È noto per l'esperimento condotto insieme a Franklin Stahl nel 1958, che ha fornito una dimostrazione fondamentale del meccanismo semiconservativo di replicazione del DNA . Matthew Meselson è un importante genetista e biologo molecolare dell'Università di Harvard, nonché membro della Commissione sulla Sicurezza Internazionale e sul Controllo delle Armi della U.S. National Academy of SciencesHarvard University: The Meselson Laboratory http://scholar.harvard.edu/meselsonlab/biocv. Nel suo laboratorio ad Harvard, si studiano la natura biologica ed evoluzionaria della riproduzione sessuale, della ricombinazione genetica e dell'invecchiamentoHarvard University Matthew Meselson - Harvard University - Department of Molecular & Cellular Biology.
Biografia Primi anni di vita, educazione primaria e superiore Meselson nacque a Denver (Colorado) il 24 maggio 1930 e si trasferì poi a Los Angeles in California, dove frequentò le scuole elementari e superioriHarvard University: The Meselson Laboratory http://scholar.harvard.edu/meselsonlab/home. Sin da bambino, mostrò un vivo interesse per le discipline scientifiche, in particolare per la Chimica e la Fisica, tanto da condurre numerosi esperimenti scientifici nella propria abitazione.
Durante la Seconda Guerra Mondiale, Meselson frequentò una scuola estiva, accumulando sufficienti crediti per diplomarsi un anno e mezzo prima del previsto. Per completare il percorso di studi superiori e ottenere il diploma, gli venne richiesta una conoscenza pratica e teorica dell'educazione fisica, che purtroppo non possedeva. Valutando le opzioni disponibili, decise di iscriversi alla University of Chicago all'età di sedici anni (1947), con l'intenzione di studiare Chimica, disciplina per la quale non era richiesto, all'epoca, un diploma di scuola superioreCold Spring Harbor Laboratory: Matthew Meselson's Biography https://www.dnalc.org/view/16466-biography-20-matthew-stanley-meselson-1930-.html.
Carriera universitaria Dopo aver scoperto, al suo arrivo, che l'Università di Chicago aveva abolito le lauree nel settore della Chimica e della Fisica, Meselson intraprese studi focalizzati sulle arti liberali e sulla storia classica, un percorso che durò dal 1946 al 1949. Completati questi primi studi universitari, Matthew Meselson intraprese un viaggio di sei mesi in Europa, un grand tour ricco di letture e nuove amicizie. Nel 1949, l'Europa era ancora devastata dalla Guerra fredda e dai postumi della Seconda Guerra Mondiale.
L'anno seguente, Meselson si iscrisse come matricola alla Caltech (California Institute of Technology) per riprendere gli studi, ma rimase deluso dall'approccio eccessivamente pedagogico con cui venivano insegnati i corsi. Partecipò a un corso di Chimica, tenuto nientemeno che da Linus Pauling, che si rivelò una grande fonte di ispirazione. Durante quell'anno, collaborò con Pauling su vari progetti, tra cui quello sulla struttura dell'emoglobina"The Pauling Symposium: Linus Pauling as an Educator", Matthew Meselson, Harvard University http://oregonstate.edu/dept/Special_Collections/subpages/ahp/1995symposium/meselson.html . Al termine della collaborazione, Meselson tornò alla University of Chicago deciso a iscriversi ai corsi di Chimica, Fisica e Matematica, successivamente inseriti nel suo piano di studi. Un anno dopo, partecipò a un corso di laurea in Fisica presso la University of California a Berkeley, dove rimase per un altro anno.
Nell'estate del 1953, durante una festa in piscina a casa dell'amico e mentore Linus Pauling, questi gli chiese quali fossero le sue intenzioni per l'anno successivo. I piani di Meselson ruotavano attorno alla University of Chicago; su suggerimento di Pauling, entrambi decisero invece di tornare alla Caltech per intraprendere nuovi studi. Come allievo di Linus Pauling e studente di chimica, scrisse la sua tesi di dottorato, incentrandola sulla centrifugazione in gradiente di densità La centrifugazione in gradiente di densità è una tecnica di separazione utilizzata in biologia e biochimica per isolare particelle o molecole in base alla loro densità. Questo metodo richiede l'uso di una colonna di liquido con densità crescente, che si estende dal fondo verso l'alto del tubo da centrifuga. Le particelle vengono quindi sottoposte a un campo centrifugo, il quale provoca il movimento delle particelle attraverso il gradiente di densità. Fonte ː https://moodle2.units.it/pluginfile.php/331037/mod_resource/content/1/lezione%207%20frazionamento%20e%20centrifugazione%202020.pdf e sulla cristallografia a raggi X.
Prima di aderire alla facoltà di Harvard nel 1960, dove condusse ricerche e insegnò genetica per molti anni, fu assistente professore di Chimica fisica e Senior Research Fellow Un Senior Research Fellow è una posizione di ricerca avanzata che richiede un dottorato e una significativa esperienza post-dottorato, solitamente superiore a dieci anni, in ambito scientifico. Questa figura è comune in istituzioni di ricerca e università, dove i Senior Research Fellow svolgono attività di ricerca indipendente o collaborano con altri ricercatori. La posizione è spesso associata a responsabilità di leadership in progetti di ricerca e può includere anche la supervisione di studenti o junior researchers. Fonte ː https://oir.nih.gov/sourcebook/personnel/ipds-appointment-mechanisms/senior-research-fellow.
Ricerca e scoperte
Nel 1957, Meselson e Franklin Stahl (appartenenti al Phage Group Il Phage Group è un termine che si riferisce a un insieme di ricercatori e laboratori che hanno studiato i batteriofagi, virus che infettano i batteri, e il loro utilizzo come strumenti per comprendere la genetica e la biologia cellulare. Questo gruppo è emerso negli anni '40 e '50, con figure chiave come Salvador Luria, Max Delbrück e Linus Pauling, che hanno contribuito in modo significativo alla ricerca sui fagi e alla comprensione dei meccanismi genetici. Fonte ː https://thesis.unipd.it/retrieve/3ad256a9-7423-47ae-bf5c-42fd3a596d20/Marku_Stela.pdf) dimostrarono che il DNA si replica in modo semiconservativoMeselson, M.; Stahl, F. (1958). "The Replication of DNA in E. coli". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 44: 671–682. doi:10.1073/pnas.44.7.671. PMC 528642 Freely accessible. PMID 16590258.. Per verificare le ipotesi su come il DNA si replica, Meselson e Stahl, insieme a Jerome Vinograd Jerome Vinograd è stato un biochimico americano, nato il 9 febbraio 1913 a Minneapolis, Minnesota, e morto il 7 luglio 1976 a Pasadena, California. È noto per aver sviluppato la centrifugazione in gradiente di densità e per i suoi contributi alla comprensione della supercoiling del DNA, collaborando con scienziati come Matthew Meselson e Franklin Stahl. Fonte | https://collections.archives.caltech.edu/agents/people/429, svilupparono un metodo che separava le macromolecole in base alla loro densità di galleggiamentoMeselson, M.; Stahl, F.; Vinograd, J. (1957). "Equilibrium Sedimentation of Macromolecules in Density Gradients". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 43: 581–588. doi:10.1073/pnas.43.7.581.. Il metodo, noto come "centrifugazione in gradiente di densità", si rivelò sufficientemente sensibile da permettere a Meselson e Stahl di separare il DNA contenente l'isotopo pesante dell'azoto (N15) da quello contenente l'isotopo leggero (N14). Nel loro esperimento, divenuto un classico e descritto in un libro di Scienza Storica da Frederick L. HolmesMeselson, Stahl, and the Replication of DNA. A History of "The Most Beautiful Experiment in Biology", Frederic Lawrence Holmes, Yale University Press (2001). ISBN 0300085400, fecero crescere il batterio Escherichia coli in un terreno di coltura contenente azoto pesante (N15) come unica fonte di azoto, per poi trasferirlo in un terreno contenente azoto leggero (N14). In questo modo riuscirono a estrarre DNA dai batteri della prima generazione e successivamente a intervalli per diverse generazioni successive. Dopo una generazione di crescita, tutto il DNA conteneva il 50% di N15 e il 50% di N14.
Nelle generazioni seguenti, la concentrazione di N15 diminuiva costantemente di un fattore 1\2, mentre la quantità di N14 raddoppiava. Quando la doppia elica del DNA è stata denaturata per riscaldamento, si è divisa in due filamenti diversi uno pesante (N15) ed uno leggero (N14). L'esperimento implicava la separazione dei due filamenti complementari di DNA e che ognuno portasse alla sintesi di un nuovo filamento complementare. Tale risultato ha supportato l'ipotesi semiconservativa della replicazione del DNAJohn Cairns to Horace F Judson, in The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology (1979). Touchstone Books, ISBN 0-671-22540-5. 2nd edition: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1996 paperback: ISBN 0-87969-478-5., proposta cinquNelle generazioni successive, la concentrazione di N15 diminuiva costantemente di un fattore 1/2, mentre la quantità di N14 raddoppiava. Quando la doppia elica del DNA venne denaturata per riscaldamento, si divise in due filamenti distinti: uno pesante (N15) e uno leggero (N14). L'esperimento implicava la separazione dei due filamenti complementari di DNA, ognuno dei quali portava alla sintesi di un nuovo filamento complementare. Questo risultato ha supportato l'ipotesi semiconservativa della replicazione del DNA, proposta cinque anni prima da James Watson e Francis CrickWatson, J. D.; Crick, F. H. C. (1953). "Genetical Implications of the Structure of Deoxyribonucleic Acid". Nature. 171: 964–967. doi:10.1038/171964a0., e ha rappresentato un grande passo avanti nella comprensione della struttura del DNA.
In collaborazione con Jean Weigle Jean Weigle è stato un biologo molecolare svizzero, noto per i suoi contributi alla ricerca sui batteriofagi, in particolare il fago lambda. Nacque il 9 luglio 1901 a Ginevra, Svizzera, e morì il 28 dicembre 1968 a Pasadena, California. Weigle ha lavorato al California Institute of Technology (Caltech) e ha collaborato con scienziati di spicco come Max Delbrück e Salvador Luria. È riconosciuto per aver dimostrato che la ricombinazione genetica implica la rottura e la riunione effettiva delle molecole di DNA, contribuendo così in modo significativo alla comprensione della genetica e della biologia molecolare. Fonte ː The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology" di Horace F. Judson., Meselson applicò la centrifugazione in gradiente di densità per studi sulla ricombinazione genetica nel fago lambdaMeselson, M.; Weigle, J. (1961). "Chromosome Breakage Accompanying Genetic Recombination in Bacteriophage". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 47: 857–868. doi:10.1073/pnas.47.6.857.. La questione era se tale ricombinazione coinvolgesse la rottura del DNA ricombinante o la sintesi di nuove molecole. Il problema poteva essere risolto esaminando le particelle del fago λ derivate dalla co-infezione di batteri con fagi geneticamente marcati, etichettati con isotopi pesanti. La centrifugazione in gradiente di densità ha permesso a una singola progenie di fagi di ereditare il DNA e i geni dai genitori. La dimostrazione iniziale di Meselson della rottura associata alla replicazione indipendente fu successivamente trovata per riflettere l'attività di un sistema speciale che può ricombinare il DNA del fago λ in un solo punto, normalmente utilizzato dal fago per inserire se stesso nel cromosoma di una cellula ospite.e anni prima da James Watson e Francis Crick, e ha costituito un grande passo in avanti nella comprensione della struttura del DNA.