Михаил Росбаш
Михаил Росбаш | |
---|---|
Рожденный | Майкл Моррис Росбаш 7 марта 1944 г. Канзас-Сити, Миссури , США |
Альма-матер | Калифорнийский технологический институт ( BS ) Массачусетский технологический институт ( MS , PhD ) |
Супруг | Надя Абович |
Награды | Премия Грубера в области неврологии (2009 г.) Нобелевская премия по физиологии и медицине (2017 г.) |
Научная карьера | |
Поля | Генетика Хронобиология |
Учреждения | Эдинбургский университет Университет Брандейса Медицинский институт Говарда Хьюза |
Диссертация | Синтез мембраносвязанного белка в клетках hela (1971) |
Докторантура | Шелдон Пенман |
Майкл Моррис Росбаш (родился 7 марта 1944 г.) — американский генетик и хронобиолог . Росбаш — профессор и исследователь Университета Брандейса. [ 1 ] и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза . Исследовательская группа Росбаша клонировала дрозофилы ген периода в 1984 году и предложила петлю отрицательной обратной связи транскрипции и трансляции. [ 2 ] для циркадных часов в 1990 году. В 1998 году они обнаружили ген цикла , ген часов и криптохрома фоторецептор у дрозофилы с помощью прямой генетики , сначала идентифицировав фенотип мутанта, а затем определив генетику, лежащую в основе мутации. Росбаш был избран членом Национальной академии наук в 2003 году. Вместе с Майклом У. Янгом и Джеффри К. Холлом он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 2017 года «за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм». [ 3 ] [ 4 ]
Жизнь
[ редактировать ]Майкл Росбаш родился в Канзас-Сити , штат Миссури. Его родители, Хильда и Альфред Росбаши, были еврейскими беженцами, покинувшими нацистскую Германию в 1938 году. [ 5 ] Его отец был кантором , что в иудаизме означает человека, совершающего богослужения. Семья Росбаша переехала в Бостон , когда ему было два года, и с тех пор он является заядлым фанатом Red Sox .
Первоначально Росбаш интересовался математикой, но курс биологии в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) и летняя работа в лаборатории Нормана Дэвидсона направили его к биологическим исследованиям. Росбаш окончил Калифорнийский технологический институт в 1965 году по специальности «химия», провёл год в Физико-химическом институте биологии в Париже по стипендии Фулбрайта и получил докторскую степень по биофизике в 1970 году в Массачусетском технологическом институте под руководством Шелдона Пенмана. Проведя три года в докторантуре по генетике в Эдинбургском университете , Росбаш Университета Брандейса в 1974 году поступил на факультет .
Росбаш женат на коллеге-ученом Наде Абович, у него есть падчерица Паула и дочь Таня. [ 6 ]
Исследовать
[ редактировать ]Исследования Росбаша первоначально были сосредоточены на метаболизме и процессинге мРНК ; мРНК является молекулярным связующим звеном между ДНК и белком . После прибытия в Брандейс Росбаш сотрудничал с коллегой Джеффри Холлом. [ 7 ] и исследовали генетическое влияние на циркадные ритмы внутренних биологических часов. Они использовали Drosophila melanogaster для изучения особенностей активности и отдыха. Росбаш и Холл клонировали первый дрозофилы часовой ген В 1984 году . После работы, проделанной научным сотрудником Полом Хардином , который обнаружил, что периодическая мРНК и связанный с ней белок (PER) имеют колеблющиеся уровни в течение циркадного цикла, в 1990 году они предложили модель петли отрицательной обратной связи трансляции транскрипции (TTFL) в качестве основы для исследования. циркадные часы . [ 8 ] Следуя этому предложению, они изучили элементы, из которых состоят другие части часов. В мае 1998 г. Росбаш и др. обнаружили гомолог Clock млекопитающих, который выполнял ту же функцию активации транскрипции per и tim , которую они назвали dClock. [ 9 ] Также в мае 1998 г. Росбаш и др. обнаружил у дрозофилы тактовый генный цикл, гомолог гена bmal1 млекопитающих. [ 10 ] В ноябре 1998 г. Росбаш и др. обнаружил крик б Мутант дрозофилы , что привело к выводу, что белок криптохром участвует в циркадной фоторецепции. [ 11 ]
Хронология крупных открытий
[ редактировать ]- 1984: Клонирован дрозофилы. ген периода
- 1990: Предложил петлю отрицательной обратной связи транскрипции и трансляции. [ 2 ] для циркадных часов
- 1998: Идентифицирован дрозофилы . часовой ген
- 1998: Идентифицирован дрозофилы . ген цикла
- 1998: Идентифицирован криптохром как дрозофилы . циркадный фоторецептор
- 1999: Идентифицированы нейроны LN V как основной дрозофилы . циркадный кардиостимулятор
исследование мРНК
[ редактировать ]Росбаш начал изучать процессинг мРНК еще будучи аспирантом Массачусетского технологического института . Его работа над Saccharomyces cerevisiae выявила ферменты, белки и субклеточные органеллы и их конвергенцию на мРНК в определенном порядке для перевода мРНК в белки. Ошибки в этом процессе были связаны с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера , поэтому эта работа необходима для лучшего понимания и лечения заболеваний. [ 12 ]
Открытие циркадного TTFL у дрозофилы
[ редактировать ]В 1990 году Росбаш, Холл и Хардин открыли роль гена периода (per) в циркадном осцилляторе дрозофилы . Они обнаружили, что уровни белка PER колеблются в светло-темных циклах, и эти колебания сохраняются в постоянной темноте. Аналогичным образом, изобилие мРНК также имеет ритмическую экспрессию, которая связана с циклами света и темноты. В голове мухи уровни мРНК колеблются как при 12-часовом освещении, так и при 12-часовом цикле темноты, а также в постоянной темноте. Уровни пер-мРНК достигали пика в начале ночи, за которым следовал пик уровней белка PER примерно через 6 часов. Мутация по генам повлияла на цикличность мРНК. На основании этих экспериментальных данных Росбаш, Холл и Хардин предположили, что белок PER участвует в отрицательной обратной связи . петле [ 2 ] который контролирует уровни мРНК, и что эта петля обратной связи транскрипции-трансляции является центральной особенностью циркадных часов дрозофилы . [ 8 ]
Они также изучили две другие мутации с одним миссенс- периодом. С и за Л1 . Эти мутации приводят к тому, что пик вечерней активности наступает раньше и позже соответственно по сравнению с диким типом. + летает. Они обнаружили, что уровни РНК для С и за Л1 также демонстрируют четкую ритмичность. Как и в случае с двигательной активностью, пик экспрессии смещается раньше для каждого человека. С и позже за Л1 . [ 8 ]
Они изменили период 0 нулевая мутация летает с фрагментом функционального фрагмента размером 7,2 т.п.н. на ДНК и измеряется на уровне мРНК на уровне 0 локус и новый локус. После трансформации уровни мРНК были ритмичными как в исходном, так и в новом локусе. за 0 locus был способен транскрибировать нормальную мРНК и транслировать нормальный белок PER, а это означает, что ритмичность была восстановлена за счет функционального белка PER, транскрибируемого и транслируемого из фрагмента ДНК размером 7,2 т.п.н. Действует петля обратной связи, в которой цикличность уровней белка PER в новом локусе диктует цикличность уровней мРНК в исходном локусе. 0 локус. [ 8 ] В 1992 году Росбаш снова сотрудничал с Джеффри Холлом и Полом Хардином, чтобы более внимательно изучить механизмы TTFL. Они особенно интересовались регуляцией колебаний уровня мРНК периода и обнаружили, что уровни мРНК регулируются транскрипционно. Это подтверждается данными о том, что циклы РНК-предшественника имеют ту же фазу, что и зрелые транскрипты, и колеблются относительно времени Цейтгебера (ZT). Другим доказательством регуляции транскрипции является то, что промотора на один ген достаточно, чтобы обеспечить циклирование гетерологичной мРНК. [ 13 ]
Проблемы модели TTFL у дрозофилы
[ редактировать ]Группа Ахилеша Редди показала, используя ряд объективных методов -омики (секвенирование РНК, протеомика, метаболомика), что клетки S2 дрозофилы демонстрируют циркадные молекулярные ритмы. [ 14 ] Эти клетки не экспрессируют известные «часовые гены», включая per и tim . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Введение белков PER и TIM в клетки не вызывает ритмичности этих клеток, о чем свидетельствует обилие или фосфорилирование белков PER и TIM. [ 16 ] [ 17 ] Таким образом, до сих пор в области мух эти клетки считались «безчасовыми». [ 17 ] [ 16 ] Эти результаты подтверждают вышеизложенную работу, демонстрируя, что TTFL-модель часового механизма мухи не может объяснить генерацию циркадных ритмов. [ 14 ]
Открытие дрозофилы часового гена
[ редактировать ]Вероятный гомолог ранее открытого мышиного гена Clock был идентифицирован Rosbash et al. путем клонирования гена дрозофилы , определяемого мутацией Jrk . Этот ген получил название « Часы дрозофилы» . Было показано, что dClock напрямую взаимодействует с per и tim E-боксами и способствует циркадной транскрипции этих генов. Мутация Jrk нарушает цикл транскрипции per и tim. Это также приводит к полностью аритмическому поведению в постоянной темноте у гомозиготных мутантов и примерно у половины — у гетерозигот. Гомозиготы Jrk экспрессировали низкие, нециклические уровни мРНК per и tim, а также белков PER и TIM. Из этого был сделан вывод, что поведенческая аритмичность у Jrk обусловлена дефектом транскрипции пер и тим. Это указывало на то, что dClock участвует в активации транскрипции per и tim. [ 9 ]
Открытие дрозофилы гена цикла
[ редактировать ]В 1998 г. Росбаш и др. открыли новый тактовый генный цикл , гомолог млекопитающих гена Bmal1 . Гомозиготный цикл 0 мутанты аритмичны по двигательной активности и гетерозиготному циклу. 0 /+ мухи имеют устойчивый ритм с измененным периодом ритмичности. Вестерн-блот- анализ показывает, что гомозиготный цикл 0 Мутанты имеют очень мало белков PER и TIM , а также низкие уровни мРНК per и tim. Это указывает на то, что отсутствие цикла приводит к снижению транскрипции генов per и tim. Мейотическое картирование поместило cyc на третью хромосому. Они обнаружили домены bHLH-PAS в cyc, что указывает на функции связывания белка и связывания ДНК. [ 10 ]
Открытие криптохрома как дрозофилы циркадного фоторецептора
[ редактировать ]В 1998 г. Росбаш и др. обнаружили мутанта дрозофилы , демонстрирующего плоские, неколеблющиеся уровни мРНК per и tim из-за нулевой мутации в гене криптохрома . Эту мутацию назвали криком. малыш или плакать б . Провал крика б мутанты, синхронизирующиеся с циклами света и темноты, указывают на то, что нормальная функция криптохрома включает циркадную фоторецепцию . [ 11 ]
Нейроны LN V как основной дрозофилы циркадный водитель ритма
[ редактировать ]у дрозофилы Было показано, что определенные латеральные нейроны (LN) важны для циркадных ритмов, включая дорсальные (LN d ) и вентральные (LN V ) нейроны. Нейроны LN V экспрессируют PDF (фактор дисперсии пигмента), который первоначально предполагался как тактовый выходной сигнал. Мутанты по гену нейропептида pdf (pdf 01 ), а также мухи, избирательно удаленные по LN V, вызывали сходные поведенческие реакции. Оба были привязаны к внешним световым сигналам, но в постоянных условиях были в значительной степени аритмичны. Некоторые мухи в каждом случае демонстрировали слабую ритмику свободного бега. Эти результаты заставили исследователей поверить, что нейроны LN V являются критическими нейронами циркадного водителя ритма, а PDF — основным циркадным передатчиком. [ 18 ]
Текущие исследования
[ редактировать ]В последние годы Росбаш работал над нейронейронными аспектами циркадных ритмов. Было идентифицировано семь анатомически различных групп нейронов, каждая из которых экспрессирует гены основных часов. Однако мРНК, по-видимому, экспрессируются циркадным и нейрон-специфичным образом, поэтому его лаборатория заинтересовалась определением того, обеспечивает ли это связь с различными функциями определенных групп нейронов. Он также исследовал влияние света на определенные группы нейронов и обнаружил, что одна подгруппа светочувствительна к включенному свету (рассвет), а другая — к выключенному свету (сумерки). Было показано, что утренние клетки способствуют пробуждению, а сумеречные клетки способствуют сну. [ 19 ]
Сегодня Росбаш продолжает исследовать процессинг мРНК и генетические механизмы, лежащие в основе циркадных ритмов. Он также опубликовал забавное размышление о своей жизни в науке. [ 20 ]
Позиции
[ редактировать ]- Директор Национального центра поведенческой геномики Брандейса [ 21 ]
- Первая кафедра нейробиологии, учрежденная Питером Грубером [ 22 ]
- Соучредитель и член Научно-консультативного совета Hypnion, Inc. [ 23 ]
- Член Консультативной группы Национального центра по расстройствам сна НИЗ. [ 24 ]
- Член Центра биологического времени NSF
- Медицинского института Говарда Хьюза (1989 – настоящее время) Исследователь
- Сотрудник Американской ассоциации развития науки (2007 г.)
- Член Национальной академии наук (2003 г.)
- Член Американской академии искусств и наук (1997).
- Сотрудник Гуггенхайма (1989–1990) [ 25 ]
- Хелен Хэй Уитни, научный сотрудник (1971–1974) [ 26 ]
- Сотрудник Фулбрайта (1965–1966) [ 27 ]
Награды
[ редактировать ]- Нобелевская премия по физиологии и медицине (2017 г.) [ 28 ]
- 12-я ежегодная премия Уайли в области биомедицинских наук (2013 г.) [ 29 ]
- Премия Массри (2012) [ 30 ]
- Международная премия Канады Гайрднера (2012) [ 31 ]
- Премия Луизы Гросс Хорвиц Колумбийского университета (2011 г.) [ 27 ]
- Премия Грубера в области неврологии (2009 г.) [ 32 ]
- Правило Ашоффа (2008) [ 32 ]
- Премия выдающимся выпускникам Калифорнийского технологического института (2001) [ 33 ]
- Премия НИЗ за развитие исследовательской карьеры (1976–1980) [ 32 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Факультет наук о жизни – Михаил Росбаш» . www.bio.brandeis.edu . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с «Модель молекулярных часов дрозофилы - BioInteractive от HHMI» . www.hhmi.org . Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 года . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Ча, Арлин Ыджунг (2 октября 2017 г.). «Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена трем американцам за открытие «часовых генов» » . Вашингтон Пост . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года – пресс-релиз» . Нобелевский фонд. 02.10.2017 . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Американцы получили Нобелевскую премию по медицине за работу с циркадными ритмами» . Таймс Израиля . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Майкл Росбаш, доктор философии — HHMI.org» . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Факультет наук о жизни – Джеффри Холл, почетный» . www.bio.brandeis.edu . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д Хардин, ЧП; Холл, Дж. К.; Росбаш, М. (1990). «Обратная связь продукта гена периода дрозофилы о циркадном цикле уровней его информационной РНК». Природа . 343 (6258): 536–540. Бибкод : 1990Natur.343..536H . дои : 10.1038/343536a0 . ПМИД 2105471 . S2CID 4311836 .
- ^ Jump up to: а б Аллада, Р.; Уайт, Северная Каролина; Итак, ВВ; Холл, Дж. К.; Росбаш, М. (1998). «Мутантная дрозофила, гомолог часов млекопитающих, нарушает циркадные ритмы и транскрипцию периода и вневременности» . Клетка . 93 (5): 791–804. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81440-3 . ПМИД 9630223 . S2CID 1779880 .
- ^ Jump up to: а б Рутила, Дж. Э.; Сури, В.; Ле, М.; Итак, ВВ; Росбаш, М. (1998). «ЦИКЛ — это второй тактовый белок bHLH-PAS, необходимый для циркадного ритма и транскрипции периода и вневременности дрозофилы» . Клетка . 93 (5): 805–814. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81441-5 . ПМИД 9630224 . S2CID 18175560 .
- ^ Jump up to: а б Станевский, Р.; Канеко, М.; Эмери, П.; Беретта, Б.; Вагер-Смит, К.; Кей, ЮАР; Росбаш, М.; Холл, Дж. К. (1998). «Крик б Мутация идентифицирует криптохром как циркадный фоторецептор у дрозофилы» . Cell . 95 (5): 681–682. : 10.1016 /S0092-8674(00)81638-4 . PMID 9845370. . S2CID 6996815 doi
- ^ «Майкл Росбаш, доктор философии — HHMI.org» . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Хардин, ЧП; Холл, Дж. К.; Росбаш, М. (1992). «Циркадные колебания уровней мРНК гена периода регулируются транскрипционно» . ПНАС . 89 (24): 11711–11715. Бибкод : 1992PNAS...8911711H . дои : 10.1073/pnas.89.24.11711 . ПМК 50626 . ПМИД 1465387 .
- ^ Jump up to: а б с Рей, Гийом; Милев, Николай Б; Валекунья, Утам К; Ч, Ратнасекхар; Рэй, Сандипан; Силва душ Сантос, Мариана; Надь, Андрас Д; Антробус, Робин; Макрей, Джеймс I; Редди, Ахилеш Б (01 августа 2018 г.). «Метаболические колебания в циркадной шкале времени в клетках дрозофилы, лишенных часовых генов» . Молекулярная системная биология . 14 (8): е8376. дои : 10.15252/msb.20188376 . ISSN 1744-4292 . ПМК 6078164 . ПМИД 30072421 .
- ^ Саез, Лино; Янг, Майкл В. (1 ноября 1996 г.). «Регуляция поступления в ядро белков часового периода и вневременности дрозофилы» . Нейрон . 17 (5): 911–920. дои : 10.1016/S0896-6273(00)80222-6 . ISSN 0896-6273 . ПМИД 8938123 . S2CID 2106981 .
- ^ Jump up to: а б с Дарлингтон, Томас К.; Вагер-Смит, Карен; Чериани, М. Фернанда; Стакнис, Дэвид; Гекакис, Николас; Стивс, Томас Д.Л.; Вайц, Чарльз Дж.; Такахаши, Джозеф С.; Кей, Стив А. (5 июня 1998 г.). «Замыкание циркадной петли: индуцированная ЧАСАМИ транскрипция собственных ингибиторов за и время». Наука . 280 (5369): 1599–1603. Бибкод : 1998Sci...280.1599D . дои : 10.1126/science.280.5369.1599 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 9616122 .
- ^ Jump up to: а б Саез, Лино; Янг, Майкл В. (ноябрь 1996 г.). «Регуляция поступления в ядро белков часового периода и вневременности дрозофилы» . Нейрон . 17 (5): 911–920. дои : 10.1016/S0896-6273(00)80222-6 . ПМИД 8938123 . S2CID 2106981 .
- ^ Ренн, SCP; Парк, Дж. Х.; Росбаш, М.; Холл, Дж. К.; Тагерт, PH (1999). « Мутация гена нейропептида в формате pdf и абляция PDF-нейронов вызывают серьезные нарушения поведенческих циркадных ритмов у дрозофилы » . Клетка . 99 (7): 791–802. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81676-1 . ПМИД 10619432 . S2CID 62796150 .
- ^ «Росбаш Лаборатория» . Росбаш Лаборатория . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Росбаш, Михаил (30 ноября 2017 г.). «Жизнь — это N из 1» . Клетка . 171 (6): 1241–1245. дои : 10.1016/j.cell.2017.11.027 . ISSN 0092-8674 . ПМИД 29195068 .
- ^ «Национальный центр поведенческой геномики» . www.bio.brandeis.edu . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Росбаш» получил новую кафедру нейробиологии Грубера – BrandeisNOW» . Брандейс СЕЙЧАС . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Hypnion, Inc.: Совет директоров – Bloomberg» . www.investing.businessweek.com . Архивировано из оригинала 5 ноября 2012 года . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Колтен, Харви Р.; Альтефогт, Брюс М.; Исследования, Комитет по медицине сна Института медицины (США) (2 октября 2017 г.). Членство в Консультативном совете по исследованиям нарушений сна . Издательство национальных академий (США) . Проверено 2 октября 2017 г. – через www.ncbi.nlm.nih.gov.
- ^ «Стипендиаты Мемориального фонда Джона Саймона Гуггенхайма» . Проверено 2 октября 2017 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Стипендиаты Фонда Хелен Хэй Уитни» . Архивировано из оригинала 6 октября 2015 года . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «Премия Луизы Гросс Хорвиц – Медицинский центр Колумбийского университета» . www.cumc.columbia.edu . 26 ноября 2013 года . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Образец, Ян (2 октября 2017 г.). «Джеффри С. Холл, Майкл Росбаш и Майкл В. Янг получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2017 года – как это произошло» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Уайли: Двенадцатая ежегодная премия Уайли в области биомедицинских наук присуждена доктору Майклу Янгу, доктору Джеффри Холлу и доктору Майклу Росбашу» . www.wiley.com . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Лебовиц, Сьюзен Чайтин (14 августа 2012 г.). «Росбаш наградил Массри за работу над циркадными ритмами | BrandeisNOW» . Брандейс СЕЙЧАС . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Майкл Росбаш – Фонд Гайрднера» . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с «Общество исследования биологических ритмов» . Архивировано из оригинала 25 февраля 2010 года . Проверено 2 октября 2017 г.
- ^ «Награды выдающимся выпускникам Калифорнийского технологического института» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2012 года . Проверено 2 октября 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Праздничные лекции 2000 г. по науке - Заводные гены: открытия в биологическом времени
- Колебательные механизмы, лежащие в основе циркадных часов дрозофилы
- Майкл Росбаш на Nobelprize.org включая Нобелевскую лекцию 7 декабря 2017 г. Циркадные часы, транскрипционная обратная связь и регуляция экспрессии генов
- 1944 года рождения
- Нобелевские лауреаты по физиологии и медицине
- Американские нобелевские лауреаты
- Нобелевские лауреаты связаны с Миссури
- Американские генетики
- Еврейские биологи
- Американские учёные-евреи
- Преподаватели Университета Брандейса
- Выпускники Калифорнийского технологического института
- Хронобиологи
- Говард Хьюз Медицинские следователи
- Живые люди
- Выпускники Школы наук Массачусетского технологического института
- Лауреаты премии Массри
- Американские люди немецко-еврейского происхождения
- Американские учёные XXI века
- Американские биологи XX века
- Американские биологи XXI века
- Ученые из Канзас-Сити, штат Миссури
- Ученые из Бостона