Knight of Science, Sir Andrew Huxley (1917-2012)

Knight of Science, Sir Andrew Huxley (1917-2012)

Sergey Bershitsky, Andrey Tsaturyan
"Trinity Option" №12 (106), 19. juni 2012

Andrew Fielding Huxley. Foto af 50'erne

Den 30. maj 2012, i en alder af 94, Sir Andrew Fielding Huxley (Hr. Andrew Fielding Huxley, OM, FRS) – en af ​​skaberne af moderne fysiologi og biofysik af spændende væv og muskelkontraktion, vinder af Nobelprisen i Fysiologi og Medicin fra 1963.

Familien, hvor E. Huxley blev født den 22. november 1917, optager et fremtrædende sted i den britiske kultur. Hans bedstefar, Thomas Huxley (Thomas Huxley) var den nærmeste allierede af Charles Darwin; far Leonard Huxley (Leonard Huxley), – en berømt forfatter og redaktør. Ikke mindre berømt er hans ældre halvbrødre: forfatteren Aldous Huxley (Aldous Huxley) – Forfatteren af ​​den berømte dystopiske "O modige nye verden", og biologen Julian Huxley (Julian Huxley) – En af grundlæggerne og den første direktør for UNESCO.

Siden barndommen har Andrew Huxley været interesseret i naturvidenskab og teknologi. Da han var 12 år, gav hans forældre ham en foddrevet drejebænk, og 70 år senere viste Sir Andrew stolt denne maskine i kælderen af ​​hans hus i Grandchester nær Cambridge til forfatterne af denne note. I løbet af denne tid blev maskinen forbedret af ejeren og udstyret med et mikroskop (selv om drevet forblev en fod,ligesom den gamle prins Bolkonskijs værktøjsmaskiner i krig og fred og den pensionerede præsident for Royal Society og den tidligere chef for Trinity College of Cambridge lavede personligt små dele på den til en ny ultra hurtig motor med eget design designet til at strække muskelfibre i eksperimentet.

I 1935 kom E. F. Huxley i Trinity College, Cambridge (Trinity College Cambridge), hvor han studerede fysik, matematik og kemi. Han valgte fysiologi som et ekstra fag, men blev snart interesseret i det, og i sommeren 1939, efter at have modtaget en bachelorgrad, accepterede han tilbudet fra sin seniorkollega Alan Hodgkin (Sir Alan Lloyd Hodgkin) Undersøg de elektriske fænomener i den gigantiske blæksprutte nervefiber i Marine Biological Laboratory i Plymouth (disse fibre er unikke ved at deres diameter når 2 mm, hvilket gør dem til en favorit objekt til forsøg). Snart lykkedes det at registrere en nerveimpuls med en elektrode placeret inde i fiberen, som var genstand for en notat i natur. Udbruddet af Anden Verdenskrig afbrød dette arbejde – begge unge forskere skiftede til forsvarsforskning.Andrew Huxley udviklede radar til luftforsvar artilleri, og senere gik til arbejde i admiralitet. På den fjerde dag efter de allierede landinger i Normandiet inspicerede han resultaterne af søfartskunstvirksomhed på tyske kystfestivaler.

Efter krigen sluttede Hodgkin og Huxley tilbage til blæksprutte axonforskning. De udviklede en metode til måling af ionstrømme, som skaber en nerveimpuls, og formulerede en hypotese om eksistensen af ​​ionkanaler, der åbner og lukker afhængigt af membranpotentialet. Denne hypotese blev brillant bekræftet i nogle årtier. For en kvantitativ beskrivelse af aktionspotentialet og ionstrømmene foreslog de et system med differentialligninger – Hodgkin-Huxley-modellen. Modellen beskriver perfekt de grundlæggende eksperimentelle fakta, herunder den klassiske lov "alt eller ingenting", det vil sige uafhængigheden af ​​formularen og størrelsen af ​​nerveimpulsen fra størrelsen af ​​den stimulerende stimulus, hvis den overskrider tærskelniveauet.

E. Huxley lykkedes også at teoretisk beregne hastigheden af ​​impulsudbredelse langs nerveen, hvilket faldt sammen med det observerbare med 10% nøjagtighed.Disse resultater, der blev offentliggjort i en serie artikler i 1952, markerede begyndelsen af ​​moderne elektrofysiologi af eksklusive væv og teorien om autowaves, et nyt felt af teoretisk biofysik. I 1963 blev Hodgkin og Huxley tildelt Nobelprisen sammen med den australske videnskabsmand John Eccles (Sir John Carew eccles), som studerede synaptisk transmission, for "opdagelser vedrørende de ioniske mekanismer for excitation og hæmning i de perifere og centrale områder af nervecellerne." Øjenvidner husker den "russiske" banket, hvor Andrew Huxley "vasket" sin "Nobelpris". De tjente kun vodka og kaviar, så nogle af de fremtrædende repræsentanter for den britiske videnskab, som ikke var vant til en sådan diæt, vækkede næste morgen med vanskeligheder.

Sir Andrew Huxley (til venstre) med forfatterne af artiklen (2003)

I 1946, da Huxley tog den matematiske modellering af en nerveimpuls, havde Cambridge allerede den første computer, EDSAC-1. Men da køen til maskintiden var seks måneder, da han overvejede, at en sådan forventning var for lang, valgte han at bruge måneder for at udføre beregninger manuelt på en mekanisk regnemaskine, analogen af ​​den berømte "Felix", der var kendt for den ældre generation.Han opnåede ikke kun løsninger af systemet med differentialligninger af modellen til forskellige indledende betingelser (og for hver opløsning tog det flere hundrede "trin" til tiden), men fandt også en løsning af rejsebølgetypen, dvs. han løste grænseproblemet med en ukendt parameter – udbredelseshastighed nerveimpuls. Denne beslutning var det første eksempel på en ensom bølge i et system med dissipation, som markerede starten på et nyt felt anvendt matematik, teoretisk fysik og biofysik. Det er svært at forestille sig den utrolige mængde beregningsarbejde, som E. Huxley skulle gøre for at få dette resultat!

Umiddelbart efter offentliggørelsen af ​​publikationer om nerveimpulsen, uden at have modtaget en ph.d.-grad, siden hans postgraduate studier blev afbrudt af krigen, skiftede E. Huxley til et nyt område – studiet af molekylær mekanisme for muskelkontraktion. Han designet og bygget et interferensmikroskop, som sammen med Ralph Niedergerke (Rolf Niedergerke) studerede hvordan sammentrækningen konvergerer tværgående strimler synlige på muskelfibre. Dette arbejde blev offentliggjort i tidsskriftet natur i 1954 i samme nummer med artiklen af ​​hans navnebror Hugh Huxley (Hugh Huxley) og Gene Henson (Jean hanson) kom uafhængigt til de samme konklusioner ved hjælp af en anden eksperimentel teknik. I disse værker blev en model af glidende tråde formuleret og underbygget, hvorefter de langsgående tråde inde i fiber glideren i forhold til hinanden uden at ændre deres længde under muskelkontraktion. I dette tilfælde udføres mekanisk arbejde af "krydsbroer", som ligesom galleyårer forekommer cyklisk i hullerne mellem trådene og får dem til at bevæge sig i forhold til hinanden.

Denne model er nu grundlaget for vores ideer om mekanismen for muskelarbejde. Andrew Huxley og hans elever og medarbejdere udviklede metoder til måling af den relative bevægelse af filamenter i fiberen til nærmeste nanometer og skabte et apparat til undersøgelse af submillisecond force responses udviklet af muskelfibre som reaktion på hurtige ændringer i dens længde. I 1971 brugte E. Huxley og hans samarbejdspartner Robert Simmons (ved hjælp af denne metode)Robert M. Simmons) målte de mekaniske egenskaber ved enkelte myosinmolekyler i forsøg på muskelceller og formulerede en model af en "drejebro".Efter et kvart århundrede blev denne model direkte bekræftet af røntgendiffraktionsforsøg og proteinkrystallografi.

I 1960-1983 var E. Huxley ansvarlig for Institut for Fysiologi ved University College, University of London, der erstattede sin nobelpris partner A. Hodgkin. I 1984-1990 tjente E. Huxley som hoved (Master) Trinity College, University of Cambridge, den ene, hvis medlemmer på en gang var Sir Isaac Newton, James Maxwell, Ernst Rutherford, Peter Kapitsa og mange andre forskere. Han blev valgt som medlem af kollegiet i 1941, og han forblev indtil de sidste dage i hans liv. I 1955 blev han valgt til medlem af Royal Society (Kongelige samfund), hvor i 1980-1985 var præsidenten. I 1974 blev professor Huxley ridderet, og i 1983 blev han medlem af Meritens Ordre (Bestilling af fortjeneste).

I 1989 kom E. Huxley til Moskva, Pushchino og Leningrad på opfordring fra formanden for USSR Academy of Sciences. Inden foredraget ved Moskva State University mødte han flere forskere, der studerede muskler. Han var interesseret i vores resultater, initieret af hans arbejde. Huxley tog genoptryk af artiklerne i biofysik og inviterede ham til at komme til sit hotel næste morgen. Til vores overraskelse lå trykkerne på bordet, mærket med mærker – det viste sig, han læste lidt på russisk.Vi talte i omkring en time, og lige efter det forlod han og hans kone, Lady Richenda, barnebarnet til Charles Darwin, til lufthavnen.

Fra hotellet kom vi ud chokeret. Forestil dig, at den tidligere præsident for USSR Academy of Sciences mødte to unge mennesker, der lavede nogle eksperimenter på hjemmelavet udstyr under en officiel rejse i udlandet, og i stedet for at lære byens hovedstad at kende, opholdt sig på hotellet for at diskutere deres data. Dette blev ikke oversat til russisk! Senere viste det sig, at nogle af vores virkeligheder ikke oversættes til engelsk: Sir Andrew var meget overrasket da han lærte, at medlemmerne af videnskabsakademiet i Sovjetunionen, for ikke at nævne dets ledere, stole på en personlig bil med en chauffør og misundede mere succesrige sovjetiske kolleger. I Storbritannien har ikke alle ministre en statslig bil med en chauffør, så han som præsident for Royal Society kørte sin egen bil. En af os havde den glade mulighed for at se dette, da han efter en konference i London blev inviteret til Cambridge som gæst hos rektor for Trinity College, og hans chauffør var den 72-årige rektor Sir Andrew Huxley selv den dag!

Andrew Huxley var et sjældent eksempel på en videnskabsmand, der ligeledes kombinerer talent og færdigheder hos en subtil eksperimenter og ingeniør med dyb viden om matematik og teoretisk fysik.

Ud over interferensmikroskopet ejes han af opfindelsen af ​​et mikrotom til elektronmikroskopi og en 3D mikromanipulator. Han var en vidunderlig foredragsholder, historiker og populariserende videnskab og en ekstraordinær lytter og samtalepartner. Han var lige opmærksom og lidt vild med at tale med en ung kandidatstuderende og en ærværdig professor. Mange husker hans konsekvent tyk notesbog, hvor han skrev ned alt, hvad han hørte på videnskabelige møder og konferencer, og helt sikkert sine egne tanker om dette. Hans usædvanligt dybe og samtidig langsomme sind, utrolig menneskelig charme, fantastisk beskedenhed og en lille gammeldags adel, og vigtigst af alt – den videnskabelige videnskab gav et stort indtryk på alle, der var heldige nok til at møde ham.

Efter det første møde i 1989 havde vi mere end en gang mødt Andrew Huxley og diskuteret med ham problemet med muskelkontraktion.Han var stadig interesseret i vores arbejde og fremmet dem blandt vestlige kolleger. Prof. Yale Goldman (Yale goldman), der blev valgt som formand for det biofysiske samfund i 2001, sagde, at den vigtigste videnskabelige skole i hans liv var flere frokoster holdt ved samme bord med professor Huxley, da Yel var postdoc i hans afdeling. Mange kolleger fra hele verden kan tilslutte sig disse ord!

1. Selvbiografi E. F. Huxley.
2. Interview med A. L. Hodgkin og A. F. Huxley, BBC film 1985.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: