Джеймс А. Шапиро
Джеймс А. Шапиро | |
|---|---|
 Джеймс А. Шапиро в 2013 году | |
| Национальность | Американский |
| Альма-матер | Черчилль-колледж , Кембриджский университет , Англия |
| Известный | Естественная генная инженерия , первое выделение гена, кооперативное поведение бактерий, формирование паттернов. |
| Награды | Стипендия Маршалла (1964–1966 гг.), [1] Премия Дарвина (Эдинбургский университет) 1993 г., [2] Член AAAS 1994 г., [3] Почетный ОБЕ 2001 г. [2] |
| Научная карьера | |
| Поля | Микробиология , Молекулярная биология , Генетика , Биохимия |
| Учреждения | Чикагский университет ; Постдокторант Института Пастера , Франция ; Гарвардская медицинская школа ; Университет Брандейса ; Приглашенный профессор Тель-Авивского университета и Эдинбургского университета , Шотландия ; Приглашенный научный сотрудник Черчилль - колледжа Кембриджского университета , Англия |
Джеймс Алан Шапиро (родился 18 мая 1943) — американский биолог, специалист в области генетики бактерий и профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии университета Чикагского . [4]
Академическая биография
[ редактировать ]Шапиро получил степень бакалавра английского языка в Гарвардском колледже в 1964 году. [1] [5] Затем, вдохновленный курсом генетики, который он прослушал в выпускном классе, [6] он перешел от английского к науке. Он был удостоен стипендии Маршалла для проведения последипломных исследований в колледже Корпус-Кристи в Кембридже с 1964 по 1967 год, провел свой последний год в больнице Хаммерсмит под руководством Уильяма Хейса и получил степень доктора генетики в 1968 году.Его диссертация « Структура галактозного оперона в Escherichia coli K12 » содержит первое предположение о мобильных элементах у бактерий. Он подтвердил эту гипотезу в 1968 году во время своей постдокторской работы в качестве научного сотрудника Джейн Коффин Чайлдс в лаборатории Франсуа Жакоба в Институте Пастера в Париже.
Будучи сотрудником Американского онкологического общества в Джона Бекуита лаборатории в Гарвардской медицинской школе в 1968-70 годах, он и его коллеги использовали генетические манипуляции in vivo для клонирования и очистки lac-оперона E. coli.
Его беспокоили потенциальные в области генной инженерии . возможности применения его исследований [6] [7] [8]
В 1970–1972 годах он работал приглашенным профессором в Школе биологических наук Гаванского университета, Куба, а затем вернулся в другую постдокторантуру вместе с Харлин Халворсон в Университете Брандейса . [5] С 1973 года он работал профессором микробиологии в Чикагском университете.
В 1975 году Шапиро посетил симпозиум ICN- UCLA Squaw Valley по бактериальным плазмидам , где его интерес к реструктуризации ДНК бактерий усилился благодаря изучению перемещения транспозонов, устойчивых к антибиотикам, в новые места генома. Это побудило его организовать в сотрудничестве с Санкаром Адхьей и покойным Ахмедом Бухари первую встречу по теме вставок ДНК в лаборатории Колд-Спринг-Харбор в 1976 году. Хотя они ожидали лишь несколько коллег, на встрече присутствовало более 150 человек. ученые со всего мира, в том числе Барбара МакКлинток . МакКлинток впервые идентифицировала транспозицию (горизонтальный перенос генов) (перемещение в новое геномное местоположение) «контролирующих элементов» ДНК у кукурузы (сахарной кукурузы) в 1948 году, за это открытие она была удостоена Нобелевской премии 1983 года. Шапиро и МакКлинток продолжали свое сотрудничество вплоть до ее смерть в 1992 году. [9]
Он также время от времени был приглашенным профессором, в том числе один раз в качестве приглашенного профессора премии Дарвина в Эдинбургском университете в 1994 году. [10]
Исследовать
[ редактировать ]Работая с Бекуитом в Гарварде, Шапиро был ведущим автором первой команды, которая изолировала одиночный ген из организма. [5] [11] [12] Ген, который они выделили, назывался lacZ , который кодирует β-галактозидазу, фермент используемый бактериями E. coli для переваривания сахаров в молоке. Их метод включал трансдукцию для клонирования противоположно ориентированных копий гена, вставленных в два специализированных трансдуцирующих бактериофага, затем смешивание одноцепочечной ДНК двух фагов так, чтобы только бактериальные последовательности образовывали двойную спираль, и, наконец, использование нуклеазы для разрушения одинарной ДНК. -цепочечные фаговые последовательности, оставляя только двухцепочечную ДНК lacZ . [13]
В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в 1979 году, Шапиро был первым, кто предложил репликативную транспозицию как детальный молекулярный механизм генетической подвижности с помощью мобильных элементов, таких как транспозон устойчивости к ампициллину Tn3 и транспонирующий бактериофаг Mu. В этой модели концы мобильных элементов ковалентно связываются с последовательностями ДНК целевого сайта посредством процесса, который образует промежуточную структуру с репликационными вилками на каждом конце транспонирующего элемента, иногда называемую «промежуточным соединением Шапиро». [14]
В другом исследовании Шапиро показал, что бактерии организуются в пространстве по мере роста в сообществах на поверхности агара. Например, он проанализировал, как каждый штамм иногда патогенной бактерии Proteus mirabilis формирует свой собственный образец сложных террасных колец посредством периодической групповой «роевой» миграции — возникающее свойство, которое можно объяснить математическими правилами, выведенными его коллегой-физиком Сергеем Есиповым. Шапиро связал это с другим сложным многоклеточным поведением, таким как охота, строительство защитных структур, распространение спор и отдельные бактерии, жертвующие собой на благо более широкого сообщества. [15] [16] [17] Основываясь на этой работе, Шапиро считает, что кооперативное поведение является фундаментальной концепцией организации биологической активности на всех уровнях сложности. [18]
Естественная генная инженерия
[ редактировать ]Он предложил термин « естественная генная инженерия», чтобы объяснить, как новизна создается в ходе биологической эволюции. Некоторые критиковали его, [19] [20] [21] [22] и Шапиро ответил на вопросы, поднятые его критиками. [23]
Шапиро утверждает, что многие изменения генома, происходящие естественным путем, происходят посредством молекулярных перестроек ДНК, аналогичных тем, которые намеренно применяются учеными с использованием методов генной инженерии, разработанных за последние несколько десятилетий. Например, мобильные элементы можно амплифицировать и перемещать в разные места генома. Было обнаружено, что эти изменения ДНК приводят к созданию распределенных геномных сетей для реализации широкого спектра сложных признаков у грибов, диатомовых водорослей, растений и животных, таких как развитие цветов, строение тела позвоночных, живородящее размножение и развитие нервной системы у различных млекопитающих. . [24]
Третий путь эволюции
[ редактировать ]Шапиро и Денис Ноубл основали проект «Третий путь эволюции » (TWE) в 2014 году. TWE, также известный как «Интегрированный синтез», имеет много общего с расширенным эволюционным синтезом, но является более радикальным в своих утверждениях. [25] TWE состоит из группы исследователей, которые предлагают срединный путь «Третьего пути», альтернативный креационизму и современному синтезу . TWE предсказывает, что современный синтез будет заменен совершенно новой эволюционной структурой. [25] В 2023 году было отмечено, что в настоящее время лишь меньшинство биологов-эволюционистов поддерживает TWE. [25]
Награды и почести
[ редактировать ]Шапиро был избран в Фи Бета Каппа в 1963 году. [26] и был стипендиатом Маршалла с 1964 по 1966 год. [1] В 1993 году он получил премию Дарвина в качестве приглашенного профессора Эдинбургского университета . [2] В 1994 году он был избран членом Американской ассоциации содействия развитию науки за «инновационные и творческие интерпретации бактериальной генетики и роста, особенно действия мобильных генетических элементов и образования бактериальных колоний». [3] [27] А в 2001 году он был удостоен звания почетного кавалера Ордена Британской империи за службу в программе стипендий Маршалла. [2] В 2014 году он был выбран для чтения третьей ежегодной лекции «Лауреат Нобелевской премии Роберта Дж. Эдвардса». [28]
Избранные публикации
[ редактировать ]Шапиро редактировал книги «Мобильные генетические элементы» (Academic Press, 1983) и вместе с Мартином Дворкиным «Бактерии как многоклеточные организмы» (Oxford University Press, 1997). Он является автором книги «Эволюция: взгляд из 21 века» (FT Press Science, 2011, ISBN 978-0-13-278093-3 ).
В 2022 году Шапиро опубликовал значительно расширенное и обновленное второе издание книги «Эволюция: взгляд из 21 века» (Cognition Press, ISBN 978-1-7374987-0-4 ).
Шапиро, Денис Ноубл, Питер А. Корнинг и Стюарт А. Кауфман написали книгу «Эволюция цели»: телеономия в живых системах в 2023 году. [29]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Объявление Маршаллов» , Harvard Crimson , 5 мая 1964 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Королева удостаивает Шапиро Ордена Британской империи» , University of Chicago Chronicle , 10 января 2002 г.
- ^ Jump up to: а б Список участников AAAS
- ^ Профиль факультета , кафедра биохимии и молекулярной биологии, Чикагский университет, заархивировано из оригинала 21 сентября 2013 г. , получено 20 сентября 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с Колата, Джина (13 октября 1992 г.), «Биолог, который увидел закономерность» , New York Times.
- ^ Jump up to: а б Беквит, Джонатан Р. (2002), Создание генов, создание волн: общественный деятель в науке , издательство Гарвардского университета, ISBN 978-0-674-00928-8
- ^ Колата, Джина (5 марта 1996 г.), «Неуловимый генетический переключатель наконец дает изображение его трехмерной структуры» , New York Times
- ^ Нокс, Ричард (20 января 1970 г.), «Гарвардский генетик обращается к социальным болезням», Boston Globe
- ^ https://shapiro.bsd.uchicago.edu/Shapiro.2009.GeneticsPerspective.pdf [ пустой URL PDF ]
- ^ Биографическая справка, Джеймс А. Шапиро , Чикагский университет
- ^ «Ученые изолируют ген: шаг к контролю наследственности» , New York Times , 23 ноября 1969 г.
- ^ «Игра с биологическим огнем» , New York Times , 8 декабря 1969 г.
- ^ Мюллер-Хилл, Бенно (1996), Лак-Оперон: краткая история генетической парадигмы , Вальтер де Грюйтер, с. 42, ISBN 978-3-11-014830-5
- ^ Бушман, Фредерик (2002), Латеральный перенос ДНК: механизмы и последствия , CSHL Press, стр. 46, ISBN 978-0-87969-621-4
- ^ Браун, Малкольм В. (5 июля 1988 г.), «Некоторые мысли о самопожертвовании» , New York Times.
- ^ Колата, Джина (13 октября 1992 г.), «Обнаружено, что бактерии процветают в богатой социальной жизни» , New York Times.
- ^ Гай, Сандра (15 декабря 2004 г.), «Ученый раскрывает тайную жизнь бактерий», Chicago Sun-Times.
- ^ Браун, Малкольм В. (14 апреля 1992 г.), «Биологи подсчитывают вознаграждения за щедрость» , New York Times.
- ^ Безак, Ева (2011), «(Обзор) Эволюция: взгляд из 21 века», Австралазийская физико-техническая наука в медицине , 34 (4): 643–645, номер документа : 10.1007/s13246-011-0110-4
- ^ Буратти, Эмануэле (2012), «(Обзор) Эволюционные уроки для молекулярных биотехнологов 21 века», Молекулярная биотехнология , 52 (1): 89–90, номер документа : 10.1007/s12033-011-9472-9
- ^ Моран, Лоуренс А. (май – июнь 2011 г.), «(Обзор) Эволюция: взгляд из 21 века» (PDF) , Отчеты Национального центра научного образования , 32 (3): 10
- ^ Соигхе, Катал (2012), «(Обзор) Эволюция: взгляд из 21 века», Тенденции в эволюционной биологии , 4 (e6): 32–33, doi : 10.4081/eb.2012.e6
- ^ Шапиро, Джеймс А. (2012), «Ответ на рецензию Полины Хогевег на мою книгу «Эволюция: взгляд из 21 века» », Evolutionary Intelligence , 5 (3): 211, doi : 10.1007/s12065-012-0074 -7
- ^ Инновации в распределенных геномных сетях, связанные с мобильными элементами ДНК
- ^ Jump up to: а б с Свенссон, Эрик И. (2023), «Структура эволюционной теории: за пределами неодарвинизма, неоламаркизма и предвзятых исторических повествований о современном синтезе» , в Дикинсе, TE; Дикинс, Б.Дж. (ред.), Эволюционная биология: современные и исторические размышления над основной теорией , Эволюционная биология – новые перспективы ее развития, том. 6, стр. 173–217, номер документа : 10.1007/978-3-031-22028-9_11 , ISBN. 978-3-031-22027-2
- ^ «16 избранных Фи Бета Каппа в Гарварде», Boston Globe , 8 декабря 1963 г.
- ^ «Четыре преподавателя избраны стипендиатами AAAS» , University of Chicago Chronicle , 14 (10), 19 января 1995 г.
- ^ Всемирный конгресс по противоречиям в акушерстве, гинекологии и бесплодии (COGI)
- ^ «Эволюция «Цели» . mitpress.mit.edu.
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| Другой | |
- 1943 года рождения
- Выпускники колледжа Корпус-Кристи, Кембридж
- Американские биохимики XXI века
- Американские биологи XXI века
- Расширенный эволюционный синтез
- Члены Американской ассоциации содействия развитию науки
- Выпускники Гарвардского колледжа
- Живые люди
- Недарвиновская эволюция
- факультет Чикагского университета