マシュー・メセルソン

マシュー・スタンレー・メセルソン（1930年5月24日生まれ）は、アメリカの遺伝学者、分子生物学者で、現在はハーバード大学に在籍している。フランクリン・スタールとともに半保存的DNA複製を実証したことで知られている。カリフォルニア工科大学でライナス・ポーリングの指導の下博士号を取得後、1960年にハーバード大学の教授に就任し、現在も自然科学部の教授を務めている。

1958年の有名なメセルソン・スタール実験で、彼とフランク・スタールは窒素同位体標識によってDNAが半保存的に複製されることを実証した。^{[ 1 ]}さらに、メセルソン、フランソワ・ジャコブ、シドニー・ブレナーは1961年にメッセンジャーRNAの存在を発見した。メセルソンは細胞内のDNA修復と細胞が外来DNAを認識して破壊する方法を研究し、ヴェルナー・アーバーとともに制限酵素の発見に貢献した。

メセルソンは1963年以来、化学・生物兵器防衛と軍備管理に関心を持ち、様々な政府機関の顧問を務めてきた。ニクソン政権下ではヘンリー・キッシンジャーと協力し、リチャード・ニクソン大統領に生物兵器の放棄、化学兵器生産の停止、そして敵対目的での生物兵器の取得を禁止する国際条約（1972年に生物兵器禁止条約として知られるようになった）への支持を説得した。

メセルソンは、米国科学アカデミーの分子生物学賞、米国科学者連盟の公共サービス賞、ニューヨーク科学アカデミーの大統領賞、米国遺伝学会の1995年トーマス・ハント・モーガン・メダル、そして医学における特別功績に対するラスカー賞を受賞している。ハーバード大学にある彼の研究室は現在、有性生殖、遺伝子組換え、老化の生物学的および進化的性質を研究している。彼の教え子の中には、ノーベル賞受賞者のシドニー・アルトマンをはじめ、マーク・プタシュネ、スーザン・リンドクイスト、スティーブン・F・ハイネマン、リチャード・I・モリモトなど、著名な生物学者が多数いる。

メセルソンは1930年5月24日にコロラド州デンバーで生まれ、カリフォルニア州ロサンゼルスで小中学校に通った。幼い頃から化学と物理に興味を持ち、自宅で自然科学の実験を数多く行った。第二次世界大戦中、メセルソンは夏休みにサマースクールに通い、高校の単位を十分に取得して1年半早く卒業した。しかし、高校の教務課で卒業証書を受け取ろうとしたところ、高校の卒業証書を受け取るには3年間の体育の授業が必要だと告げられたが、彼はその単位が不足していた。選択肢を探した結果、高校の卒業証書が不要だったため、16歳だった1946年にシカゴ大学に入学し、化学を専攻することにした。 ^{[ 2 ]}

1957年、メセルソンとフランクリン・スタール（ファージ研究グループの一員として）は、DNAが半保存的に複製されることを示した。^{[ 5 ]} DNAの複製方法に関する仮説を検証するために、メセルソンとスタールはジェローム・ヴィノグラードとともに、高分子を浮力密度に応じて分離する方法を発明した。^{[ 6 ]この方法、平衡密度勾配遠心分離法は、メセルソンとスタールが窒素の重同位体である15N}を含むDNAを、より軽い同位体である^14NでできたDNAから分離できるほど感度が高かった。科学史家フレデリック・L・ホームズの著書で記述および分析されている彼らの古典的な実験では、^{[ 7 ]}細菌大腸菌を窒素源として^15Nのみを含む培地で何世代にもわたって培養し、その後、細菌を代わりに^14Nを含む培地に切り替えた。彼らは、切り替え前に細菌からDNAを抽出し、その後数世代にわたって一定間隔で抽出した。1世代の増殖後、すべてのDNAの密度は^15N DNAと^14N DNAの中間であることがわかった。次の世代では、DNAの総量が2倍に増加するにつれて、「半重」のDNAの割合は1/2に減少した。半重のDNAを加熱して一本鎖にすると、密度が2種類に分離し、1つは重（15Nのみを含む）、もう1つは軽（14Nのみを含む）となった^。この^実験は、複製時に細菌DNAの2つの相補鎖が分離し、それぞれの一本鎖が新しい相補鎖の合成を指示することを示唆しており、これは5年前にジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックによって提唱されたDNA複製の提案を検証し^{[ 8 ]} 、 DNA分子のワトソン・クリックモデルに対する重要な初期の支持となった。

メセルソンは、ジャン・ワイグルと共同で、密度勾配法をバクテリオファージラムダの遺伝子組換えの研究に応用した。^{[ 9 ]}問題は、このような組換えが、組換えDNA分子の切断を伴うのか、それとも新しい分子の協調的合成を伴うのかということだった。この問題は、重同位体（13C^と15N ^）で標識された遺伝子標識ラムダファージで細菌に同時感染させたファージ粒子を調べることで解決できた。密度勾配法により、個々の子孫ファージが親DNAと親遺伝子マーカーの継承について特徴づけられるようになった。メセルソンによる、切断を伴う複製非依存的組換えの最初の実証は、後に、ラムダDNAを1箇所のみで組換えることができる特殊なシステムの活動を反映していることが判明した。このシステムは通常、ファージが宿主細胞の染色体に自身を挿入するために使用する。その後、フランクリン・スタールによる実験のバリエーションにより、DNA複製とほとんどの遺伝子組換えの間に相互依存性があることが明らかになった。^{[ 10 ]}メセルソンはチャールズ・ラディングと共に、DNA二重らせん間の組換えのモデルを開発し、1973年から1983年までの10年間、この分野の研究を導いた。^{[ 11 ]}

1961年、シドニー・ブレナー、フランソワ・ジェイコブ、メセルソンは密度勾配法を用いてメッセンジャーRNAの存在を実証した。^{[ 12 ] [ 13 ]}その後の研究で、メセルソンと彼の学生は宿主指向性制限の酵素的基盤を実証し^{[ 14 ]}、細胞が外来DNAを認識して破壊するプロセスである。さらに、メチル指向性ミスマッチ修復を予測し実証した^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。}これは、細胞がDNA複製の誤りを修正できるようにするプロセスである。メセルソンの現在の研究は、進化における有性生殖の利点を理解することを目的としている。メセルソンと彼の同僚は最近、ヒルガタワムシが実際には非典型的な減数分裂を用いて有性生殖を行っていることを実証した。^{[ 18 ]}

1963年、メセルソンは米国軍備管理軍縮庁の常駐コンサルタントを務め、そこで化学兵器および生物兵器の計画と政策に関心を持つようになった。それ以来、彼は様々な米国政府機関のコンサルタントとして、またハーバード大学と英国サセックス大学に拠点を置く学術研究機関であるハーバード・サセックス・プログラムを通じて、化学兵器および生物兵器の防衛と軍縮問題に関わってきた。メセルソンは英国のジュリアン・ペリー・ロビンソンと共に同プログラムの共同ディレクターを務めている。

生物兵器は米国にとって実質的な軍事目的を果たさず、その拡散は深刻な脅威となり、将来、高度な生物学を敵対目的で利用することは社会全体にとって有害で​​あると結論付けた彼は、米国にはそのような兵器は必要なく、放棄して世界的な禁止に向けて努力することには利点があると、行政府、議会、そして国民を説得するために尽力した。 1969年にリチャード・ニクソン大統領が米国の生物兵器攻撃計画を中止し、英国の国際禁止案を支持した後、メセルソンは生物兵器、そして化学兵器を禁止する国際協定を提唱し、 1972年の生物兵器禁止条約と1993年の化学兵器禁止条約の成立に貢献した。

メセルソンと彼の同僚は、化学兵器および生物兵器の軍備管理に影響を与える3つの現地調査を実施した。1970年8月と9月、アメリカ科学振興協会の依頼で、メセルソンはベトナム共和国でチームを率いて、除草剤の軍事使用による生態学的および健康への影響に関するパイロット調査を行った。^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}ハーバード大学に戻ると、彼とロバート・ボーマンは、有毒な除草剤汚染物質であるダイオキシンを分析するための高度な質量分析法を開発し、ベトナムと米国の環境および生物医学サンプルに適用した。1970年12月、リチャード・ニクソン大統領は、ベトナムでの除草剤作戦の「迅速かつ秩序ある」段階的廃止を命じた。^{[ 32 ]}

1980年代、メセルソンは「黄色い雨」がラオスのモン族に対して使用されているソ連の毒物兵器であるという疑惑を調査した。疑惑の物質のサンプルの外観と花粉含有量の高さ、疑惑の攻撃が、彼と昆虫学者のトーマス・シーリーが1983年にタイで行った現地調査で記録したミツバチの群れからの糞のシャワーに似ていること、米国と英国の政府研究所が疑惑の物質のサンプルと被害者とされる人々の生物医学サンプルにトリコテセンマイコトキシンが存在するという最初の報告を裏付けることができなかったこと、ベトナム軍の脱走兵や捕虜への広範なインタビューから裏付けとなる証拠がなかったこと、その他の考慮事項を挙げて、メセルソンと彼の同僚は、疑惑は誤りであると主張した。^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

1980 年 4 月、メセルソンは CIA の常駐コンサルタントとして、ソ連の都市スヴェルドロフスクで発生した炭疽病の大流行の調査に携わった。彼は入手可能な証拠に基づき、感染した牛の肉の摂取が原因であるというソ連の公式説明はもっともらしいが、独立した現地調査を行うべきだと結論付けた。ソ連崩壊後、彼は 1992 年と 1993 年に再びチームをスヴェルドロフスクに連れて行くことを許可された。彼らの報告書は、ソ連の公式説明が誤りであり、この流行は市内の軍事生物施設での炭疽菌エアロゾルの放出が原因であることを決定的に示していた。 ^{[ 37 ] [ 38 ]}

メセルソン氏は、米国科学アカデミー、アメリカ芸術科学アカデミー、アメリカ哲学協会、パリ科学アカデミー、ロンドン王立協会、ロシア科学アカデミーの会員であり、科学分野および公共問題において数々の賞や栄誉を受けています。米国科学アカデミー評議会、スミソニアン協会評議会、米国国務長官の軍備管理・不拡散諮問委員会、米国科学アカデミーの国際安全保障・軍備管理委員会の委員を務めてきました。また、米国科学者連盟の元会長であり、現在はハーバード大学サセックス校の化学・生物兵器プログラムの共同ディレクター、およびハーバード大学ジョン・F・ケネディ行政大学院ベルファー科学・国際問題センターの理事を務めています。

• 1963年米国科学アカデミー分子生物学賞
• 1964年イーライ・リリー賞（微生物学または免疫学部門）
• 1966年グッゲンハイム奨学金
• 1971年シカゴ大学同窓会同窓会メダル
• 1972年、アメリカ科学者連盟より公共サービス賞を受賞。
• 1975年 カリフォルニア工科大学同窓会功労賞
• 1975年 リーマン賞（ニューヨーク科学アカデミー）
• 1978年レオ・シラード賞（アメリカ物理学会）
• 1983年、ニューヨーク科学アカデミー会長賞受賞
• 1984年マッカーサー・フェローシップ・プログラム奨学金
• 1990年、米国科学振興協会より科学的自由と責任賞を受賞。
• 1995年アメリカ遺伝学会-生涯にわたる貢献に対するトーマス・ハント・モーガン・メダル
• 2002年、米国細胞生物学会公共サービス賞受賞
• 2004年ラスカー賞（医学分野における特別功績賞）
• 2005年、ニューヨーク科学アカデミーの終身会員に選出。
• 2008年英国遺伝学会メンデル賞受賞。
• 2019年、生物兵器禁止への貢献によりフューチャー・オブ・ライフ賞を受賞。^{[ 39 ]}

彼は3回結婚しており、最初はキャサリン・ケイニスと、次にサラ・ペイジと結婚し、エイミーとゾーイという2人の娘をもうけた。3度目の結婚相手はジャンヌ・ギルマンで、彼女との間に2人の継子がいる。^{[ 40 ]}

• 外交ライト・ポッドキャスト第3回 BWC50周年：マシュー・メセルソン、ジョン・ウォーカー、セルゲイ・バツォノフ
• Xapiensポッドキャスト：生物兵器の終結、COVID、ヘンリー・キッシンジャー、mRNA、メセルソン＝スタール、マシュー・メセルソン
• マシュー・メセルソンのハーバード大学ケネディ・スクールにおける経歴
• メセルソン氏による「教育者としてのライナス・ポーリング」と題された講演の動画
• iBio：DNAの半保存的複製
• マギル大学名誉博士号授与式講演（2013年）
• 遺伝学に関する対話インタビュー 2016