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앨프리드 스터티번트

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목차

1. 개요

앨프리드 스터티번트는 미국의 유전학자로, 유전자 지도 작성법을 개발하고 염색체 역위 현상을 발견하는 등 유전학 발전에 크게 기여했다. 그는 초파리 연구를 통해 유전자가 염색체에 선형으로 배열되어 있으며, 유전자 간의 교차 빈도를 통해 유전자 간의 거리를 측정할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 또한, 행동에 영향을 미치는 단일 유전자 돌연변이를 최초로 관찰했으며, 위치 효과를 발견하는 등 다양한 업적을 남겼다. 1928년부터 캘리포니아 공과대학교 교수로 재직하며 유전학 연구를 이끌었고, 1965년 존 J. 카티 과학 발전상, 1967년 국가 과학 훈장을 수상했다.

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앨프리드 스터티번트 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
이름앨프리드 헨리 스터티번트
출생지미국일리노이주잭슨빌
사망지미국캘리포니아주패서디나
국적미국
학력
모교컬럼비아 대학교
박사 지도교수토머스 헌트 모건
박사 학위컬럼비아 대학교 (1914년)
경력
직업유전학자
근무 기관캘리포니아 공과대학교
업적
주요 업적유전자 교차 발견, 최초의 유전 지도 제작
제자에드워드 B. 루이스
수상
수상 내역존 J. 카티 과학 진흥상(1965년)
수상 내역국가 과학 훈장(1967년)

2. 생애

앨프리드 스터티번트는 유전학 분야에 큰 공헌을 한 미국의 과학자이다. 그의 생애는 크게 어린 시절과 교육, 연구 활동과 업적으로 나눌 수 있다.

출생 - 사망1891년 11월 21일 (일리노이주, 잭슨빌) 출생 - 1970년 4월 5일 (캘리포니아주, 파사데나) 사망
학력컬럼비아 대학교 학사 (1908년 입학) - 토머스 헌트 모건 지도 하에 박사 학위 취득 (1914년)
경력카네기 워싱턴 연구소 연구 조사원 - 캘리포니아 공과대학교 유전학 교수
주요 업적초파리 연구를 통한 유전학 발전에 기여 - 조지 비들과 유전학 교과서 집필 - 미국 국립 과학 아카데미 등 다양한 학회 회원 - 존 J. 카티 과학 발전상 및 국가 과학 훈장 수상
기타분류학에 대한 관심 - 다방면에 대한 흥미와 뛰어난 기억력



스터티번트는 평생 유전학 연구에 헌신했으며, 그의 업적은 현재까지도 유전학 분야에 큰 영향을 주고 있다.

2. 1. 어린 시절과 교육

앨프리드 헨리 스터티번트는 1891년 11월 21일 미국 일리노이주, 잭슨빌에서 앨프리드 헨리와 해리엇 스터티번트 부부 사이에서 여섯 자녀 중 막내로 태어났다. 그의 할아버지 줄리안 몬슨 스터티번트는 예일 대학교 졸업생으로, 아버지 앨프리드가 수학을 가르쳤던 일리노이 칼리지의 창립 교수이자 두 번째 총장이었다.[2]

스터티번트가 7세 때, 아버지는 교사직을 그만두고 앨라배마주에서 농사를 짓기 위해 가족을 이주시켰다. 스터티번트는 모빌에서 고등학교에 입학하기 전까지 단칸 학교에 다녔다. 1908년, 컬럼비아 대학교에 입학하여 근처에서 언어학을 가르치던 형 에드거와 함께 살면서 학문과 연구에 대해 배웠다.[2]

어린 시절 스터티번트는 아버지의 말 족보를 만들었다. 대학에서 멘델주의를 접하면서 말 족보에서 나타나는 형질을 설명할 수 있다는 점에 흥미를 느꼈다. 그는 토머스 헌트 모건의 지도로 유전에 대한 관심을 키웠고, 모건은 그에게 멘델 유전학을 통해 족보에 관한 논문을 발표하도록 권했다.[2][3] 1914년, 스터티번트는 모건의 지도로 박사 학위를 받았다.[2]

2. 2. 연구 활동과 업적

박사 학위를 취득한 후, 스터티번트는 카네기 워싱턴 연구소의 연구 조사원으로 컬럼비아 대학교에 남아 "플라이 룸"에서 토마스 헌트 모건의 연구팀에 합류하여 초파리 ''초파리'' 연구를 수행했다.[2] 1922년 피비 커티스 리드와 결혼하여 세 자녀를 두었으며,[2] 장남은 윌리엄 C. 스터티번트였다.

1928년 캘리포니아 공과대학교(칼텍)로 이주하여 유전학 교수가 되었고, 유럽에서 1년간 가르친 것을 제외하고 평생 그곳에서 연구와 교육에 헌신했다. 칼텍에서 조지 비들과 함께 유전학 교과서를 집필했다.[4] 테오도시우스 도브잔스키, 스털링 에머슨, 잭 슐츠 등과 함께 새로운 유전학 연구 그룹을 이끌었다. 1930년 미국 국립 과학 아카데미, 1936년 미국 철학 학회,[5][6] 1949년 미국 예술 과학 아카데미 회원으로 선출되었다.[7] 1965년 미국 국립 과학 아카데미로부터 존 J. 카티 과학 발전상을 수상했다.[8] 1968년 린든 B. 존슨 대통령으로부터 국가 과학 훈장을 받았다.[9][1]

유전학 연구 외에도 분류학에 관심을 가졌으며, 퍼즐 풀기, 독서, 정치, 신문, 과학 저널, 십자말풀이 등 다양한 분야에 관심을 가졌다. 1970년 4월 5일 캘리포니아주, 파사데나에서 78세의 나이로 사망했다.[1][2]

3. 연구 배경 및 시대적 상황

스터티번트는 1910년에서 제2차 세계 대전 사이에 대부분의 연구를 수행했다. 이 시기에는 제1차 세계 대전과 대공황이 모두 발생했다. 제2차 세계 대전 이전에는 대학과 연구 프로그램이 개인 기부금으로 운영되었으며, 연방 정부는 과학 연구 자금 지원에 거의 관여하지 않았다.[10] 제2차 세계 대전은 과학의 방향을 바꾸었는데, 초점은 생물학과 유전학에서 핵 화학 및 물리학으로 옮겨졌다. 제2차 세계 대전 중 및 이후에 정부는 기초 연구 자금 지원이 기술 발전을 가져올 것이라는 희망으로 과학 연구의 주요 재정 지원자가 되었다.[10]

스터티번트는 우생학에 대한 공개적인 반대자였으며, 치사 유전자 연구를 수행했기에 원자 폭탄이 인구에 미치는 영향에 관심을 가졌다. 그는 이온화 방사선 수준이 낮음에도 불구하고 핵 낙진이 인체에 미치는 유해한 유전적 영향에 대해 대중에게 경고했다.[10]

3. 1. 20세기 초 유전학의 발전

1865년, 그레고르 멘델은 "식물 잡종에 관한 실험"이라는 논문을 발표하여 유전의 원리를 제안했다. 이 논문은 한 세대에서는 억제되었다가 다음 세대에서 나타날 수 있는 특성을 설명하기 위해 우성 및 열성 유전자의 개념을 도입했다. 멘델은 또한 모든 유전 인자가 서로 독립적으로 작용한다고 가정했으며, 이는 그의 독립 법칙으로 설명되었다. 멘델의 논문은 큰 찬사를 받지 못하고 1900년까지 거의 잊혀졌다.[12]

1865년부터 1900년까지는 유전 및 유전학 분야에서 이론이 정립되던 시기였다. 1883년, 빌헬름 루는 염색체의 선형 구조가 딸세포가 동일한 양의 염색체 물질을 얻도록 하는 데 영향을 미친다고 주장했다. 이것은 염색체 이론의 시작이었다. 루는 자신의 발견을 염색체가 유전 단위를 포함한다는 주장으로 보았다.[11] 이 기간 동안, 휴고 데 브리스는 지속적인 유전 단위가 여러 세대에 걸쳐 전달되며 각 "단위"가 특정 특성을 다루고 이 단위들이 자손에서 다른 방식으로 결합될 수 있다는 이론을 제시했다.[12]

1900년부터 1909년까지, 이상 데이터가 축적되기 시작했다. 유전자 연관은 1900년 카를 코렌스에 의해 처음 보고되었으며, 멘델의 독립 법칙에 위배되었다. 토머스 헌트 모건은 이러한 예외에 대한 작동 가설을 처음으로 제시했다. 그는 세대에서 세대로 전달되는 동안 함께 유지되는 유전자는 동일한 염색체에 위치해야 한다고 가정했다.[12]

3. 2. 스터티번트 시대의 사회적 배경

스터티번트는 1910년에서 제2차 세계 대전 사이에 대부분의 연구를 수행했다. 이 시기에는 제1차 세계 대전과 대공황이 모두 발생했다. 제2차 세계 대전 이전에는 대학과 연구 프로그램이 개인 기부금으로 운영되었으며, 연방 정부는 과학 연구 자금 지원에 거의 관여하지 않았다.[10] 제2차 세계 대전 이전의 많은 연구는 유전의 화학적 본질에 관한 것이었다. 제2차 세계 대전은 과학의 방향을 바꾸었는데, 초점은 생물학과 유전학에서 핵 화학 및 물리학으로 옮겨졌다. 제2차 세계 대전 중 및 이후에 정부는 기초 연구 자금 지원이 기술 발전을 가져올 것이라는 희망으로 과학 연구의 주요 재정 지원자가 되었다.[10] 이와 같은 시기에 스터티번트는 우생학에 대한 공개적인 반대자였으며, 치사 유전자 연구를 수행했기에 원자 폭탄이 인구에 미치는 영향에 관심을 가졌다. 그는 이온화 방사선 수준이 낮음에도 불구하고 핵 낙진이 인체에 미치는 유해한 유전적 영향에 대해 대중에게 경고했다.[10]

4. 주요 연구 업적

스터티번트는 유전자 지도 작성법,[13][14] 염색체 역위,[15][16] 행동에 영향을 미치는 단일 유전자 돌연변이의 최초 관찰,[17] 최초의 수리가능한 유전자 결함, 운명 지도 작성 원리, 불균등 교차 현상,[18] 위치 효과 등 다양한 유전학적 발견을 했다. 그의 주요 과학 기여에는 오늘날에도 사용되는 고전적인 염색체 지도 작성 방법이 된 유전자 "연관 그룹" 분석이 포함된다.[13]

초파리 게놈 연구를 통해 스터티번트는 인간을 포함한 고등 유기체의 염색체 지도 작성에 기여했다. 조지 비들은 현대 생화학 유전학이 스터티번트의 연구에서 직접적으로 비롯되었다고 주장했다.[2]

4. 1. 유전자 지도 작성

1913년, 스터티번트는 초파리 연구를 통해 유전자가 염색체 상에 목걸이의 구슬처럼 선형으로 배열되어 있으며, 특정 형질에 대한 유전자가 고정된 위치(좌위)에 있다는 것을 밝혀냈다.[19][20][21][22] 그는 두 유전자 간의 교차 빈도가 선형 유전자 지도에서 두 유전자의 근접성을 결정하는 데 도움이 될 수 있다는 개념을 도입했다. 또한, 이중 교차 빈도가 유전자 순서를 추론하는 데 사용될 수 있음을 실험으로 증명했다. 그는 "3인자 교차"라고 불리는 세 개의 분리 유전자를 교차시켜 이 개념을 증명했는데,[25] 세 개의 유전자를 사용하면 염색체에서 유전자 순서에 대한 가장 정확한 정보를 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 이 시스템을 통해 스터티번트는 이중 교차가 두 개의 단일 교차 빈도의 곱과 같거나 작은 빈도로 발생한다는 것을 확인했다. 그는 "불균등 교차"의 가능성을 보여주었고, 이것이 진화의 주요 원동력일 수 있다고 추측했다.[2] 이러한 유전자 지도 작성법은 유전학 연구의 획기적인 발전으로, 유전자 간의 상대적인 위치를 파악하고 유전 현상을 이해하는 데 중요한 도구가 되었다.[13][14]

1920년에는 ''Drosophila simulans''에 대한 유전학 연구"라는 제목으로 세 편의 논문을 발표했는데, 이 논문에서 "두 개의 밀접하게 관련된 종이 대립유전자이고 따라서 아마도 동일한 새롭게 반복되는 돌연변이를 가졌다는 것을 증명했다".[23] 그의 연구는 성 결정 및 발달의 염색체적 기초를 밝히는 데에도 기여했으며, 형질의 유전자 연관에서 염색체 교차 또는 재조합의 중요성을 설명했다.[24]

스터티번트의 연구는 유전학자들이 인간을 포함한 고등 유기체의 염색체를 추가로 매핑하는 데 기여했다. 캘리포니아 공과대학교 연구 파트너였던 조지 비들은 현대 생화학 유전학이 스터티번트의 연구에서 직접적으로 비롯되었다고 주장했다.[2]

4. 2. 염색체 역위

스터티번트는 염색체 역위 현상을 발견했다.[15][16] 1915년에서 1928년 사이의 연구에서 ''초파리''의 유전자가 선형 순서로 배열되어 있다는 것을 밝혀냈다. 1920년에 발표한 "''Drosophila simulans''에 대한 유전학 연구"라는 세 편의 논문에서는 "두 개의 밀접하게 관련된 종이 대립유전자이고 따라서 아마도 동일한 새롭게 반복되는 돌연변이를 가졌다는 것을 증명했다".[23] 그의 연구는 성 결정 및 발달의 염색체적 기초를 밝히는 데 기여했으며, 형질의 유전자 연관에서 염색체 교차 또는 재조합의 중요성을 설명했다.[24]

4. 3. 행동 유전학 연구

스터티번트는 초파리의 행동에 영향을 미치는 단일 유전자 돌연변이를 최초로 관찰했다.[17] 이는 행동 유전학 연구의 초기 발전에 기여한 중요한 발견이다.

4. 4. 운명 지도 (Fate Map)

스터티번트는 두 유전자 간의 교차 빈도가 선형 유전자 지도에서 두 유전자의 근접성을 결정하는 데 도움이 될 수 있다는 개념을 도입하였다. 그는 실험을 통해 이중 교차 빈도가 유전자 순서를 추론하는 데 사용될 수 있음을 밝혀냈다. 그는 "3인자 교차"라고 불리는 세 개의 분리 유전자를 교차시켜 이 개념을 증명했으며,[25] 두 개의 유전자가 아닌 세 개의 유전자를 사용하는 것이 염색체에서 유전자 순서에 대한 가장 정확한 정보를 제공한다는 것을 발견했다. 이 시스템을 통해 스터티번트는 이중 교차가 두 개의 단일 교차 빈도의 곱과 같거나 작은 빈도로 발생한다는 것을 발견했다. 이러한 발견들은 배아 발생 과정에서 특정 세포가 어떤 조직이나 기관으로 분화될지를 예측하는 운명 지도의 원리를 제시하는데 기여했다.

4. 5. 위치 효과 (Position Effect)

스터티번트는 유전자의 위치가 주변 유전자나 염색체 구조에 따라 발현이 달라지는 위치 효과를 발견했다.[2]

5. 주요 저서


  • 1913년, ''Journal of Experimental Zoology''에 〈초파리의 6가지 성 염색체 연관 인자의 선형 배열, 연관 방식에 의해 나타남〉 발표.[1]
  • 1921년, ''The Carnegie Institution of Washington''에 〈북미산 초파리(Drosophila) 종〉 발표.[2]
  • 1939년, 조지 비들과 공저로 ''W.B. Saunders company''에서 〈유전학 입문〉 출판.[3]
  • 1965년, ''Harper & Row''에서 〈유전학의 역사〉 출판.[4]
  • 1961년, ''W. H. Freeman''에서 〈유전학과 진화, A. H. 스터티번트(A. H. Sturtevant)의 선별된 논문〉 출판.[5]

6. 제자

참조

[1] 뉴스 Dr. Alfred Sturtevant, 78, Dies; Geneticist Won U.S. Medal https://www.nytimes.[...] The New York Times 1970-04-07
[2] 서적 Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences http://www.nasonline[...] The National Academies Press 1998
[3] 논문 The Introduction of Drosophila into the Study of Heredity and Evolution: 1900-1910 https://www.jstor.or[...] 1975
[4] 논문 Biochemical Genetics and Molecular Biology: The Contributions of George Beadle and Edward Tatum 2016-05-01
[5] 웹사이트 Alfred Sturtevant http://www.nasonline[...] 2023-05-31
[6] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2023-05-31
[7] 웹사이트 Book of Members, 1780-2010: Chapter S http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences 2011-04-07
[8] 웹사이트 John J. Carty Award for the Advancement of Science http://www.nasonline[...] National Academy of Sciences 2011-02-25
[9] 웹사이트 Remarks Upon Presenting the 1967 National Medal of Science Awards {{!}} The American Presidency Project https://www.presiden[...] 2023-03-09
[10] 논문 Government Science in Postwar America: Henry A. Wallace, Edward U. Condon, and the Transformation of the National Bureau of Standards, 1945–1951 https://www.journals[...] 2005-03
[11] 논문 The Role of Model Organisms in the History of Mitosis Research 2014-09-01
[12] 논문 The Evolving Definition of the Term "Gene". 2017-04
[13] 서적 Biology http://mtbio.weebly.[...] Pearson Benjamin Cummings 2009
[14] 서적 Genes and Genomes: Impact on Medicine and Society. Genes, Genomes, and Evolution Symposium. Columbia University, 16 October 2003. http://c250.columbia[...] 2003-10-16
[15] 논문 Alfred Sturtevant and George Beadle Untangle Inversions. 2016-07
[16] 논문 Vertebrate Chromosome Evolution 2021-02-16
[17] 논문 The yellow gene influences Drosophila male mating success through sex comb melanization 2019-10-15
[18] 논문 On the origin of crossover interference: A chromosome oscillatory movement (COM) model. 2011-04-08
[19] 논문 Alfred Henry Sturtevant (November 21, 1891-April 6, 1970) https://www.annualre[...] 1971-12
[20] 논문 Primer on medical genomics part I: History of genetics and sequencing of the human genome https://pubmed.ncbi.[...] 2002-08
[21] 논문 Chromosome Theory and the Castle and Morgan Debate {{!}} Learn Science at Scitable https://www.nature.c[...] 2008
[22] 웹사이트 100 years after Sturtevant and the linear order of genes on chromosomes: an ECA cytogenetics session https://molcyt.org/2[...] 2013-07-11
[23] 논문 Alfred Henry Sturtevant and crosses between Drosophila melanogaster and Drosophila simulans 1991-09
[24] 논문 The Centenary of GENETICS: Bridges to the Future. 2016-01
[25] 서적 Molecular biology : principles and practice https://prod-cat-fil[...] Freeman, W. H. & Company 2015
[26] 논문 Chasing the cancer demon https://doi.org/10.1[...] 2000-12


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