Чарльз Дэниэл Лейн

Чарльз Дэниэл Лейн
Чарльз Дэниэл Лейн
Рожденный	1948 (возраст 75–76 лет) ; Лондон, Англия
Гражданство	Британский
Образование	Тринити-колледж, Кембридж , Крайст-Черч, Оксфорд , Зоологический факультет, Оксфорд, Лаборатория молекулярной биологии, Кембридж (UTC) Национальный институт медицинских исследований (Милл-Хилл, Лондон, UTC)
Занятие	Молекулярный биолог
Родители	Джордж Лейн ; Мириам Ротшильд ;

Чарльз Дэниэл Лейн — британский молекулярный биолог, который вместе с коллегами Жераром Марбе и Джоном Гердоном открыл ооцита . экзогенной мРНК систему экспрессии ^{[ 1 ]}– система, которая не только раскрывает аспекты контроля экспрессии генов, но и обеспечивает «живую пробирку» для изучения макромолекул: такая цельноклеточная система также демонстрирует достоинства нередукционистского подхода и возможность создания мРНК терапия .

Ранняя жизнь и образование

Лейн — сын биолога и защитника природы Мириам Ротшильд и британской армии офицера Джорджа Лейна . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} В детстве Чарльз проявлял страсть к мотылькам, бабочкам и растениям и с помощью своей матери написал ряд «анекдотических» статей на такие темы, как миграция бабочек. Чарльз также был крупным коллекционером бабочек Meadow Brown для популяционно-генетических исследований Э. Б. Форда .

Оставив школу в 16 лет, Лейн поступил на работу в биохимическую лабораторию Ганса Кребса : большая часть работы Лейна заключалась в изучении пируваткиназы в срезах и гомогенатах печени крыс. Лейн учился в Тринити-колледже в Кембридже и Крайст-Черч в Оксфорде . Его докторская диссертация в Оксфордском университете называлась «Микроинъекция РНК в яйцеклетки и ооциты Xenopus Laevis ». ^{[ 4 ]} Печатную копию диссертации можно посмотреть в Бодлианской библиотеке Оксфорда . ^{[ 5 ]} Затем он работал в лабораториях молекулярной биологии Совета медицинских исследований в Кембридже , а затем в Национальном институте медицинских исследований в Милл-Хилл в Лондоне.

Карьера и исследования

Лейн известен открытием (вместе с коллегами Жераром Марбе и Джоном Гердоном ) системы экспрессии суррогатных генов в ооцитах, а также ее последующим развитием и усовершенствованием (совместно со многими коллегами) для изучения посттрансляционных событий, включая изучение белков, встроенных в клетку. мембраны. Лейн считал, что исследования Джона Гердона по экспрессии генов имеют дальнейший потенциал.

Открытие того, что живые клетки, запрограммированные экзогенной информационной РНК, могут создавать и правильно модифицировать чужеродные белки, по четырем различным причинам, возможно, является одним из наиболее важных научных достижений за последние 50 лет. Таким образом:

Чужеродная мРНК может раскрыть механизмы контроля внутри живой клетки.
Чужеродные белки, образующиеся внутри живой клетки, служат «живой пробиркой» для открытия и изучения молекул, в том числе многих фармацевтических препаратов, например тех, которые взаимодействуют с белками-рецепторами, встроенными в клеточные мембраны.
Мессенджер РНК-терапия может произвести революцию во многих традиционных методах лечения – от противовирусных вакцин до сердечных лекарств и вакцин против рака. Однако на сегодняшний день ни один терапевтический препарат мРНК еще не поступил на рынок (за исключением против COVID-19). вакцин ^{[ 6 ]}).

Первый ключевой эксперимент был проведен в 1968 году Лейном и Джоном Гердонами. ^{[ 2 ]} а затем последовал второй ключевой эксперимент с участием Жерара Марбе. ^{[ 1 ]} проверено потом: ^{[ 7 ]} Затем были дополнительно определены общие характеристики новой экспериментальной системы экспрессии мРНК. ^{[ 8 ]} Экспресс-публикация в Nature статьи Гердона, Лейна, Вудленда и Марбе 1971 года. журнале ^{[ 8 ]} вызвало некоторую путаницу, поскольку очень медленная публикация знаковой статьи трех ученых, а именно Чарльза Лейна, Жерара Марбе и Джона Гердона ^{[ 1 ]} появился в печати примерно в том же месяце (сентябре) 1971 года. Однако в статье в журнале Nature подчеркивалось, что экзогенная система мРНК ооцита уже использовалась в других экспериментах (т. е. в ориентировочной статье), и эта ориентировочная статья была включена в справочный материал. из статьи о природе. ^{[ 8 ]} Ключевая роль Жерара Марбе (который подготовил мРНК глобина) очевидна из этой знаковой статьи.

Жизненно важным вопросом была степень, в которой живой ооцит может осуществлять посттрансляционные модификации, и начал появляться ответ, указывающий на почти универсальность. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Способность ооцита правильно обрабатывать и правильно находить чужеродные частицы делает всю эту клеточную систему в целом полезной. Система также использовалась для оценки систем управления внутри живой клетки. Это фундаментальное открытие породило значительную литературу, и система микроинъекции ооцитов Xenopus стала стандартной функцией многих лабораторий, в то время как философия использования клетки в качестве «живой пробирки» распространилась далеко за пределы простой системы ооцитов – не в последнюю очередь на мРНК. терапия.

В 1976 году журнал Scientific American опубликовал популярную статью Лейна под названием « Кроличий гемоглобин из лягушачьих яиц ». ^{[ 10 ]} Можно утверждать, что открытие системы экспрессии ооцитов привело к появлению новой, хотя и незначительной, отрасли молекулярной биологии, в которой ежегодно публикуется значительное количество научных статей (см. обзоры Lane CD и Morel C, Bloemendal et al , Smith). М. и др. , Джейкобсон А., Лейн С.Д. и Алтон). Хотя полезность системы экспрессии доказана для исследований рецепторов, ^{[ 11 ]} Прямых доказательств того, что терапия мРНК окажет общее влияние на медицинскую практику, мало.

Удивительным обстоятельством является то, что лауреаты Нобелевской премии последних 20 лет использовали систему ооцитов для сбора информации. ^{[ 12 ]} Среди таких лауреатов Нобелевской премии 2021 года Давид Юлиус и Ардем Патапутян , получившие Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытие рецепторов температуры и прикосновения». ^{[ 13 ]}

Первые исследования , которые привели к этому открытию, проводились в старом здании факультета зоологии (Оксфорд). Еще до того, как Лейн защитил докторскую диссертацию, он был избран (в возрасте 22 лет) научным сотрудником Тринити-колледжа в Кембридже – одним из самых молодых людей, когда-либо избранных членом Кембриджского колледжа . ^{[ нужна ссылка ]}

Лейн осознал, что система ооцитов обладает огромным потенциалом для изучения посттрансляционных событий, и в одной из первых (1971 г.) статей «Труды Национальной академии наук» с Гансом Блумендалем, Антоном Бернсом , Гер Строусом и Майклом Мэтьюзом основное внимание уделялось тому, что, в с точки зрения посттрансляционных событий, система ооцитов могла и не могла этого сделать. То, чего он не мог сделать, оказалось крайне редким – ооцит мог даже точно модифицировать промелиттин медоносной пчелы, вырабатываемый под руководством введенной мРНК ядовитой железы. ^{[ 14 ]} и даже могли бы вставлять чужеродные белки в мембраны в функциональном состоянии. ^{[ 15 ]} В течение примерно 14 лет исследования Лэйна были сосредоточены на ооците как системе изучения посттрансляционных (и других) последующих событий. Лейн не интересовался использованием ооцитов в качестве системы для исследований экзогенной ДНК , полагая, что другие системы лучше подходят для последующих исследований: тем не менее, система ооцитов находит применение для таких исследований, особенно в отношении изучения транскрипции.

Ссылки и публикации

^ Jump up to: ^а ^б ^с Лейн, CD; Марбе, Г.; Гердон, Дж. Б. (14 октября 1971 г.). «Синтез гемоглобина кролика в клетках лягушки: трансляция 9s РНК ретикулоцитов в ооцитах лягушки» . Журнал молекулярной биологии . 61 (1): 73–91. дои : 10.1016/0022-2836(71)90207-5 . ISSN 0022-2836 . ПМИД 5169490 .
^ Jump up to: ^а ^б «Годы Ротшильдов | Элсфилд в 20 веке» . www.elsfield.net . Проверено 3 января 2022 г.
^ Мартин, Дуглас (25 января 2005 г.). «Мириам Ротшильд, отважный натуралист, умерла в возрасте 96 лет» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 3 января 2022 года . Проверено 3 января 2022 г.
^ «Копия дипломной работы» . www.ohllimited.co.uk . Проверено 4 ноября 2020 г.
^ Solo.bodleian.ox.ac.uk https://solo.bodleian.ox.ac.uk/primo-explore/fulldisplay?docid=oxfaleph019879203&vid=SOLO&search_scope=LSCOP_ALL&tab=local&lang=en_US&context=L . Проверено 29 июля 2022 г. {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )
^ Се, Вэнь; Чен, Байпин; Вонг, Джон (2 сентября 2021 г.). «Эволюция рынка мРНК-технологий» . Nature Reviews Открытие лекарств . 20 (10): 735–736. дои : 10.1038/d41573-021-00147-y . ПМИД 34475543 . S2CID 237401146 .
^ Марбе, Г.; Лейн, компакт-диск (28 июня 1972 г.). «Синтез гемоглобина кролика в клетках лягушки: II. Дальнейшая характеристика продуктов трансляции 9s РНК ретикулоцитов» . Журнал молекулярной биологии . 67 (3): 517–524. дои : 10.1016/0022-2836(72)90469-X . ISSN 0022-2836 . ПМИД 5065205 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Гердон, Дж.Б.; Лейн, CD; Вудленд, HR; Марбе, Г. (1971). «Использование яиц и ооцитов лягушки для изучения информационной РНК и ее трансляции в живых клетках» . Природа . 233 (5316): 177–182. Бибкод : 1971Natur.233..177G . дои : 10.1038/233177a0 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 4939175 . S2CID 4160808 .
^ Бернс, AJM; Краайкамп, М. Ван; Блумендал, Х.; Лейн, компакт-диск (1972). «Синтез телячьего кристаллина в клетках лягушки: трансляция РНК 14S клеток хрусталика в ооцитах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 69 (6): 1606–1609. Бибкод : 1972PNAS...69.1606B . дои : 10.1073/pnas.69.6.1606 . ISSN 0027-8424 . ПМК 426758 . ПМИД 4504377 .
^ Jump up to: ^а ^б Лейн, К. (1976). «Кроличий гемоглобин из яиц лягушки» . Научный американец . 235 (2): 61–69, 71. Бибкод : 1976SciAm.235b..60L . doi : 10.1038/scientificamerican0876-60 . ISSN 0036-8733 . ПМИД 945908 .
^ Бэкингем, Стивен Дэвид; Пим, Луанда; Саттель, Дэвид Барри (2006), Лю, X. Джоне (редактор), «Ооциты как система экспрессии для изучения рецепторных/канальных мишеней лекарств и пестицидов» , Протоколы Xenopus: клеточная биология и передача сигналов , том. 322, Тотова, Нью-Джерси: Humana Press, стр. 331–345, doi : 10.1007/978-1-59745-000-3_23 , ISBN. 978-1-59745-000-3 , PMID 16739734 , получено 29 июля 2022 г.
^ МакКеми, Дэвид Д.; Нойхауссер, Вернер М.; Юлиус, Дэвид (март 2002 г.). «Идентификация рецептора холода раскрывает общую роль каналов TRP в термочувствительности» . Природа . 416 (6876): 52–58. дои : 10.1038/nature719 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 11882888 . S2CID 4340358 .
^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2021 года» . NobelPrize.org . Проверено 29 июля 2022 г.
^ Кинос-Мюгге, Ингела; Лейн, CD; Крейл, Г. (15 августа 1974 г.). «Синтез белка насекомых в клетках лягушки: трансляция информационной РНК промелиттина медоносной пчелы в ооцитах Xenopus» . Журнал молекулярной биологии . 87 (3): 451–462. дои : 10.1016/0022-2836(74)90096-5 . ISSN 0022-2836 . ПМИД 4444031 .
^ Олссон, Род-Айленд; Лейн, CD; Гюнгерих, Ф.П. (1981). «Синтез и вставка как in vivo, так и in vitro цитохрома P-450 и эпоксидгидратазы печени крысы в мембраны Xenopus laevis» . Европейский журнал биохимии . 115 (2): 367–373. дои : 10.1111/j.1432-1033.1981.tb05247.x . ISSN 0014-2956 . ПМИД 6165584 .

Дальнейшие работы и обзоры

Lane CD, Marbaix G и Gurdon JB (1971) 9S РНК из ретикулоцитов и анализ на ооцитах лягушки. Биология и радиобиология безъядерных систем Academic Press. Эд С. Бонотто
Лейн CD, Марбе Дж. и Гердон Дж.Б. (1971). Трансляция 9S РНК ретикулоцитов в ооцитах лягушки приводит к образованию цепей альфа- и бета-глобина. Сообщение для встречи FEBS в Вауне, Болгария
Лейн CD, Марбе Дж. и Гердон Дж. Б. (1972). Трансляция 9S РНК из ретикулоцитов кролика в глобиновые цепи яиц и ооцитов Xenopus. Международный архив физиологии и биохимии 80 (5) страниц 973–974
Лейн CD и Морел С. (1972). Трансляция 9S РНК утки в ооцитах лягушки. Сообщение Биохимическому обществу Бразилии
Блумендал Х., Бернс А., Строус Г., Мэтьюз М. и Лейн CD (1972). Трансляция эукариотической информационной РНК в различных гетерологичных системах. Изд. «РНК-Вирусы/Рибосомы». Северная Голландия
Смит М., Ставнезар Дж., Хуанг Р.К., Гердон Дж.Б. и Лейн CD (1973). Синтез иммуноглобина мыши в клетках лягушки: трансляция 9-13S РНК миеломы в ооцитах лягушки. Журнал молекулярной биологии, 80 страниц 553–557.
Джейкобсон А., Лейн К.Д. и Элтон Т. (1975). Электрофоретическое разделение основных видов информационной РНК слизевиков. «Микробиология» (Тр. Асиолма Симп) Под ред. Дворкин и Шапиро.
Джейкобсон А., Палатник С.М., Лейн К.Д., Мэби С. и Уилкинс С. (1975). Фракционирование мРНК Dictyostelium discoideum Семинар EMBO «Развитие и дифференцировка слизевиков» под ред. P Capucinelli North-Holland Press Амстердам

[:3-1] Jump up to: ^а ^б ^с Лейн, CD; Марбе, Г.; Гердон, Дж. Б. (14 октября 1971 г.). «Синтез гемоглобина кролика в клетках лягушки: трансляция 9s РНК ретикулоцитов в ооцитах лягушки» . Журнал молекулярной биологии . 61 (1): 73–91. дои : 10.1016/0022-2836(71)90207-5 . ISSN 0022-2836 . ПМИД 5169490 .

[Elsfield-2] Jump up to: ^а ^б «Годы Ротшильдов | Элсфилд в 20 веке» . www.elsfield.net . Проверено 3 января 2022 г.

[3] Мартин, Дуглас (25 января 2005 г.). «Мириам Ротшильд, отважный натуралист, умерла в возрасте 96 лет» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 3 января 2022 года . Проверено 3 января 2022 г.

[:2-4] «Копия дипломной работы» . www.ohllimited.co.uk . Проверено 4 ноября 2020 г.

[5] Solo.bodleian.ox.ac.uk https://solo.bodleian.ox.ac.uk/primo-explore/fulldisplay?docid=oxfaleph019879203&vid=SOLO&search_scope=LSCOP_ALL&tab=local&lang=en_US&context=L . Проверено 29 июля 2022 г. {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )

[6] Се, Вэнь; Чен, Байпин; Вонг, Джон (2 сентября 2021 г.). «Эволюция рынка мРНК-технологий» . Nature Reviews Открытие лекарств . 20 (10): 735–736. дои : 10.1038/d41573-021-00147-y . ПМИД 34475543 . S2CID 237401146 .

[7] Марбе, Г.; Лейн, компакт-диск (28 июня 1972 г.). «Синтез гемоглобина кролика в клетках лягушки: II. Дальнейшая характеристика продуктов трансляции 9s РНК ретикулоцитов» . Журнал молекулярной биологии . 67 (3): 517–524. дои : 10.1016/0022-2836(72)90469-X . ISSN 0022-2836 . ПМИД 5065205 .

[:4-8] Jump up to: ^а ^б ^с Гердон, Дж.Б.; Лейн, CD; Вудленд, HR; Марбе, Г. (1971). «Использование яиц и ооцитов лягушки для изучения информационной РНК и ее трансляции в живых клетках» . Природа . 233 (5316): 177–182. Бибкод : 1971Natur.233..177G . дои : 10.1038/233177a0 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 4939175 . S2CID 4160808 .

[9] Бернс, AJM; Краайкамп, М. Ван; Блумендал, Х.; Лейн, компакт-диск (1972). «Синтез телячьего кристаллина в клетках лягушки: трансляция РНК 14S клеток хрусталика в ооцитах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 69 (6): 1606–1609. Бибкод : 1972PNAS...69.1606B . дои : 10.1073/pnas.69.6.1606 . ISSN 0027-8424 . ПМК 426758 . ПМИД 4504377 .

[:0-10] Jump up to: ^а ^б Лейн, К. (1976). «Кроличий гемоглобин из яиц лягушки» . Научный американец . 235 (2): 61–69, 71. Бибкод : 1976SciAm.235b..60L . doi : 10.1038/scientificamerican0876-60 . ISSN 0036-8733 . ПМИД 945908 .

[11] Бэкингем, Стивен Дэвид; Пим, Луанда; Саттель, Дэвид Барри (2006), Лю, X. Джоне (редактор), «Ооциты как система экспрессии для изучения рецепторных/канальных мишеней лекарств и пестицидов» , Протоколы Xenopus: клеточная биология и передача сигналов , том. 322, Тотова, Нью-Джерси: Humana Press, стр. 331–345, doi : 10.1007/978-1-59745-000-3_23 , ISBN. 978-1-59745-000-3 , PMID 16739734 , получено 29 июля 2022 г.

[12] МакКеми, Дэвид Д.; Нойхауссер, Вернер М.; Юлиус, Дэвид (март 2002 г.). «Идентификация рецептора холода раскрывает общую роль каналов TRP в термочувствительности» . Природа . 416 (6876): 52–58. дои : 10.1038/nature719 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 11882888 . S2CID 4340358 .

[13] «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2021 года» . NobelPrize.org . Проверено 29 июля 2022 г.

[:1-14] Кинос-Мюгге, Ингела; Лейн, CD; Крейл, Г. (15 августа 1974 г.). «Синтез белка насекомых в клетках лягушки: трансляция информационной РНК промелиттина медоносной пчелы в ооцитах Xenopus» . Журнал молекулярной биологии . 87 (3): 451–462. дои : 10.1016/0022-2836(74)90096-5 . ISSN 0022-2836 . ПМИД 4444031 .

[15] Олссон, Род-Айленд; Лейн, CD; Гюнгерих, Ф.П. (1981). «Синтез и вставка как in vivo, так и in vitro цитохрома P-450 и эпоксидгидратазы печени крысы в мембраны Xenopus laevis» . Европейский журнал биохимии . 115 (2): 367–373. дои : 10.1111/j.1432-1033.1981.tb05247.x . ISSN 0014-2956 . ПМИД 6165584 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]