James Ferris
James P. Ferris | |
|---|---|
| Född | 1932 |
| dog | 4 mars 2016 (83–84 år) |
| Alma mater |
University of Pennsylvania Indiana University Massachusetts Institute of Technology |
| Utmärkelser |
NIH Career Award (1969) Oparin Medal (1996) |
| Vetenskaplig karriär | |
| Fält | atmosfärisk fotokemi, livets ursprung, prebiotisk kemi |
| institutioner |
Rensselaer Polytechnic Institute Salk Institute for Biological Studies Florida State University |
James "Jim" P. Ferris (1932 – 4 mars 2016) var en amerikansk kemist. Han är känd för sina bidrag till förståelsen av livets ursprung på jorden, särskilt genom att demonstrera en framgångsrik mekanism för lerkatalyserad polymerisation av RNA , vilket ger ytterligare bevis för RNA-världshypotesen . Dessutom har hans arbete inom atmosfärisk fotokemi belyst många av de kemiska processer som förekommer i atmosfärerna hos Jupiter och Saturnus måne Titan .
Liv och karriär
Jim Ferris föddes i Nyack, New York till Richard och Mabel Ferris, den yngsta av fem barn. Han avslutade sina grundstudier vid University of Pennsylvania och fick en kandidatexamen i kemi. Han fortsatte med en doktorsexamen i naturproduktkemi vid Indiana University och fortsatte sina postdoktorala studier vid Massachusetts Institute of Technology.
Ferris började sin karriär som professor vid Florida State University och utförde forskning vid Salk Institute for Biological Studies. Han började på Rensselaer Polytechnic Institute 1967. Han var redaktör för Origins of Life and Evolution of Biospheres (OLEB), en akademisk tidskrift sponsrad av The International Society for the Study of the Origin of Life (ISSOL), från 1982 till 1999. Han var också president för ISSOL från 1993 till 1996.
Mellan 1998 och 2006 var han chef för NASA: s New York Center for Studies on the Origins of Life, som senare skulle bli New York Center for Astrobiology i Rensselaer, där han förblev en aktiv medlem fram till 2015.
Ferris dog den 4 mars 2016 på Daughters of Sarah Nursing Center i Albany, New York .
Forskning
Under mer än femtio års forskning har Ferris gjort viktiga bidrag till området för prebiotisk kemi. Hans intressen för livets ursprung fick honom att i detalj utforska en mångfald av prebiotiska reaktionsmekanismer och att göra upptäckten av lerriktad RNA-syntes. Genom att tillhandahålla en rimlig mekanism för den prebiotiska syntesen av RNA-oligomerer, stärkte Ferris metod RNA-världshypotesen. I ett försök att avslöja villkoren för den tidiga jordens atmosfär och ytterligare etablera sambandet mellan atmosfäriska processer och prebiotisk kemi, vände Ferris sig till att observera Jupiter och Saturnus största och mest jordliknande måne, Titan.
Prebiotisk syntes
I slutet av 60-talet publicerade Ferris en uppsättning samarbetsstudier med Leslie Orgel som klargjorde flera prebiotiska vägar för syntes av biologiskt relevanta makromolekyler (inklusive nukleobaser , aminosyror och prekursorer därav) från vätecyanid och cyanoföreningar . I en annan serie publikationer om kemisk evolution utökade Ferris förståelsen av dessa och andra reaktioner ytterligare, och demonstrerade till exempel mekanismer för vätecyanidpolymerisation under en mängd olika förhållanden som leder till puriner, pyrimidiner, aminosyror och en mängd organiska prekursorer . molekyler.
Montmorillonitkatalys och RNA-polymerisation
Ferris arbete med prebiotisk syntes under tidiga jordförhållanden ledde till att han undersökte användningen av mineralet montmorillonit som en yta för ribonukleotidpolymerisation och andra processer. Montmorillonit bildas genom ackumulering och nedbrytning av vulkanisk aska och kan ha funnits på den tidiga jorden, vilket gör den till en lovande kandidat för katalys av prebiotiska reaktioner. I tidiga publikationer som involverade montmorillonitleror, visade Ferris att, efter adsorption av nukleotiderna till dess yta, kan mineralet katalytiskt öka bildningen av polyadenin- och polycytosinoligonukleotider och cykliska adeninmonofosfater. Sammansättningen av montmorillonitleror kan variera, och närvaron av metallkatjoner för att stabilisera mineralets distinkta negativa laddningar visade sig också påverka bindning och katalys. Senare kunde Ferris uppnå katalys av fosfodiesterbindningen mellan flera aktiverade ribonukleotider, vilket resulterade i RNA- oligomerer upp till 50 nukleotider långa på lerytan.
2010 visade Ferris att montmorillonit kan påverka regioselektiviteten hos de RNA-oligomerer som den katalyserar. Från och med en blandning av D- och L- enantiomerer av aktiverade ribonukleotider, var upp till 76% av de resulterande oligomererna homokirala , vilket gav en ny riktning för den ännu obesvarade frågan om ursprunget till homokiralitet i modern biokemi.
Fotokemi på andra planeter
Ferris konstruerade gasformiga simuleringar av atmosfärerna i Jupiter och Titan och analyserade deras sammansättning med en kombination av fotokemitekniker, inklusive röntgenfotoelektronspektroskopi och infraröd spektroskopi . Information från dessa studier kan sedan direkt jämföras med mätningar av deras respektive planeter. Analysen av atmosfäriska processer på andra planeter i vårt solsystem gynnar inte bara NASAs pågående rymdutforskningssatsningar, den kan också ge inblick i vår egen planets historia och avslöja atmosfäriska processer som skulle ha varit viktiga för uppkomsten av liv på en prebiotisk jord.
Genom att förbereda analoger till Titans atmosfäriska aerosoler och bestråla blandningen av gaser som användes kunde Ferris undersöka brytningsindex och observera syntesreaktioner som kunde användas som modeller och jämföras direkt med mätningar av spektroskopidata som återvunnits från NASA:s Cassini-Huygens-uppdrag till Saturnus .
Utvalda publikationer
- Ferris, JP; Hill, AR; Liu, R.; Orgel, LE (1996). "Syntes av långa prebiotiska oligomerer på mineralytor". Naturen . 381 (6577): 59–61. Bibcode : 1996Natur.381...59F . doi : 10.1038/381059a0 . hdl : 2060/19980119839 . PMID 8609988 . S2CID 4351826 .
- Ferris, JP; Ertem, G. (1993). "Montmorillonitkatalys av RNA-oligomerbildning i vattenlösning. En modell för prebiotisk bildning av RNA". J. Am. Chem. Soc . 115 (26): 12270–12275. doi : 10.1021/ja00079a006 . PMID 11540110 .
- Joshi, PC; Aldersley, MF (2011). "" Ferris, JP "Homokiral selektivitet i RNA-syntes: Montmorillonit-katalyserade kvartära reaktioner av D, L-purin med D, L-pyrimidinnukleotider". Orig. Life Evol. Biosph . 41 (3): 213–236. Bibcode : 2011OLEB...41..213J . doi : 10.1007/s11084-010-9222-1 . PMID 20725859 . S2CID 34460522 .
- Ferris, JP (2006). "Montmorillonit-katalyserad bildning av RNA-oligomerer: Katalysens möjliga roll i livets ursprung" . Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci . 361 (1474): 1777–1786. doi : 10.1098/rstb.2006.1903 . PMC 1664692 . PMID 17008218 .
- Vuitton, V.; Tran, B.; Persans, P.; Ferris, JP (2009). "Bestämning av de komplexa brytningsindexen för Titan-disanaloger med hjälp av fototermisk avböjningsspektroskopi". Ikaros . 203 (2): 663–671. Bibcode : 2009Icar..203..663V . doi : 10.1016/j.icarus.2009.04.016 .
Utmärkelser och erkännande
Ferris fick ett NIH Career Award 1969, vilket gjorde det möjligt för honom att kraftigt utöka sin forskning om prebiotisk nukleotidsyntes.
1996 tilldelades han Oparin-medaljen av ISSOL för sina prestationer och bidrag till området för livskemins ursprung.
2012 inrättade Rensselaer Polytechnic Institute James P. Ferris Fellowship in Astrobiology till hans ära.
