Stanley Lloyd Miller

Yaşamsal organik bileşiklerin çeşitli kimyasal reaksiyonlarla inorganik maddelerden sentezlenebileceğini göstererek  yaşamın kökeniyle ilgili deneyler yapan Amerikalı kimyagerdir. 1952 yılında inorganik maddelerden kompleks organik maddelerin sentezlenebileceğini gösteren Miller – Urrey Deneyi’ni yürüttü. Deney, Dünya’nın kimyasal evrimiyle yaşamın kimyasal yapı bloklarının cansız inorganik maddelerden doğal olarak sentezlenmesi arasındaki ilişkiyi bildirdi ve destekledi. Miller probiyotik kimyanın babası olarak bilinir.

Hayatı ve Çalışmaları

Kaliforniya’nın Oakland şehrinde 7 Mart 1930’da doğdu. Beyaz Rusya’dan ve Letonya’dan göç eden Nathan ve Edith Miller’in ikinci çocuğuydu. Babası Oakland Deputy District Attorney’de avukattı. Annesi ise öğretmendi ve bu nedenle doğal bir eğitim ortamı vardı. Oakland Lisesi’ndeyken lakabı “kimya üstadı”ydı. Kimya eğitimi almak üzere ağabeyi Donald’ın izinden giden Miller, lisans eğitimini Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’de aldı. Buradan 1957 yılında mezun oldu. 1946 yılında babasını kaybettiği için para sıkıntısı sebebiyle mezuniyetiyle ilgili sorunlar yaşadı. Berkeley fakültesinden gelen yardım sayesinde Şubat 1951’de Chicago Üniversitesi’ne asistan olarak başladı ve Eylül ayında doktora eğitimine başvurdu. Bir tez üzerinde çalıştıktan sonra deneyler yorucu ve zahmetli olduğu için teorik problemlere yöneldi.

Teorik fizikçi Edward Teller ile birlikte elementlerin sentezi üzerinde çalıştı. Üniversitenin bir geleneği haline gelen mezun öğrencilerin seminerlere katılma zorunluluğu sayesinde Nobel ödüllü Harold Urey’in güneş sisteminin kökeni ve örneğin ilkel Dünya atmosferi gibi bir çevrenin indirgenmesiyle organik maddelerin nasıl sentezlenebileceği ile ilgili eğitimine katıldı ve Miller bu dersten son derece etkilenmişti. Teller ile birlikte yaptığı onlarca başarısız çalışmadan ve Teller’in Hidrojen bombası üzerinde çalışmak üzere Şikago’dan ayrılmasından sonra Urey’in projesinde çalışmak için 1952 yılında bir başvuruda bulundu. Urey, Miller’in probiyotik sentezi konusunda pek de hevesli değildi çünkü bu konudaki çalışmalarından hiçbirinin başarılı olmadığını biliyordu. Bu yüzden Miller’e meteorlardaki talyum konusu üzerinde çalışmasını önerdi. Urey’in de desteğiyle Miller gazlardaki elektrik deşarjı konusu üzerinde çalışmaya başladı. Bu çalışmalarının sonucunda reaksiyon kabındaki aminoasitlerin üretimiyle ilgili net kanıtlar buldu. Her zaman, reaksiyon tüpünde keşfettiği aminoasit kaynaklarının sinek dışkısının olabileceğinden korktu. Bu durum korktuğu gibi değildi ve bir dizi organik kimyasal bileşik inorganik maddelerin çoğundan sentezlenebilirdi.

1954 yılında doktora eğitimini tamamladı ve uzun süren ününü de kazanmaya başlamıştı. Şu anda yıldızlardaki spektroskopik gözlemlerden, kimyasal reaksiyonlar sonucunda karbonca zengin yıldızlardaki gazların boşaltılmasıyla organik bileşiklerin oluştuğu biliniyor. Çözülmesi gereken konulardan biri ise “biyoteknolojik organik” bileşikler ile yaşamın kökeni arasında ne gibi bir bağlantı olduğu konusudur.

Miller doktora eğitimini tamamladıktan sonra 1954-1955 yıllarında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ne F.B. Jewett Fellow olarak geçti. Burada aminoasitlerin ve hidroksi asitlerin mekanizmaları üzerinde çalıştı.  Daha sonra Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons”un Biyokimya bölümüne katıldı ve beş yıl boyunca burada çalıştı. San Diego’da yeni bir Kaliforniya Üniversitesi kurulduğunda, 1960’ta burada Kimya Bölümü’nde öğretim üyesi olarak görevine başladı.  1962 yılında yardımcı doçent oldu ve 1968 yılında profesör olarak görevine devam etti.

1972 yılında Miller ve iş ortakları iyon değişim kromatografisi, gaz kromatografisi ve kütle spektrometresi gibi yeni yöntemlerle 1953’teki deneyi tekrarladı. 10 tanesinin organizmalarda doğal yollarla meydana geldiği bilinen 33 aminoasiti sentezlemeyi başardılar. Sentezledikleri aminoasitler aynı zamanda 1969 yılında Avustralya’ya düşen Murchison göktaşındaki bütün birincil alfa-aminoasitleri içeriyordu.

Miller ölümüne kadar çalışmalarına devam etti. Yalnızca daha fazla aminoasit çeşidini sentezlemekle kalmadı, aynı zamanda hücresel yapı ve metabolizma için gerekli olan birçok inorganik bileşiğin sentezlenmesinde de önemli rol oynadı. Orijinal Miller deneysel hipotezinden farklı olarak son keşifler ilkel atmosferin farklı oranlardaki nötr gazları içeren bir yapı olabileceğini gösterdi. 2008 yılında yayımlanan Miller’in son çalışmaları bu durumu kanıtlayan bir dizi organik bileşiğin sentezlenmesini sağladı.

Miller 1999 yılında fiziksel aktivitelerini engelleyen bir dizi felç geçirdi. San Diego’nun güneyinde National City’de bir huzurevinde yaşıyordu. 20 Mayıs 2007’de bu huzurevinin yakınlarında bulunan Paradise Hospital’da öldü. 8 yıl boyunca kardeşi Donald, ailesi ve eşi Maria Morris sayesinde hayatta kalmayı başardı.

Miller’in ölümünden hemen önce üniversitedeki laboratuvar malzemelerinin arasında flakon içeren birkaç kutu bulundu. Üzerlerinde bulunan bir not bazılarının 1952-1954 yıllarında yaptığı denemelerde üç farklı aparatın kullanılarak üretildiğini ve hidrojen sülfit içeren bir gaz karışımının 1958 yılında üretildiğini fakat hiç yayımlanmadığını gösterdi. 2008 yılında Miller’in öğrencileri yüksek performanslı sıvı kromatografisi ve uçuş zamanlı kütle spektrometresini kullanarak 1952 örneklerini yeniden analiz etti. Elde edilen sonuçlar, orijinal Miller deneyinin 1953’te bildirilenden çok daha fazla bileşik ürettiğini ortaya koydu. Buna göre 22 aminoasit, 5 amin sentezlenmişti. Yayımlanmayan 1958 numunesi 2011 yılında yeniden analiz edildi ve bunlardan 7 organosülfür de dahil olmak üzere 23 aminoasitin ve 4 aminin sentezlendiği tespit edildi.

Miller Deneyi

Miller Deneyi ile ilgili makale 15 Mayıs 1953 tarihli Science dergisinde yayımlandı. Bu çalışması Oparin Haldane’nin “yaşamdan önce var olan ve yaşamı oluşturan sıvı madde” teorisinin deneysel olarak ilk kanıtı ve yaşamın kökeniyle ilgili bilimsel bir kitap haline geldi. Urey ve Miller buhar akışını sürekli sağlayan bir metan (CH₄), amonyak (NH₃) ve hidrojen (H₂) gazları karışımını kullanarak okyanus-atmosferik ilkel dünyanın bir taklidini yaptılar. Gaz halindeki bu karışım daha sonra kimyasal reaksiyona sebep olan elektriksel deşarja maruz bırakıldı. Bir hafta boyunca süren bu reaksiyonun ardından Miller kağıt kromatografisi kullanarak glisin ve α- ve β- alanin gibi aminoasitlerin oluşumunu saptadı. Bunlarla birlikte aspartik asidi ve gama-amino bütirik asidi saptadı ancak bu keşfinin zayıf noktaları vardı. Aminoasitler hücresel yaşamın temel ve yapısal fonksiyonel bileşenleri olduğundan dünyadaki yaşamın kökeni için organik bileşiklerin sentezlenme olasılığı konusunda önemli bir adım atılmış oldu.

Yayın Problemi

Miller sonuçlarını, yayınlaması konusunda kendisine destek veren Urey’e gösterdi. Urey bu konuda ortak yazar olmayı reddetmesi üzerine Miller’in çalışması tek yazarlı olarak 10 Şubat 1953’te Science dergisine sunuldu. Haftalarca süren sessizliğin ardından Urey 27 Şubat’ta derginin editörüne yazının gözden geçirilip geçirilmediği konusunda bir yazı yazdı. Üzerinden bir ay geçmesine rağmen Urey henüz bir cevap alamamıştı. Bunun üzerine Urey 10 Mart’ta makalenin kendilerine geri gönderilmesini talep etti ve makaleyi 13 Mart’ta Amerikan Kimya Derneği’ne gönderdi. Urey’in üslubundan rahatsız olan Science dergisi doğrudan Miller’e yazdı ve kabul etmesiyle birlikte makale Science dergisinde yayımlandı.

Ödüller ve Onurlar

• 1973 – Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi’ne seçildi.
• 1973 – Spanish National Research Council’in Fahri Konsolos’u seçildi.
• 1983 – The International Society for the Study of the Origin of Life (ISSOL) tarafından Oparin Madalyası aldı. Aynı zamanda burada 1986-1989 yılları arasında başkanlık görevi de yaptı.

Eksobiyolojinin öncüsü olarak da bilinen Miller, Nobel Kimya Ödülü’ne birçok kez aday gösterildiyse de kazanamadı. 2008 yılından beri 37 yaşın altındaki bilim insanları için ISSOL tarafından Stanley L. Miller ödülü verilmeye başlandı.