Альберт Эривс

Альберт Эривс
Альберт Эривс
Рожденный	Адальберто Хорхе Эривес ; 4 марта 1972 г. ; Сан-Фернандо, Калифорния , США
Альма-матер	Калифорнийский технологический институт , Калифорнийский университет, Беркли
Известный	Регуляция генов, молекулярная эволюция, геномика
Награды	NSF « КАРЬЕРА» Награда
	Научная карьера
Поля	Биология
Учреждения	Университет Айовы , Дартмутский колледж
Докторантура	Майкл Левин

Альберт Эривс (родился 4 марта 1972 г.) — генетик развития, изучающий усилители транскрипции, лежащие в основе развития животных и болезней развития ( рака ). Эривс также предложил модель pacRNA для двойного происхождения генетического кода и универсальной гомохиральности . ^{[ 1 ]} Он известен своими работами на стыке генетики , эволюции , биологии развития и регуляции генов . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Он работал в Калифорнийском технологическом институте , Калифорнийском университете в Беркли и Дартмутском колледже , а также является доцентом Университета Айовы .

Эривс показал, как гены нуклеоцитоплазматических больших ДНК-вирусов сообщают о промежуточных этапах эволюции линейной хроматинизированной эукариотической хромосомы и ее механизмах регуляции генов . ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Регуляторная грамматика энхансеров

Основная работа Эривса посвящена «регуляторной грамматике» усилителей животных транскрипции, лежащих в основе развития и раковых заболеваний . Используя сборки геномов животных, Эривес обнаружил, что сложные регуляторные коды генов лежат в основе негомологичных подмножеств механически эквивалентных энхансеров. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 8 ]} Эти коды состоят из комбинаторного «лексикона» сайтов связывания транскрипционных факторов (ТФ), функциональных изменений этих сайтов связывания (так называемых «специализированных сайтов», ограниченных аффинностью связывания и конкуренции со стороны множества ТФ) и сложного упорядочения сайтов (ориентация и позиционное расстояние между этими сайтами). Взаимосвязь этих сложных регуляторных кодов внутри нуклеосомной «регуляторной рамки считывания» является ключевой целью. ^{[ 9 ]} Работа его лаборатории также прояснила, как мутационный механизм (проскальзывание микросателлитных повторов) играет важную эволюционную роль в функциональной корректировке сложных структур связывания, которые рекрутируют факторы, богатые полиглутамином. ^{[ 2 ]}^{[ 5 ]}^{[ 10 ]} Соответственно, лаборатория Erives стала пионером в идентификации новых усилителей рекрутирования полиглутаминового комплекса, которые интегрируют сигналы развития, ^{[ 9 ]} а также идентифицируя серии аллелей PolyQ для ключевых факторов развития, нацеленных на эти энхансеры. ^{[ 11 ]}

Важным следствием этой работы является то, что генные регуляторные сети в основном развиваются за счет инделей как в цис , так и в транс (в энхансерных ДНК и генах, кодирующих полиQ, соответственно). Поскольку индели в основном производятся нестабильными микросателлитными повторами , которые быстро развиваются и их трудно точно генотипировать, большая часть функциональных генетических вариаций не рассматривается полногеномными ассоциативными исследованиями , которые фокусируются на однонуклеотидных полиморфизмах и, самое большее, на подмножестве полиморфизмов. неповторяющиеся связанные indels.

Молекулярные детерминанты морфогенных ответов

Эривс и его коллеги определили, как различные реакции градиента морфогена кодируются в последовательности ДНК. ^{[ 2 ]}^{[ 5 ]} Они сделали это, используя различные виды дрозофилы , имеющие яйца разного размера , чтобы изучить, как набор структурированных энхансеров ^{[ 4 ]}^{[ 8 ]} могли бы эволюционировать или совместно адаптироваться к изменениям градиентов концентрации. Системы градиента морфогена являются основным фундаментальным предметом биологии развития . Модели того, как кодируются реакции морфогенного градиента, ранее были предложены, но не проверены на наборе несвязанных энхансеров, сконструированных на основе общей регуляторной грамматики и расположенных по всему геному .

В результате этой работы были сделаны три важных неожиданных открытия. Первый вывод заключается в том, что градиентные реакции в целом развиваются не за счет изменений качества или количества сайтов связывания транскрипционных факторов (ТФ), как ожидалось, а скорее за счет изменений точного расстояния между сайтами связывания морфогенных ТФ и их партнерских ТФ. . ^{[ 2 ]} Второе открытие заключается в том, что кластеризация гомотипических сайтов на таких энхансерах была в значительной степени результатом сложной эволюционной истории отбора различных пороговых ответов в развивающемся насекомого яйце . ^{[ 5 ]} Третье связанное открытие заключается в том, что частый отбор на различные ответы также обогащает микросателлитные повторяющиеся тракты , которые по своей природе нестабильны и наиболее ответственны за продукцию новых индель -аллелей. ^{[ 5 ]}^{[ 10 ]}

Работа Эривса также показала существование внутреннего пространственно-временного конфликта в морфогенных реакциях и то, как он решается в природе посредством дополнительных морфогенных градиентов. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

Молекулярные детерминанты генетического кода

Используя данные, полученные из геномов архей , Эривес разработал и описал стереохимическую модель «протоантикодоновых РНК» (pacRNAs). ^{[ 1 ]} Модель pacRNA приписывает заранее определенное комбинированное происхождение универсального генетического кода ( т.е. таблицы кодонов), биогенных аминокислот и их исключительную гомохиральность в жизни. Модель предполагает, что ранний мир РНК был аминоацилированным миром РНК и что протеиногенные аминокислоты возникли в результате совместимых взаимодействий с полимерами на основе нуклеотидов. Модель pacRNA явно перечисляет возможные взаимодействия между различными динуклеотидными и тринуклеотидными последовательностями антикодонов и различными аминокислотами. Когда нуклеотиды основаны на D-рибозе, предпочтительными являются L-аминокислоты.

В мире pacRNA кодоны возникают как цис -элементы для рекрутирования самоаминоацилированных pacRNA/прото-тРНК. Таким образом, любопытным аспектом этой модели является то, что таблица (анти-)кодонов определяется в эволюционной истории до возникновения рибосом на основе трансляции белков . Модель pacRNA может объяснить, почему существующие тРНК сильно модифицированы во всех трех доменах жизни .

Эривес впервые представил модель pacRNA на НАСА в 2012 году. по астробиологии научной конференции ^{[ 14 ]} и совсем недавно на фестивале Дня Дарвина в Айова-Сити в 2013 году, ^{[ 15 ]} который был посвящен происхождению жизни на Земле.

Подобно исследованиям энхансеров Эривса, которые фокусируются на том, как белковые комплексы взаимодействуют с ДНК-энхансерами, его работа pacRNA сосредоточена на том, как биогенные аминокислоты могли бы благотворно взаимодействовать с молекулами на основе нуклеотидов в раннем возрасте. Обе области исследований демонстрируют, как сложные структуры в линейных молекулах возникают в результате трехмерных взаимодействий.

Генетика развития хордовых

Вместе со своим научным руководителем Майклом Левином Эривес написал несколько статей по асцидий генетике развития , в которых содержится ключевое понимание эволюции строения тела протопозвоночных. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} использовалась В этой работе система Ciona для создания большого количества эмбрионов, которые затем подвергались электропорации с использованием ДНК-энхансеров.

В сотрудничестве с лабораторией Нори Сато в Университете Киото в Японии, где Эривес провел зиму, проводя исследования, они также определили самую большую коллекцию генов, специфичных для хорды , используя генетически измененную Ciona, сверхэкспрессирующую фактор транскрипции Brachyury . ^{[ 19 ]} Хорда , является определяющим эволюционным нововведением в плане тела хордовых и эта работа была направлена на улучшение понимания морфогенетических сигналов, исходящих от этой важной развивающейся и структурной ткани.

КодГрок, Инк.

В 2001 году Эривес стал соучредителем компании CodeGrok, связанной с Калифорнийским технологическим институтом (код «grok»). ^{[ 20 ]} с Полом Минейро, в настоящее время главным разработчиком исследовательского программного обеспечения Microsoft . Он был начат в Пасадене, Калифорния, но позже переехал в Беркли, Калифорния, после второго раунда финансирования. За первые три года своего существования CodeGrok разработала и использовала методы машинного обучения для идентификации, классификации и клонирования усилителей транскрипции из генома человека, а также создания клеточных репортеров, специфичных для пути, для скрининга лекарств и других приложений. Компания взяла свое название от Роберта Хайнлайна романа «Чужой в чужой стране» и своей концепции « грока» , то есть глубокого и интуитивного понимания чего-то, с целью «проникнуть» в нормативный код человеческого генома. Хотя компании больше не существует, ее часто приводят как юмористический пример того, чего не следует делать, называя начинающую компанию, поскольку многие люди не могли произнести это название. ^{[ 21 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Эривес А (2011). «Модель протоантикодоновых РНК-ферментов, требующих гомохиральности L-аминокислоты» . Журнал молекулярной эволюции . 73 (1–2): 10–22. Бибкод : 2011JMolE..73...10E . дои : 10.1007/s00239-011-9453-4 . ПМЦ 3223571 . ПМИД 21779963 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Крокер, Дж.; Тамори Ю. и Эривз А. (2008). «Эволюция воздействует на организацию энхансеров для точной настройки показаний градиентного порога» . ПЛОС Биология . 6 (11): е263. doi : 10.1371/journal.pbio.0060263 . ПМЦ 2577699 . ПМИД 18986212 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Браун, С.; Коул М. и Эривз Эй Джей (2008). «Эволюция регулона биогенеза голозойных рибосом» . БМК Геномика . 9 : 442. дои : 10.1186/1471-2164-9-442 . ПМК 2570694 . ПМИД 18816399 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Эривс, А. (2009). «Номологичные структурированные CRM из генома Ciona» (PDF) . J Компьютерная Биол . 16 (2): 369–377. дои : 10.1089/cmb.2008.20TT . ПМИД 19193153 . S2CID 15147592 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 февраля 2020 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Крокер, Дж.; Поттер Н. и Эривз А. (2010). «Динамическая эволюция точных регуляторных кодировок создает сигнатуру кластерных сайтов энхансеров» . Природные коммуникации . 1 (7): 99. arXiv : 1004.1028 . Бибкод : 2010NatCo...1...99C . дои : 10.1038/ncomms1102 . ПМЦ 2963808 . ПМИД 20981027 .
^ Талберт, П.; Меерс, член парламента; Хеникофф, С. (2019). «Старые винтики, новые трюки: эволюция экспрессии генов в контексте хроматина». Обзоры природы Генетика . 20 (5): 283–297. дои : 10.1038/s41576-019-0105-7 . ПМИД 30886348 . S2CID 81987181 .
^ Эривс, А. (2017). «Филогенетический анализ основного дублета гистонов и генов ДНК topo II Marseilleviridae: свидетельства протоэукариотического происхождения» . Эпигенетика и хроматин . 10 (55): 55. дои : 10.1186/s13072-017-0162-0 . ПМК 5704553 . ПМИД 29179736 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Эривес, А.; Левин, М. (2004). «Усилители координат имеют общие организационные особенности в геноме дрозофилы » . Proc Natl Acad Sci США . 101 (11): 3851–3856. Бибкод : 2004PNAS..101.3851E . дои : 10.1073/pnas.0400611101 . ПМЦ 374333 . ПМИД 15026577 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Штробеле, Э; Эривс, А. (2016). «Интеграция ортогональной передачи сигналов по путям Notch и Dpp у дрозофилы» . Генетика . 203 (1): 219–240. дои : 10.1534/genetics.116.186791 . ПМЦ 4858776 . ПМИД 26975664 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Бриттен, А; Штробеле, Э; Эривс, А. (2015). «Нестабильность микросателлитных повторов стимулирует эволюцию эмбриональных энхансеров у гавайской дрозофилы » . ПЛОС ОДИН . 9 (6): e101177. дои : 10.1371/journal.pone.0101177 . ПМК 4076327 . ПМИД 24978198 .
^ Райс С., Бикман Д., Лю Л., Эривес А. (2015). «Природа, степень и последствия генетических вариаций в повторах opa Notch у дрозофилы » . G3: Гены, геномы, генетика . 5 (15): 2405–2419. дои : 10.1534/g3.115.021659 . ПМК 4632060 . ПМИД 26362765 .
^ Крокер, Дж.; Эривс, А. (2013). «Комплекс Шнурри/Мад/Медея ослабляет показания градиента дорсального поворота на vnd » . Биология развития . 378 (1): 64–72. дои : 10.1016/j.ydbio.2013.03.002 . ПМИД 23499655 .
^ «Генетика развития пространства и времени» . 15 мая 2013 г.
^ 2012 г. по астробиологии Научная конференция URL: http://abscicon2012.arc.nasa.gov/. Архивировано 14 февраля 2013 г. в Wayback Machine.
^ День Дарвина в Айова-Сити, 2013 г. URL: http://icdarwin.org. Архивировано 16 января 2019 г. на Wayback Machine.
^ Эривес, А.; Левин, М. (2001). «Цис-регуляция генов асцидийных хвостовых мышц». Материалы Первого международного симпозиума по биологии асцидий. Спрингер-Верлаг, Токио, 2001 г.
^ Эривес, А.; Левин, М. (2000). «Характеристика материнского гена Т-бокса у Ciona интестиналиса» . Биология развития . 225 (1): 169–178. дои : 10.1006/dbio.2000.9815 . ПМИД 10964472 .
^ Эривес, А.; Корбо, Джей Си; Левин, М. (1988). «Линейно-специфическая регуляция гена улитки Ciona в эмбриональной мезодерме и нейроэктодерме» . Биология развития . 194 (2): 213–225. дои : 10.1006/dbio.1997.8810 . ПМИД 9501022 . S2CID 13229344 .
^ Такахаши, Х.; Хотта, К.; Эривес, А.; Ди Грегорио, А.; Целлер, RW; Левин, М.; Сато, Н. (1999). «Брахюрия ниже по ходу дифференцировки хорды у эмбриона асцидии» . Гены и развитие . 13 (12): 1519–1523. дои : 10.1101/gad.13.12.1519 . ПМК 316807 . ПМИД 10385620 .
^ https://www.bloomberg.com/research/stocks/private/snapshot.asp?privcapId=4925495 .
^ «Изучение технологий и фармацевтических названий» . 30 октября 2010 г.

Внешние ссылки

[pacRNA-1] Перейти обратно: ^а ^б Эривес А (2011). «Модель протоантикодоновых РНК-ферментов, требующих гомохиральности L-аминокислоты» . Журнал молекулярной эволюции . 73 (1–2): 10–22. Бибкод : 2011JMolE..73...10E . дои : 10.1007/s00239-011-9453-4 . ПМЦ 3223571 . ПМИД 21779963 .

[mg2-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Крокер, Дж.; Тамори Ю. и Эривз А. (2008). «Эволюция воздействует на организацию энхансеров для точной настройки показаний градиентного порога» . ПЛОС Биология . 6 (11): е263. doi : 10.1371/journal.pbio.0060263 . ПМЦ 2577699 . ПМИД 18986212 .

[Myc-3] Перейти обратно: ^а ^б Браун, С.; Коул М. и Эривз Эй Джей (2008). «Эволюция регулона биогенеза голозойных рибосом» . БМК Геномика . 9 : 442. дои : 10.1186/1471-2164-9-442 . ПМК 2570694 . ПМИД 18816399 .

[EAC-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Эривс, А. (2009). «Номологичные структурированные CRM из генома Ciona» (PDF) . J Компьютерная Биол . 16 (2): 369–377. дои : 10.1089/cmb.2008.20TT . ПМИД 19193153 . S2CID 15147592 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 февраля 2020 г.

[mg3-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Крокер, Дж.; Поттер Н. и Эривз А. (2010). «Динамическая эволюция точных регуляторных кодировок создает сигнатуру кластерных сайтов энхансеров» . Природные коммуникации . 1 (7): 99. arXiv : 1004.1028 . Бибкод : 2010NatCo...1...99C . дои : 10.1038/ncomms1102 . ПМЦ 2963808 . ПМИД 20981027 .

[NRG-euk-6] Талберт, П.; Меерс, член парламента; Хеникофф, С. (2019). «Старые винтики, новые трюки: эволюция экспрессии генов в контексте хроматина». Обзоры природы Генетика . 20 (5): 283–297. дои : 10.1038/s41576-019-0105-7 . ПМИД 30886348 . S2CID 81987181 .

[MV-core-7] Эривс, А. (2017). «Филогенетический анализ основного дублета гистонов и генов ДНК topo II Marseilleviridae: свидетельства протоэукариотического происхождения» . Эпигенетика и хроматин . 10 (55): 55. дои : 10.1186/s13072-017-0162-0 . ПМК 5704553 . ПМИД 29179736 .

[spikey-8] Перейти обратно: ^а ^б Эривес, А.; Левин, М. (2004). «Усилители координат имеют общие организационные особенности в геноме дрозофилы » . Proc Natl Acad Sci США . 101 (11): 3851–3856. Бибкод : 2004PNAS..101.3851E . дои : 10.1073/pnas.0400611101 . ПМЦ 374333 . ПМИД 15026577 .

[Stroebele-9] Перейти обратно: ^а ^б Штробеле, Э; Эривс, А. (2016). «Интеграция ортогональной передачи сигналов по путям Notch и Dpp у дрозофилы» . Генетика . 203 (1): 219–240. дои : 10.1534/genetics.116.186791 . ПМЦ 4858776 . ПМИД 26975664 .

[mg4-10] Перейти обратно: ^а ^б Бриттен, А; Штробеле, Э; Эривс, А. (2015). «Нестабильность микросателлитных повторов стимулирует эволюцию эмбриональных энхансеров у гавайской дрозофилы » . ПЛОС ОДИН . 9 (6): e101177. дои : 10.1371/journal.pone.0101177 . ПМК 4076327 . ПМИД 24978198 .

[pmid26362765-11] Райс С., Бикман Д., Лю Л., Эривес А. (2015). «Природа, степень и последствия генетических вариаций в повторах opa Notch у дрозофилы » . G3: Гены, геномы, генетика . 5 (15): 2405–2419. дои : 10.1534/g3.115.021659 . ПМК 4632060 . ПМИД 26362765 .

[spacetime-12] Крокер, Дж.; Эривс, А. (2013). «Комплекс Шнурри/Мад/Медея ослабляет показания градиента дорсального поворота на vnd » . Биология развития . 378 (1): 64–72. дои : 10.1016/j.ydbio.2013.03.002 . ПМИД 23499655 .

[13] «Генетика развития пространства и времени» . 15 мая 2013 г.

[14] 2012 г. по астробиологии Научная конференция URL: http://abscicon2012.arc.nasa.gov/. Архивировано 14 февраля 2013 г. в Wayback Machine.

[15] День Дарвина в Айова-Сити, 2013 г. URL: http://icdarwin.org. Архивировано 16 января 2019 г. на Wayback Machine.

[16] Эривес, А.; Левин, М. (2001). «Цис-регуляция генов асцидийных хвостовых мышц». Материалы Первого международного симпозиума по биологии асцидий. Спрингер-Верлаг, Токио, 2001 г.

[17] Эривес, А.; Левин, М. (2000). «Характеристика материнского гена Т-бокса у Ciona интестиналиса» . Биология развития . 225 (1): 169–178. дои : 10.1006/dbio.2000.9815 . ПМИД 10964472 .

[18] Эривес, А.; Корбо, Джей Си; Левин, М. (1988). «Линейно-специфическая регуляция гена улитки Ciona в эмбриональной мезодерме и нейроэктодерме» . Биология развития . 194 (2): 213–225. дои : 10.1006/dbio.1997.8810 . ПМИД 9501022 . S2CID 13229344 .

[19] Такахаши, Х.; Хотта, К.; Эривес, А.; Ди Грегорио, А.; Целлер, RW; Левин, М.; Сато, Н. (1999). «Брахюрия ниже по ходу дифференцировки хорды у эмбриона асцидии» . Гены и развитие . 13 (12): 1519–1523. дои : 10.1101/gad.13.12.1519 . ПМК 316807 . ПМИД 10385620 .

[20] ttps://www.bloomberg.com/research/stocks/private/snapshot.asp?privcapId=4925495 .

[21] «Изучение технологий и фармацевтических названий» . 30 октября 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]