Генри Квастлер

Henry Quastler
Last updated: 07 March 2025

\n Генри Квастлер (11 ноября 1908 — 4 июля 1963) был австрийским врачом и рентгенологом, ставшим пионером в области применения теории информации к биологии после эмиграции в Америку. Его работа с Сидни Данкофф привела к публикациям закона Данкоффа.

Жизнь

Квастлер начал свою карьеру врачом в Вене, получив медицинскую степень там же в 1932 году и специализируясь на гистологии и рентгенологии. Он познакомился с женой Гертруд Квастлер во время её лечения от туберкулёза; они поженились в 1933-м.Вместе супруги переехали в Албанию по приглашению короля Зога для подготовки рентгенологов. Там Генри также занимался проблемами малярии, что принесло ему место на Международном здравоохранительном совете.С приближением Второй мировой войны в 1939 году пара покинула Албанию и переехала в США. Квастлер вскоре стал рентгенологом больницы Нью-Рошелл, а затем семья перебралась в Урбану (Иллинойс), где Генри работал главным радиологом клиники Карле Хоспиталь.В 1949 году Квастлер оставил медицинскую практику и сосредоточился на научных исследованиях. Его интерес к вопросам воздействия излучения усилился после создания атомной бомбы, что побудило его изучать радиационные повреждения.В 1940-х годах он познакомилcя с Данкофф и вместе они разрабатывали применение теории информации в биологии. После смерти коллеги Квастлер организовал симпозиум по информатике, а также занимался вопросами происхождения жизни.В 1953 году он издал сборник "Теория информации в биологии", затем ещё один — "Информационная теория в психологии" (вышел в свет в 1956). В том же году Квастлер участвовал и организовывал симпозиум по информатике, который позже был опубликован.Состояние здоровья жены ухудшалось. Генри переехал на работу к Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке и продолжил исследования радиации и биоинформатики, но после её смерти от туберкулёза он принял смертельную дозу лекарств. Его коллеги вспоминали его как человека с высокими моральными качествами.\n

Работа с Данкоффом

В словах Фёрстера Квастлер и Данкофф пытались ответить на следующий вопрос:Сколько бит должно быть в системе? И какова информационная ценность того, что производит эти биты?Какое отношение существует между количествами разнообразия или сложности системы (генерируемой) и той степенью сложностью, с которой она сама была создана?Согласно Лили Э. Кей, Quastler and Dancoff применили первую техническую теорию Винера-Шеннона в генетике.Квастлер предложил, что неизбежные ошибки репликации должны контролироваться статистическим процессом — своего рода «проверкой» внутри гена. Он сравнил это с системой 'сдержек и противовесов' из Конституции США.Из этой работы возникло известное как "Закон Данкоффа". Ненумерическое выражение этого закона: "наибольший рост происходит при наименьшем количестве ошибок, совместимо с выживанием".

Возникновения биологической организации

В 1964 году книга Квастлера «The Emergence of Biological Organization» была опубликована посмертно. В 2002 году Харольд Джей Моровиц назвал её 'удивительно прозорливой' и современной по подходу.Книгу можно рассматривать как теорию возникновения, где Квастлер разрабатывает модель эволюции от простых предшественников до прокариот.Работа основана на лекциях 1963 года в Йельском университете. В этих лекциях он утверждал, что формирование одноцепочечных полинуклеотидов вероятно при условиях ранней Земли.Однако Квастлер отметил медленность их синтеза и быстроту распада в замкнутой системе. Но процесс образования двуспиральной структуры из одной цепи через комплементарное связывание происходит быстро, создавая более стабильные молекулы.Способность к саморепликации — фундаментальное свойство жизни — возникла тогда, когда двойные полинуклеотиды распадались на одноцепочечные и каждая из них служила матрицей для синтеза комплементарной цепи. В результате получалось две копии двухцепочных молекул ДНК. Такое устройство системы позволяет вносить случайные изменения (мутации) отдельных оснований, которые могут распространяться и конкурировать между собой за строительный материал для синтеза новых цепей.Модификации полинуклеотидов влияют на их способность к образованию двойной спирали или распаду. Это в свою очередь определяет эффективность репликации, а также стабильность молекулы ДНК. Эти идеи были развёрнуты для обсуждения возникновения генетической информации и белкового синтеза как общих биологических процессов.Лили Эй Кей отмечает работы Генри Квастлера, говоря о них: «Это пример хорошо обоснованного поиска знаний с неудачной дисциплинарностью». Несмотря на новаторские идеи в области информационных подходах к биологии и их инновации (направленные на создание теории информации), работы Квастлера имели проблемы: устаревшие данные, необоснованные предположения, некоторые сомнительные математические выкладки. Главным недостатком было отсутствие чёткого экспериментального плана.Однако концептуальная основа его работ сохранилась и через 45 лет после предложений Квастлера в 1964 году Линкольн и Джойс описали систему кросскатализа, включающую два РНК-фермента (рибозима), которые синтезируют друг друга из четырёх субстратов. Это могло бы стать основанием для искусственной генетической системы.

Публикации

Генри Квастлер, ред., 1953 год — «Information Theory in Biology».Юкки, Хуберт; Плацманн, Роберт и Генри Квастлер (ред.), 1958 год — Symposium on Information Theory in Biology.Квастлер, Генри, 1964 год — The Emergence of Biological Organization. Авгестейн Л., Мейсон Р.; ред. под руководством Хенри Квастлера, 1964 год — Advances in Radiation Biology.