Jump to content

Роберт Э. Кингстон

Роберт Э. Кингстон
Альма-матер Гарвардский колледж , Калифорнийский университет, Беркли
Известный Нуклеосомная биология
Научная карьера
Учреждения Массачусетская больница общего профиля
Докторантура Майкл Чемберлин
Другие научные консультанты Филип Шарп
Известные студенты Гита Нарликар

Роберт Э. Кингстон (1954 г.р.) — американский биохимик и генетик, изучающий функциональную и регуляторную роль нуклеосом в экспрессии генов, особенно на ранних стадиях развития. [ 1 ] После получения докторской степени (1981 г.) и завершения постдокторских исследований Кингстон стал доцентом Массачусетской больницы общего профиля (1985 г.), где он основал исследовательскую лабораторию, направленную на понимание структуры хроматина с точки зрения регуляции транскрипции. [ 1 ] Будучи выпускником Гарварда, Кингстон служил своей альма-матер своим руководством. [ 1 ]

Он был главой докторской программы Гарвардских биологических и биомедицинских наук с 2004 по 2007 год, заведующим отделением молекулярной биологии Массачусетской больницы общего профиля с 2005 по 2023 год, заместителем заведующего кафедрой генетики Гарвардской медицинской школы и председатель исполнительного комитета по исследованиям Массачусетской больницы общего профиля с 2012 по 2015 год. [ 2 ] [ 1 ] В ноябре 2022 года он был назначен первым главным научным сотрудником и старшим вице-президентом по исследованиям и образованию Массачусетской больницы общего профиля с января 2023 года. [ 3 ]

Помимо того, что Кингстон является профессором генетики в Гарвардской медицинской школе, он часто организует конференции и публикует редакционные статьи, посвященные его исследовательским интересам. [ 1 ] В 2016 году коллеги избрали его членом Национальной академии наук. [ 2 ]

Образование

[ редактировать ]

Кингстон окончил Гарвардский колледж в 1976 году. [ 1 ] Четыре года спустя он защитил докторскую диссертацию по механизмам регуляции бактерий в Калифорнийском университете в Беркли под руководством Майкла Чемберлина . [ 1 ] Затем он провел постдокторское исследование посттранскрипционных механизмов млекопитающих в Массачусетском технологическом институте под руководством доктора Филипа Шарпа . [ 1 ]

Исследовать

[ редактировать ]

Исследования Кингстона продолжают оказывать значительное влияние на биологию развития и эпигенетику, поскольку они сосредоточены на важной особенности экспрессии генов эукариот: ремоделировании хроматина. [ 2 ] Его исследования могут быть применены к области генной терапии, особенно к принципам регуляции хроматина. [ 2 ]

белок nusA

[ редактировать ]

В 1981 году Кингстон получил докторскую степень после работы над рядом исследовательских инициатив, связанных с регуляцией и экспрессией генома. В ходе исследования in vitro, в ходе которого были картированы сайты терминации, зависящие от белка nusA, он обнаружил, что in vivo транскрипция рРНК регулируется затуханием турникета - механизмом, который терминирует цепи rrnB в лидерной области. [ 4 ] Он обнаружил, что это происходит из-за специфического наличия и расположения сайтов пауз, расположенных на расстоянии 90 и 91 основания от промотора P1, чувствительных к присутствию белка nusA и концентрации регуляторного нуклеотида гуанозинтетрафосфата. [ 4 ]

Белок теплового шока 70 (HSP70)

[ редактировать ]

Признав, что ген myc участвует в образовании опухоли, Кингстон провел параллель между наличием гена myc и повышенной геномной экспрессией HSP70. [ 5 ] Он также обнаружил, что геномная экспрессия HSP70 также зависит от физиологических стрессов.5 Анализ последовательностей генов показал, что тепловой шок, индукция кадмия и чувствительность к металлотионеину II необходимы для экспрессии гена HSP70 на первичном уровне транскрипции. [ 6 ] Он заметил, что, хотя физиологические факторы играют роль в одном домене (дистальном) промотора HSP70, другой домен (проксимальный) более чувствителен к стимуляции сывороткой. [ 6 ] После проведения экспериментов по транскрипции in vitro Кингстон обнаружил, что существует фактор транскрипции теплового шока (HSTF), который обеспечивает взаимодействие с элементом теплового шока (HSE), и что промотор гена HSP70 также зависит от транскрипции, связывающей CCAAT-бокс. фактор (CTF) для CCAAT-бокс-зависимой транскрипции. [ 7 ] in vitro Бесклеточные системы , которые вызывают тепловую активацию фактора теплового шока человека (HSF), были использованы для определения того, что при 43 ° C HSF подвергается посттрансляционной модификации, где он затем может связываться со специфической последовательностью ДНК, HSE. . [ 8 ]

SWI/SNF-субъединицы ремоделирования хроматина

[ редактировать ]

Основные исследовательские интересы Кингстона связаны с ремоделированием хроматина, и его прорывы в этой области начались, когда он обнаружил функции функциональных субъединиц SWI/SNF, комплекса ремоделирования хроматина, который заставляет определенные факторы транскрипции связываться с нуклеосомальной ДНК. [ 9 ] Он определил, что две субъединицы SWI/SNF, BRG1 и BAF155, вместе с ДНК-связывающими доменами цинковых пальцев (DBD) EKLF могут использоваться для ремоделирования хроматина, а это означает, что эти специфические домены SWI/SNF оказывают влияние на нуклеосому, управляемую фактором транскрипции. реконструкция. [ 9 ] Ему также удалось прийти к выводу, что различные домены транскрипционных факторов направляют комплексы SWI/SNF на хроматин генно-селективным способом. [ 9 ] Его работа над нуклеосомальной ДНК распространяется на его открытия о ТАТА-связывающем белке (TPB), в частности о том, как динамическое ремоделирование хроматина может позволить TPB связываться с последовательностью ТАТА. Его работа над SWI/SNF привела его к выводу, что эти две субъединицы отвечают за функцию «активации», связанную с транскрипцией. [ 10 ] Это связано с тем, что очищенный комплекс SWI/SNF человека опосредует АТФ-зависимое разрушение нуклеосомного барьера, что приводит к связыванию активаторов SWI/SNF (GAL4-VP16 и GAL 4-AH) с ядром нуклеосомы. [ 11 ] Поскольку последовательность TATA находится внутри нуклеосомы, добавление АТФ заставит SWI/SNF человека распознать структуру хроматина и изменить последовательность нуклеосомной ДНК так, чтобы TPB мог получить доступ к ней и связаться с ней. [ 10 ] В более широкой перспективе это обеспечивает большую экспрессию эукариотических генов, поскольку будут регулироваться различные эукариотические промоторы. [ 10 ]

Достижения в области биотехнологий

[ редактировать ]

Поскольку репрессивный комплекс 1 Polycomb (PRC1) содержит ряд белков, которые вместе подавляют ремоделирование хроматина комплекса SWI/SNF, Кингстон усовершенствовал метод восстановления стабильного комплекса белков, которые вместе образуют «структуру хроматина», исключающую человеческий SWI/SNF. . [ 12 ] Кингстон обнаружил, что для формирования комплекса, подавляющего ремоделирование хроматина, он должен быть стабильным и компактным. [ 13 ] С помощью электронной микроскопии он обнаружил, что компоненты PRC 1 вызывают уплотнение нуклеосомных массивов. [ 13 ] Уплотнение хроматина происходит при наличии вместе трех нуклеосом и участка задних половых гребешков. [ 13 ] Его работа с белками Polycomb расширяется, поскольку он помог разработать метод RIP-последовательностей для захвата транскриптома репрессивного комплекса Polycomb 2 (PRC2) в эмбриональных стволовых клетках. [ 14 ] Отметив, что белки Polycomb участвуют в обновлении стволовых клеток и формировании заболеваний, открытие Кингстоном прямых взаимодействий (субъединицы Ezh2) и кофакторов PRC2 (РНК Gtl2) действительно способствовало выявлению функции белков Polycomb в геноме. [ 14 ] Большой интерес доктора Кингстона к ремоделированию хроматина также проявился в его исследованиях по очистке белков, связанных с ремоделированием хроматина. [ 15 ] Он разработал протокол «Протеомика изолированных сегментов хроматина» (PICh), в котором специальный зонд нуклеиновой кислоты используется для выделения геномной ДНК с учетом количества и чистоты связанных белков. [ 15 ] Затем протокол PlCh был использован на теломерном хроматине для идентификации теломерных факторов и привел к обнаружению ряда новых ассоциаций. [ 15 ] Достижения профессора Кингстона в области биотехнологии распространяются на разработку протоколов трансфекции эукариотических клеток, поскольку он также разработал два метода трансфекции фосфатом кальция для временной и стабильной трансфекции. [ 16 ] Эти два метода используют осадок для введения плазмидной ДНК в монослойные культуры клеток. [ 16 ] Разница между ними заключается в том, что один использует раствор, буферизованный HEPES, а другой использует систему, буферизованную BES, но оба образуют осадок над клетками и обеспечивают одинаковые уровни временной экспрессии. [ 16 ]

Макромолекулярное взаимодействие при ремоделировании хроматина

[ редактировать ]

Исследования Кингстона, посвященные ремоделированию хроматина, направлены на понимание того, как долго некодирующие РНК (днРНК) играют роль в сайтах связывания хроматина. [ 17 ] Ему удалось составить карту генома NEAT1 и MALAT (обе днРНК) и обнаружить, что они локализуют сверхактивные гены. [ 17 ] Его исследования также показывают, что NEAT1 и MALAT взаимодействуют с комплементарными белками. [ 17 ] Он обнаружил, что лежащие в основе последовательности ДНК не отвечают за нацеливание NEAT1 на хроматин, а скорее транскрипционные последовательности позволяют ему связываться с сайтами хроматина. [ 17 ] Работа Роберта Кингстона с днРНК расширяется, поскольку он также обнаружил, что DIGIT взаимодействует с белком 3, содержащим бромодомен ( BRD3 ). [ 18 ] Он обнаружил, что они работают вместе, регулируя транскрипционную дифференцировку эндодермы. [ 18 ]

Кингстон обнаружил еще один прорыв: белок-белковое взаимодействие влияет на ремоделирование хроматина в лимфоидной системе. [ 19 ] Он обнаружил, что комплекс Ikaros-NURD способен воздействовать на ремоделирование хроматина и комплексы деацетилирования гистонов in vivo . [ 19 ] Это позволило ему сделать вывод, что ремоделирование хроматина влияет на дифференцировку лимфоцитов. [ 19 ]

Достижения структурной и функциональной биохимии

[ редактировать ]

Одним из крупнейших открытий Роберта Кингстона было то, что структура нуклеосомы может принимать различные конформации, что приводит к появлению различных биофизических свойств, включая механизмы транскрипции. [ 20 ] В частности, было обнаружено, что мультибелковые комплексы, которые использовались для регуляции транскрипции, ацетилируют нуклеосомы, деацетилируют нуклеосомы или изменяют структуру нуклеосом в присутствии АТФ. [ 20 ] Эти изменения, по сути, могут стать основным способом регулирования экспрессии генов эукариот. [ 20 ] Кингстон развил это и открыл новый комплекс ремоделирования и деацетилирования нуклеосом (NRD). [ 21 ] В ходе исследований in vitro с белками CHD3 и CHD4 с АТФазными доменами, обнаруженными в факторах ремоделирования хроматина, доктор Кингстон установил, что существует функциональная и физическая связь между белками ремоделирования нуклеосом и свойствами гистоновых деацетилаз, модифицирующих хроматин. [ 21 ]

Избранные обзорные публикации

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час «Роберт Кингстон» . www.nasonline.org .
  2. ^ Jump up to: а б с д «Генетика» . генетика.hms.harvard.edu . Проверено 16 апреля 2021 г.
  3. ^ mgresearch (31 января 2023 г.). «Кингстон готов к новым вызовам в качестве первого главного академического директора Mass General» . Жим лежа . Проверено 28 января 2024 г.
  4. ^ Jump up to: а б Кингстон, Роберт Э.; Чемберлин, Майкл Дж. (1 декабря 1981 г.). «Пауза и ослабление транскрипции in vitro в опероне rrnB E. coli» . Клетка . 27 (3): 523–531. дои : 10.1016/0092-8674(81)90394-9 . ISSN   0092-8674 . ПМИД   6086107 . S2CID   19331708 .
  5. ^ Кингстон, Роберт Э.; Болдуин, Альберт С.; Шарп, Филипп А. (ноябрь 1984 г.). «Регуляция экспрессии гена белка теплового шока 70 с помощью c-myc» . Природа . 312 (5991): 280–282. дои : 10.1038/312280a0 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   6438521 . S2CID   2336314 .
  6. ^ Jump up to: а б Ву, Би Джей; Кингстон, RE; Моримото, Род-Айленд (1 февраля 1986 г.). «Промотор HSP70 человека содержит по меньшей мере два различных регуляторных домена» . Труды Национальной академии наук . 83 (3): 629–633. дои : 10.1073/pnas.83.3.629 . ISSN   0027-8424 . ПМК   322917 . ПМИД   3456160 .
  7. ^ «Гугл Академика» . ученый.google.com . Проверено 16 апреля 2021 г.
  8. ^ Ларсон, Джеффри С.; Шуец, Томас Дж.; Кингстон, Роберт Э. (сентябрь 1988 г.). «Активация in vitro связывания специфической последовательности ДНК регуляторным фактором человека» . Природа . 335 (6188): 372–375. дои : 10.1038/335372a0 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   3419505 . S2CID   4336885 .
  9. ^ Jump up to: а б с Кадам, Шилпа; Макэлпайн, Гленн С.; Фелан, Майкл Л.; Кингстон, Роберт Э.; Джонс, Кэтрин А.; Эмерсон, Беверли М. (1 октября 2000 г.). «Функциональная селективность рекомбинантных субъединиц SWI/SNF млекопитающих» . Гены и развитие . 14 (19): 2441–2451. дои : 10.1101/gad.828000 . ISSN   0890-9369 . ПМК   316972 . ПМИД   11018012 .
  10. ^ Jump up to: а б с Имбальцано, Энтони Н.; Квон, Хёкман; Грин, Майкл Р.; Кингстон, Роберт Э. (август 1994 г.). «Облегченное связывание ТАТА-связывающего белка с нуклеосомной ДНК» . Природа . 370 (6489): 481–485. дои : 10.1038/370481a0 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   8047170 . S2CID   4337727 .
  11. ^ Квон, Хёкман; Имбальцано, Энтони Н.; Хавари, Пол А.; Кингстон, Роберт Э.; Грин, Майкл Р. (август 1994 г.). «Разрушение нуклеосом и усиление связывания активатора комплексом SW1/SNF человека» . Природа . 370 (6489): 477–481. дои : 10.1038/370477a0 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   8047169 . S2CID   4337725 .
  12. ^ Фрэнсис, Николь Дж.; Саурин, Эндрю Дж.; Шао, Чжаохуэй; Кингстон, Роберт Э. (1 сентября 2001 г.). «Восстановление функционального ядра поликомбового репрессивного комплекса» . Молекулярная клетка . 8 (3): 545–556. дои : 10.1016/S1097-2765(01)00316-1 . ISSN   1097-2765 . ПМИД   11583617 .
  13. ^ Jump up to: а б с Фрэнсис, Николь Дж.; Кингстон, Роберт Э.; Вудкок, Кристофер Л. (26 ноября 2004 г.). «Уплотнение хроматина белковым комплексом группы Polycomb» . Наука . 306 (5701): 1574–1577. дои : 10.1126/science.1100576 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   15567868 . S2CID   29551452 .
  14. ^ Jump up to: а б Чжао, Цзин; Осуми, Тосиро К.; Кунг, Джонни Т.; Огава, Юя; Грау, Дэниел Дж.; Сарма, Кавита; Сон, Джи Джун; Кингстон, Роберт Э.; Боровский, Марк; Ли, Джинни Т. (22 декабря 2010 г.). «Полногеномная идентификация РНК, связанных с Polycomb, с помощью RIP-seq» . Молекулярная клетка . 40 (6): 939–953. doi : 10.1016/j.molcel.2010.12.011 . ISSN   1097-2765 . ПМК   3021903 . ПМИД   21172659 .
  15. ^ Jump up to: а б с Дежарден, Жером; Кингстон, Роберт Э. (9 января 2009 г.). «Очистка белков, связанных со специфическими геномными локусами» . Клетка . 136 (1): 175–186. дои : 10.1016/j.cell.2008.11.045 . ISSN   0092-8674 . ПМЦ   3395431 . ПМИД   19135898 .
  16. ^ Jump up to: а б с Кингстон, Роберт Э.; Чен, Клаудия А.; Роуз, Джон К. (2003). «Трансфекция фосфатом кальция» . Современные протоколы молекулярной биологии . 63 (1): 9.1.1–9.1.11. дои : 10.1002/0471142727.mb0901s63 . ISSN   1934-3647 . ПМИД   18265332 . S2CID   46188175 .
  17. ^ Jump up to: а б с д Уэст, Джейсон А.; Дэвис, Кристофер П.; Сону, Хончже; Саймон, Мэтью Д.; Садреев Руслан И.; Ван, Пегги И.; Толсторуков Михаил Юрьевич; Кингстон, Роберт Э. (04 сентября 2014 г.). «Длинные некодирующие РНК NEAT1 и MALAT1 связывают активные сайты хроматина» . Молекулярная клетка . 55 (5): 791–802. doi : 10.1016/j.molcel.2014.07.012 . ISSN   1097-2765 . ПМЦ   4428586 . ПМИД   25155612 .
  18. ^ Jump up to: а б Данешвар, Каве; Ардехали, М. Бехфар; Кляйн, Исаак А.; Се, Фу-Кай; Краткевич, Аркадия Дж.; Махпур, Амин; Кансельер, Сабрина О.Л.; Чжоу, Чан; Кук, Бретт М.; Ли, Вэньян; Пондик, Джошуа В. (октябрь 2020 г.). «Белок lncRNA DIGIT и BRD3 образуют разделенные по фазе конденсаты, чтобы регулировать дифференцировку эндодермы» . Природная клеточная биология . 22 (10): 1211–1222. дои : 10.1038/s41556-020-0572-2 . ISSN   1476-4679 . ПМЦ   8008247 . ПМИД   32895492 .
  19. ^ Jump up to: а б с Ким, Джон; Сиф, Саид; Джонс, Беверли; Джексон, Одри; Койпалли, Джозеф; Хеллер, Элизабет; Винэнди, Сьюзен; Виль, Ален; Сойер, Алан; Икеда, Тору; Кингстон, Роберт; Георгопулос, Катя (1 марта 1999 г.). «ДНК-связывающие белки Ikaros непосредственно формируют комплексы ремоделирования хроматина в лимфоцитах» . Иммунитет . 10 (3): 345–355. дои : 10.1016/S1074-7613(00)80034-5 . ISSN   1074-7613 . ПМИД   10204490 .
  20. ^ Jump up to: а б с Уоркман, Дж.Л.; Кингстон, RE (июнь 1998 г.). «Изменение структуры нуклеосомы как механизм регуляции транскрипции» . Ежегодный обзор биохимии . 67 (1): 545–579. doi : 10.1146/annurev.biochem.67.1.545 . ISSN   0066-4154 . ПМИД   9759497 .
  21. ^ Jump up to: а б Тонг, Джеффри К.; Хассиг, Кристиан А.; Шницлер, Гэвин Р.; Кингстон, Роберт Э.; Шрайбер, Стюарт Л. (октябрь 1998 г.). «Деацетилирование хроматина с помощью АТФ-зависимого комплекса ремоделирования нуклеосомы» . Природа . 395 (6705): 917–921. дои : 10.1038/27699 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   9804427 . S2CID   4355885 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b1c5c34feb2244cd1c62835fd63b9695__1719410160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b1/95/b1c5c34feb2244cd1c62835fd63b9695.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Robert E. Kingston - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)