生物学、分子生物学、遺伝学、生化学
機関シカゴ大学、フランスのパスツール研究所博士研究員、ハーバード大学医学部、ブランダイス大学、スコットランドのテルアビブ大学およびエディンバラ大学の客員教授、イギリスのケンブリッジ大学チャーチル・カレッジの客員研究員

ジェームズ・アラン・シャピロ（1943年5月18日生まれ）は、アメリカの生物学者であり、細菌遺伝学の専門家であり、シカゴ大学生化学・分子生物学部の名誉教授である。[ 4 ]

学歴

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シャピロは1964年にハーバード大学で英文学の学士号を取得した。[ 1 ] [ 5 ]その後、大学4年生の時に履修した遺伝学の授業に刺激を受けて[ 6 ] 、英文学から理学へ転向した。1964年から1967年にかけてケンブリッジ大学コーパスクリスティ・カレッジで大学院研究を行うためのマーシャル奨学金を授与され、最終年をハマースミス病院でウィリアム・ヘイズの指導の下で過ごし、1968年に遺伝学の博士号を取得した。彼の学位論文「大腸菌K12のガラクトースオペロンの構造」には、細菌における転移因子の存在を初めて示唆する内容が含まれている。彼はこの仮説を、1968年にパリのパスツール研究所のフランソワ・ジャコブの研究室でジェーン・コフィン・チャイルズ研究員としてポスドク研究員として在籍中に確認した。

1968年から1970年までハーバード大学医学部のジョン・ベックウィズ研究室でアメリカ癌協会フェローとして勤務し、同僚らと生体内遺伝子操作により大腸菌のlacオペロンのクローン作成と精製を行った。

彼は自身の研究が遺伝子工学に応用される可能性に悩んでいた。 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

1970年から1972年までキューバのハバナ大学生物科学部の招聘教授を務め、その後ブランダイス大学に戻り、ハーリン・ハルヴォルソンのもとで博士研究員を務めた。[ 5 ] 1973年以降はシカゴ大学で微生物学の教授を務めている。

1975年、シャピロはICN- UCLA スコーバレー共催の細菌プラスミドシンポジウムに出席し、抗生物質耐性トランスポゾンがゲノム上の新たな位置へ移動する現象を学んだことで、細菌におけるDNA再構成への関心が深まりました。これをきっかけに、彼はサンカール・アディヤ氏と故アハメド・ブカリ氏と共同で、 1976年にコールド・スプリング・ハーバー研究所でDNA挿入因子に関する最初の会議を開催しました。当初は少数の研究者しか参加しない予定でしたが、世界中から150名を超える科学者が参加し、バーバラ・マクリントック氏も参加しました。マクリントック氏は1948年にトウモロコシ（スイートコーン）におけるDNA「制御因子」の転位（水平遺伝子移動） （ゲノム上の新たな位置への移動）を初めて特定し、この発見により1983年にノーベル賞を受賞しました。シャピロとマクリントック氏は、マクリントック氏が1992年に亡くなるまで共同研究を続けました。[ 9 ]

彼はまた、 1994年にエディンバラ大学のダーウィン賞客員教授を務めるなど、時折客員教授を務めている。[ 10 ]

研究

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ハーバード大学でベックウィズと共同研究していたシャピロは、生物から単一遺伝子を単離した最初のチームの筆頭著者であった。 [ 5 ] [ 11 ] [ 12 ]彼らが単離した遺伝子はlacZであり、これは大腸菌が牛乳中の糖を分解するために用いるβ-ガラクトシダーゼ 酵素をコードする。彼らの手法は、遺伝子の反対方向のコピーを2つの特殊な形質導入バクテリオファージに挿入する形質導入、次に2つのファージから一本鎖DNAを混合して細菌配列のみが二重らせんを形成するようにし、最後にヌクレアーゼを用いて一本鎖ファージ配列を分解し、二本鎖lacZ DNAのみを残すというものである。[ 13 ]

1979年に米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載された論文において、シャピロは、Tn3アンピシリン耐性トランスポゾンや転座性バクテリオファージMuなどの転移因子による遺伝子移動の詳細な分子メカニズムとして、複製転座を初めて提唱した。このモデルでは、転移因子の末端が標的部位のDNA配列に共有結合し、転移因子の両端に複製フォークを持つ中間構造（「シャピロ中間体」と呼ばれることもある）を形成する。[ 14 ]

シャピロは他の研究で、細菌が寒天培地表面上で群集を形成しながら増殖する際に空間的に組織化することを示した。例えば、病原性を示すこともある細菌プロテウス・ミラビリスの各株が、周期的な集団「群集」移動によって複雑な段々状のリングのパターンを形成する仕組みを解析した。これは、物理学者の共同研究者セルゲイ・エシポフが導き出した数学的規則によって説明できる創発的な特性である。シャピロはこれを、狩猟行動、防御構造の構築、胞子の拡散、そして個々の細菌がより大きな群集のために自らを犠牲にするといった、他の複雑な多細胞行動と関連付けた。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]この研究に基づき、シャピロは、協力行動はあらゆるレベルの複雑性における生物活動の基本的な組織化概念であると考えている。[ 18 ]

自然遺伝子工学

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彼は、生物進化の過程で新奇性がどのように生み出されるかを説明するために、「自然遺伝子工学」という用語を提唱した。これは一部の人々から批判されており[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]、シャピロ自身も批判者たちの指摘に対して反論している[ 23 ] 。

シャピロは、自然界で起こる多くのゲノム変化は、科学者が過去数十年の間に開発した遺伝子工学技術を用いて意図的に行った変化と同様の分子DNA再編成によって起こると主張している。例えば、転移因子は増幅され、ゲノム内の異なる場所に移動される可能性がある。これらのDNA変化は、真菌、珪藻類、植物、動物において、花の発達、脊椎動物の体制、胎生生殖、様々な哺乳類の神経系の発達など、幅広い複雑な形質を実現するための分散型ゲノムネットワークを形成することが分かっている。[ 24 ]

進化の第三の道

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シャピロとデニス・ノーブルは2014年に「第三の進化の道（TWE）」プロジェクトを設立した。 「統合的総合論」としても知られるTWEは、拡張進化論総合論と多くの類似点を持つものの、その主張はより過激である。[ 25 ] TWEは、創造論と現代総合論に代わる中道的な「第三の道」を提示する研究者グループで構成されており、現代総合論は全く新しい進化論的枠組みに置き換えられると予測している。[ 25 ]現在、TWEを支持する進化生物学者は少数派である。[ 25 ]

賞と栄誉

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シャピロは1963年にファイ・ベータ・カッパに選出され[ 26 ]、1964年から1966年までマーシャル奨学生であった[ 1 ]。 1993年にはエディンバラ大学のダーウィン賞客員教授に就任した[ 2 ]。 1994年には、「細菌の遺伝学と増殖、特に可動性遺伝要素の作用と細菌コロニーの形成に関する革新的で創造的な解釈」により、アメリカ科学振興協会のフェローに選出された[ 3 ] 。 [ 27 ]。そして2001年には、マーシャル奨学金プログラムへの貢献により、大英帝国勲章の名誉オフィサーを授与された[ 2 ] 。 2014年には、第3回「ノーベル賞受賞者 - ロバート・G・エドワーズ」講演の講師に選ばれた[ 28 ]。

選定された出版物

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シャピロは、編著に『Mobile Genetic Elements』（Academic Press、1983年）とマーティン・ドウォーキンとの共著『Bacteria as Multicellular Organisms』 （Oxford University Press、1997年）がある。著書に『Evolution: A View from the 21st Century』（FT Press Science、2011年、ISBN 978403040556）がある。 978-0-13-278093-3）。

2022年にシャピロは『進化：21世紀からの視点』（コグニション・プレス、ISBN 978-4-8222231-1）の大幅な拡張と更新を行った第2版を出版した。 978-1-7374987-0-4）。

シャピロ、デニス・ノーブル、ピーター・A・コーニング、スチュアート・A・カウフマンは2023年に『「目的」による進化：生体システムのテレオノミー』を執筆した。 [ 29 ]

参考文献

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  1. ^ a b c 「マーシャルズが発表」ハーバード・クリムゾン、1964年5月5日
  2. ^ a b c d 「クイーンがシャピロにOBEを授与」、シカゴ大学クロニクル、2002年1月10日
  3. ^ a b AAASフェローリスト
  4. ^ シカゴ大学生化学・分子生物学科の教員プロフィール、 2013年9月21日時点のオリジナルよりアーカイブ、2013年9月20日閲覧。
  5. ^ a b c コラタ、ジーナ（1992年10月13日）「パターンを見た生物学者」ニューヨーク・タイムズ
  6. ^ a b ベックウィズ、ジョナサン・R.（2002）、遺伝子を作り、波を起こす：科学における社会活動家、ハーバード大学出版局、ISBN 978-0-674-00928-8
  7. ^ コラタ、ジーナ（1996年3月5日）「謎の遺伝子スイッチ、ついに3D構造の画像化」ニューヨーク・タイムズ
  8. ^ ノックス、リチャード（1970年1月20日）「ハーバード大学の遺伝学者が社会問題に取り組む」ボストン・グローブ
  9. ^ James A. Shapiro. 「Perspectives - Letting Escherichia coli Teach Me About Genome Engineering」（PDF） . 2010年6月12日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  10. ^ 履歴書、ジェームズ・A・シャピロ、シカゴ大学
  11. ^ 「科学者が遺伝子を分離、遺伝制御に一歩前進」ニューヨーク・タイムズ、1969年11月23日
  12. ^ 「生物学的火遊び」ニューヨーク・タイムズ、1969年12月8日
  13. ^ Müller-Hill, Benno (1996), The lac Operon: a short history of a genetic paradigm , Walter de Gruyter, p. 42, ISBN 978-3-11-014830-5
  14. ^ Bushman, Frederic (2002), 「DNA水平伝播：メカニズムと結果」 CSHL Press, p. 46, ISBN 978-0-87969-621-4
  15. ^ ブラウン、マルコム・W.（1988年7月5日）「自己犠牲についての考察」ニューヨーク・タイムズ
  16. ^ コラタ、ジーナ（1992年10月13日）「細菌は豊かな社会生活を送ることで繁栄する」ニューヨーク・タイムズ
  17. ^ ガイ、サンドラ（2004年12月15日）「科学者が細菌の秘密の生命を解明」シカゴ・サンタイムズ
  18. ^ ブラウン、マルコム・W.（1992年4月14日）「生物学者が寛大さの報酬を集計」ニューヨーク・タイムズ
  19. ^ ベザック、エヴァ（2011）「（レビュー）進化：21世紀からの視点」、オーストラレーシア物理工学医学、34（4）：643-645、doi：10.1007/s13246-011-0110-4
  20. ^ Buratti, Emanuele (2012)、「(レビュー) 21世紀の分子生物技術者のための進化論の教訓」、分子生物工学、52 (1): 89– 90、doi : 10.1007/s12033-011-9472-9
  21. ^ モラン、ローレンス・A（2011年5～6月）「（レビュー）進化論：21世紀からの視点」（PDF）、国立科学教育センター報告書、32（3）：10
  22. ^ Seoighe, Cathal (2012)、「(レビュー) 進化：21世紀からの視点」、進化生物学の動向、4 (e6): 32– 33、doi : 10.4081/eb.2012.e6
  23. ^ シャピロ、ジェームズ・A.（2012）「私の著書『進化：21世紀からの視点』に対するポーリン・ホーゲヴェクの書評への応答」進化知能、5（3）：211、doi ： 10.1007 /s12065-012-0074-7
  24. ^ 分散ゲノムネットワークの革新はモバイルDNA要素に起因する
  25. ^ a b c Svensson, Erik I. (2023)、「進化理論の構造：新ダーウィニズム、新ラマルク主義、そして現代統合に関する偏った歴史的物語を超えて」、Dickins, TE; Dickins, BJ (編)、『進化生物学：中核理論に関する現代的および歴史的考察』、進化生物学 – その発展に関する新たな視点、第6巻、pp.  173– 217、doi : 10.1007/978-3-031-22028-9_11、ISBN 978-3-031-22027-2
  26. ^ 「ハーバード大学でファイ・ベータ・カッパ16名が選出」、ボストン・グローブ、1963年12月8日
  27. ^ 「4人の教員がAAASフェローに選出」シカゴ大学クロニクル、14 （10） 、1995年1月19日
  28. ^ 「世界産科・婦人科・不妊症論争会議」。
  29. ^ 「目的」に基づく進化mitpress.mit.edu.
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