Хелен Хансма
Хелен Гринвуд Хансма | |
---|---|
Национальность | Американский |
Род занятий | Биолог , биофизик , биохимик и академик |
Академическое образование | |
Образование | Бакалавр химии Магистр биохимии Кандидат биологических наук |
Альма-матер | Эрлхэм Колледж Калифорнийский университет, Беркли Калифорнийский университет, Санта-Барбара |
Диссертация | Биохимические исследования поведенческих мутантов Paramecium aurelia: потоки ионов и белки цилиарной мембраны (1974) |
Докторантура | Чинг Кунг |
Академическая работа | |
Учреждения | Калифорнийский университет, Санта-Барбара Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе [опубликовать документ] |
Хелен Гринвуд Хансма — американский биолог , биофизик , биохимик и академик. Она является почетным научным сотрудником и адъюнкт-профессором Калифорнийского Барбаре университета в Санта- . [ 1 ] [ 2 ]
Исследования Хансмы вращаются вокруг понимания происхождения жизни и предполагают, что жизнь зародилась между листами слюды в слюдистой глине. [ 3 ] Она внесла свой вклад в области биофизики и биохимии, работая над биомолекулярными материалами , взаимодействиями ДНК и белка, а также применяя атомно-силовую микроскопию к биологическим материалам.
Образование
[ редактировать ]Хансма получила степень бакалавра химии в Эрлхэм-колледже в 1967 году, исследуя координационные соединения цинка и азина вместе с Уильямом Стрэттоном. Затем она получила степень магистра биохимии в Калифорнийском университете в Беркли под руководством Х. А. Баркера. Ее диссертация 1969 года называлась «Разделение основных аминокислот и разделение D и L-изомеров методом газожидкостной хроматографии ». Затем она провела исследование в Департаменте питания Калифорнийского университета в Беркли на морских свинках, которых кормили холестерином, в лаборатории Розмари Оствальд. [ нужна ссылка ] В 1972 году она поступила в докторантуру. Программа биологических наук в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, где она изучала поведенческие мутанты Paramecium aurelia . Ее исследования изучали ионные потоки и белки мембран ресничек в лаборатории Чинг Кунга. Ее диссертация называлась «Биохимические исследования поведенческих мутантов Paramecium aurelia: потоки ионов и белки цилиарной мембраны». [ 4 ]
Карьера
[ редактировать ]В 1977 году Хансма начала свою научную карьеру в качестве помощника биолога-исследователя в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, где она работала главным исследователем «Молекулярного механизма мембранного возбуждения парамеций». Затем она занимала должности научного консультанта в школе Исла-Виста с 1981 по 1988 год и в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, начиная с 1987 года в качестве помощника биохимика-исследователя на факультете физики. В 1993 году ее повысили до младшего научного биохимика. Помимо своих исследовательских должностей, она также работала адъюнкт-профессором в UCSB с 1998 по 2004 год. С 2004 по 2008 год она была менеджером программы в NSF. Управлении биологических наук биологической инфраструктуры (БИО-ДБИ). [ 5 ] С 2008 года она занимала должности почетного исследователя и почетного адъюнкт-профессора Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. [ 6 ] [ 7 ]
Исследовать
[ редактировать ]Научные интересы Хансмы охватывают области биофизики и биохимии. Работая с Полом Хансмой на физическом факультете, она применила атомно-силовую микроскопию (АСМ) для изучения биомолекул. Она была главным исследователем грантов Национального научного фонда с 1991 по 1994 год. [ 8 ] 1994–1997, 1997–2000 и 2000–2003 гг. [ 9 ] Она проводила исследования по визуализации и манипулированию молекулами на поверхности слюды с помощью АСМ. [ 10 ] С 2007 года ее основной областью исследований является происхождение жизни. Она выдвигает гипотезу, что жизнь зародилась между листами слюды и что механическая энергия листов слюды, раздвигающихся и сближающихся, могла обеспечивать энергию до того, как стала доступна химическая энергия. [ 11 ]
Атомно-силовая микроскопия (АСМ) ДНК и липидов
[ редактировать ]Хансма работала над применением АСМ ДНК, чтобы проиллюстрировать ее структуру. [ 12 ] его поверхностная биология, [ 13 ] его движение, [ 14 ] и его конденсация. [ 15 ] [ 16 ] Она рассказала о достижениях в области АСМ ДНК. [ 17 ] и преимущества использования водного раствора для визуализации ДНК с помощью АСМ. [ 15 ] Затем она исследовала адсорбцию ДНК на различных субстратах с помощью АСМ и показала, что присутствие двухвалентного катиона значительно улучшает адсорбцию ДНК, которая требует электростатической адсорбции на поверхности. [ 18 ] В соответствующем исследовании она использовала АСМ для изображения небольших фрагментов ДНК, помеченных слиянием химерного белка стрептавидина и двух G-связывающих доменов иммуноглобулина стафилококкового белка А. [ 19 ] Анализируя эффективность различных режимов АСМ, она подчеркнула, что разрешение лучше всего в пропаноле, тогда как АСМ в сухом гелии обеспечивает удобный способ визуализации конформаций молекул ДНК и положений белков на ДНК. В водном буфере молекулы ДНК размером всего 300 пар оснований были визуализированы даже в движении. [ 20 ] Она обнаружила, что связывание ДНК со слюдой коррелирует с радиусом катиона переходного металла. [ 21 ]
Хансма также изучил потенциальное применение атомно-силовой микроскопии (АСМ) ДНК в проекте генома человека и заявил, что АСМ способна воспроизводимо отображать ДНК, но не способна секвенировать ДНК без дальнейших улучшений. [ 22 ] Кроме того, она работала над АСМ липидов и показала его полезность для визуализации биологических процессов. [ 23 ] Она также изучала липидные мембраны и показала, что АСМ способна визуализировать дефекты липидных бислоев. [ 24 ]
Атомно-силовая микроскопия паутины и бактериальных биопленок.
[ редактировать ]На рубеже тысячелетий исследования Хансмы включали АСМ паутины. [ 25 ] и бактериальные биопленки . Она оценила использование атомно-силовой микроскопии и силовой спектроскопии одиночных молекул для изучения структуры шелка паучьего драглайна. [ 26 ] и продемонстрировал свои модульные жертвенные связи, которые способствуют его прочности и стойкости. [ 27 ] Используя искусственный шелковый белок, предоставленный исследователями из научно-исследовательского центра армии США в Натике, она затем представила модели молекулярных и супрамолекулярных структур белка, полученные на основе аминокислотных последовательностей, силовой спектроскопии и растяжения объемной сети захвата. [ 28 ] Кроме того, вместе с Патрисией Холден и членами ее лаборатории она проанализировала свойства поверхности и физическую морфологию биопленок Pseudomonas putida. [ 29 ] и исследовали, как бактерии биопленки адаптируются к низкой доступности питательных веществ в ненасыщенной среде. [ 30 ]
Происхождение жизни и листы слюды
[ редактировать ]Хансма также известна своими работами над листами слюды и происхождением жизни. [ 31 ] В своей статье «Возможное происхождение жизни между листами слюды: имитирует ли жизнь слюду?» она исследовала различные элементы, подтверждающие ее гипотезу о происхождении жизни между листами слюды. Она отметила, что эти листы обеспечивают стабильные отсеки, механическую энергию для образования связей и изоляцию, необходимую для дарвиновской эволюции. Движущиеся листы слюды способны облегчить механохимию, что приводит к синтезу пребиотических органических молекул. [ 32 ] [ 33 ] Она подчеркнула ключевые сходства между жизнью и гипотетическим происхождением листов слюды. [ 34 ] В 2014 году она предположила, что вероятность возникновения жизни увеличивается с увеличением скученности молекул, а ограниченные пространства между листами московской слюды обеспечивают преимущества для зарождения жизни. [ 35 ]
Позже, в 2017 году, Хансма предположил, что безмембранные органеллы или биомолекулярные конденсаты могли существовать до появления мембраносвязанных структур во время зарождения жизни. Эти биомолекулярные конденсаты обычно содержат РНК и белок и могли образоваться и укрыться в промежутках между листами слюды, что создает благоприятные условия для зарождения и развития жизни. [ 36 ] Во время своих исследований происхождения жизни она обсуждала преобладание механических сил и механической энергии в живых клетках и предположила, что они могли предшествовать химической энергии при зарождении жизни. [ 37 ] [ 38 ]
Избранные статьи
[ редактировать ]- Хансма Х.Г., Весенка Дж., Сигерист К., Келдерман Г., Морретт Х., Синсхаймер Р.Л., ... и Хансма П.К. (1992). Воспроизводимая визуализация и рассечение плазмидной ДНК под жидкостью с помощью атомно-силового микроскопа. Наука, 256 (5060), 1180–1184.
- Хансма, Х.Г., и Хо, Дж.Х. (1994). Биомолекулярная визуализация с помощью атомно-силового микроскопа. Ежегодный обзор биофизики и биомолекулярной структуры, 23 (1), 115–140.
- Радмахер М., Фриц М., Хансма Х.Г. и Хансма П.К. (1994). Прямое наблюдение активности ферментов с помощью атомно-силового микроскопа. Наука, 265 (5178), 1577–1579.
- Хансма, Х.Г. (2001). Поверхностная биология ДНК методом атомно-силовой микроскопии. Ежегодный обзор физической химии, 52 (1), 71–92.
- Хансма, Х.Г. (2010). Возможное происхождение жизни между листами слюды. Журнал теоретической биологии, 266, 175–188.
- Хансма, ХГ (2022). ДНК и происхождение жизни в слюдистой глине. Биофизический журнал, 121 (24), 4867–4873.
- Хансма, ХГ (2023). Разделение фаз жидкость-жидкость у зарождения жизни. В «Каплях жизни» (стр. 251–268). Академическая пресса.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «В центре внимания членов AWIS: Хелен Гринвуд Хансма, доктор философии» . АВИС . 18 января 2023 г.
- ^ «Хелен Хансма» .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (2022). «ДНК и происхождение жизни в слюдистой глине» . Биофизический журнал . 121 (24): 4867–4873. Бибкод : 2022BpJ...121.4867H . дои : 10.1016/j.bpj.2022.08.032 . ПМЦ 9808538 . ПМИД 36130604 .
- ^ Сатоу, Ю.; Хансма, ХГ; Кунг, К. (1976). «Влияние натрия на «параноика» — мембранный мутант парамеции» . Сравнительная биохимия и физиология А. 54 (3): 323–329. дои : 10.1016/s0300-9629(76)80120-x . ПМИД 5223 .
- ^ Грант, Джеймс Родман, Марк Кортни, Сэм Шайнер, Картер Кимси, Рита Тевтонико, Алан Тессье-атессье, Салли О'Коннор соконнор. «Возможности финансирования в Национальном научном фонде – скачать презентацию» . Slideplayer.com .
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Жизнь подражает Мике» . Электрический ток . 20 сентября 2022 г.
- ^ «Хелен Хансма» .
- ^ «Поиск награды NSF: награда № 9018846 – Секвенирование ДНК с помощью атомно-силового микроскопа» . www.nsf.gov .
- ^ «Поиск награды NSF: Премия № 9982743 – Новые приложения для сканирующей зондовой микроскопии биоматериалов» . www.nsf.gov .
- ^ «Хелен Гринвуд Хансма – Академик Google» .
- ^ «Доктор Хелен Гринвуд Хансма – Энергия: ключ к разгадке происхождения жизни • scipod.global» . 25 мая 2022 г.
- ^ Хансма, Хелен Г.; Зиншаймер, Роберт Л.; Ли, Мин-Цянь; Хансма, Пол К. (1992). «Атомно-силовая микроскопия одно- и двухцепочечной ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 20 (14): 3585–3590. дои : 10.1093/нар/20.14.3585 . ПМК 334005 . ПМИД 1386422 .
- ^ Хансма, Хелен Дж. (25 октября 2001 г.). «ПОВЕРХНОСТНАЯ БИОЛОГИЯ ДНК МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ» . Ежегодный обзор физической химии . 52 (1): 71–92. Бибкод : 2001ARPC...52...71H . doi : 10.1146/annurev.physchem.52.1.71 . ПМИД 11326059 .
- ^ Безанилья, М.; Дрейк, Б.; Нудлер, Э.; Кашлев, М.; Хансма, ПК; Хансма, Х.Г. (1 декабря 1994 г.). «Движение и ферментативная деградация ДНК в атомно-силовом микроскопе» . Биофизический журнал . 67 (6): 2454–2459. Бибкод : 1994BpJ....67.2454B . дои : 10.1016/S0006-3495(94)80733-7 . ПМЦ 1225630 . ПМИД 7696484 . S2CID 40517547 .
- ^ Перейти обратно: а б Хансма, ХГ; Голан, Р.; Се, В.; Лолло, КП; Маллен-Ли, П.; Кво, Д. (1998). «Конденсация ДНК для генной терапии под контролем атомно-силовой микроскопии» . Исследования нуклеиновых кислот . 26 (10): 2481–2487. дои : 10.1093/нар/26.10.2481 . ПМЦ 147577 . ПМИД 9580703 .
- ^ Голан, Роксана; Пьетрасанта, Лия И.; Се, Ван; Хансма, Хелен Г. (1 октября 1999 г.). «Тороиды ДНК: этапы конденсации» . Биохимия . 38 (42): 14069–14076. дои : 10.1021/bi990901o . ПМИД 10529254 .
- ^ Хансма, Хелен Г.; Зиншаймер, Роберт Л.; Гроппе, Джей; Брюс, Томас К.; Элингс, Вирджил; Герли, Гас; Безанилья, Магдалена; Мастранжело, Ирис А.; Хаф, Пол В.К.; Хансма, Пол К. (25 июля 1993 г.). «Последние достижения в атомно-силовой микроскопии ДНК: Последние достижения в АСМ ДНК». Сканирование . 15 (5): 296–299. дои : 10.1002/sca.4950150509 . ПМИД 8269178 .
- ^ Безанилья, Магдалена; Манне, Шринивас; Лэйни, Дэниел Э.; Любченко Юрий Л.; Хансма, Хелен Г. (25 февраля 1995 г.). «Адсорбция ДНК слюдой, силилированной слюдой и минералами: характеристика с помощью атомно-силовой микроскопии» . Ленгмюр . 11 (2): 655–659. дои : 10.1021/la00002a050 .
- ^ Мюррей, Миннесота; Хансма, ХГ; Безанилья, М; Сано, Т; Оглтри, DF; Кольбе, В; Смит, CL; Кантор, ЧР; Шпенглер, С; Хансма, ПК (25 мая 1993 г.). «Атомно-силовая микроскопия биохимически меченной ДНК» . Труды Национальной академии наук . 90 (9): 3811–3814. Бибкод : 1993PNAS...90.3811M . дои : 10.1073/pnas.90.9.3811 . ПМК 46395 . ПМИД 8483898 .
- ^ Хансма, ХГ; Лэйни, Делавэр; Безанилья, М.; Зиншаймер, РЛ; Хансма, ПК (1 мая 1995 г.). «Применение атомно-силовой микроскопии ДНК» . Биофизический журнал . 68 (5): 1672–1677. Бибкод : 1995BpJ....68.1672H . дои : 10.1016/S0006-3495(95)80343-7 . ПМК 1282069 . ПМИД 7612809 .
- ^ Хансма, ХГ; Лэйни, Делавэр (1 апреля 1996 г.). «Связывание ДНК со слюдой коррелирует с катионным радиусом: анализ с помощью атомно-силовой микроскопии» . Биофизический журнал . 70 (4): 1933–1939. Бибкод : 1996BpJ....70.1933H . дои : 10.1016/S0006-3495(96)79757-6 . ПМЦ 1225162 . ПМИД 8785352 .
- ^ Хансма, Хелен Г.; Хансма, Пол К. (24 июня 1993 г.). Келлер, Ричард А. (ред.). Потенциальные применения атомно-силовой микроскопии ДНК в проекте генома человека . Достижения в технологии секвенирования ДНК. Том. 1891. ШПАЙ. стр. 66–70. дои : 10.1117/12.146705 . S2CID 121508883 .
- ^ Хансма, ПК; Гауб, HE; Эдмундсон, AB; Вайзенхорн, Алабама; Хансма, Х.Г. (1991). «Атомно-силовая микроскопия: видим молекулы липидов и иммуноглобулинов». Клиническая химия . 37 (9): 1497–1501. дои : 10.1093/клинчем/37.9.1497 . ПМИД 1893574 .
- ^ Радмахер, М.; Геттгенс, Б.М.; Тиллманн, RW; Хансма, ХГ; Хансма, ПК; Гауб, HE; Хансма, ПК (1991). «Морфология полимеризованных мембран на аморфной подложке при молекулярном разрешении методом АСМ». Материалы конференции AIP . Том. 241. С. 144–153. дои : 10.1063/1.41432 .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (25 июля 2014 г.). Асакура, Тецуо; Миллер, Томас (ред.). Биотехнология шелка . Спрингер Нидерланды. стр. 123–136. дои : 10.1007/978-94-007-7119-2_7 .
- ^ Оруджев, Эмин; Хаяши, Шерил Ю.; Соарес, Джейсон; Арчидиаконо, Стивен; Фосси, Стивен А.; Хансма, Хелен Г. (25 января 2002 г.). «Формирование нановолокон в шелке паучьего драглайна по данным атомно-силовой микроскопии и молекулярного вытягивания» . Онлайн-библиотека материалов MRS . 738 : G10.4. дои : 10.1557/PROC-738-G10.4 .
- ^ Беккер, Натан; Оруджев, Эмин; Мутц, Стефани; Кливленд, Джейсон П.; Хансма, Пол К.; Хаяши, Шерил Ю.; Макаров Дмитрий Е.; Хансма, Хелен Г. (25 апреля 2003 г.). «Молекулярные нанопружины в нитях паучьего шелка» . Природные материалы . 2 (4): 278–283. Бибкод : 2003NatMa...2..278B . дои : 10.1038/nmat858 . ПМИД 12690403 . S2CID 7419692 .
- ^ Оруджев Э.; Соарес, Дж.; Арчидиаконо, С.; Томпсон, Дж. Б.; Фосси, ЮАР; Хансма, Х.Г. (30 апреля 2002 г.). «Сегментированные нановолокна шелка паучьего драглайна: атомно-силовая микроскопия и силовая спектроскопия одиночных молекул» . Труды Национальной академии наук . 99 (приложение_2): 6460–6465. Бибкод : 2002PNAS...99.6460O . дои : 10.1073/pnas.082526499 . ПМК 128550 . ПМИД 11959907 .
- ^ Ауэрбах, Илен Д.; Соренсен, Коди; Хансма, Хелен Г.; Холден, Патрисия А. (25 июля 2000 г.). «Физическая морфология и поверхностные свойства ненасыщенных биопленок Pseudomonas putida» . Журнал бактериологии . 182 (13): 3809–3815. дои : 10.1128/JB.182.13.3809-3815.2000 . ПМК 94554 . ПМИД 10850998 .
- ^ Р.Э. Стейнбергер; Аллен, Арканзас; Хансма, ХГ; П. А. Холден (2002). «Удлинение коррелирует с лишением питательных веществ в ненасыщенных биопленках Pseudomonas aeruginosa» . Микробная экология . 43 (4): 416–423. Бибкод : 2002MicEc..43..416S . дои : 10.1007/s00248-001-1063-z . JSTOR 4287616 . ПМИД 12043001 .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд; Оруджев, Эмин (2010). «Атомно-силовая микроскопия биоматериалов, слюды и происхождения жизни» . Микроскопия сегодня . 18 (6): 16–20. дои : 10.1017/S1551929510000970 .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (25 января 2009 г.). «Может ли жизнь возникнуть между листами слюды?: Механохимический биомолекулярный синтез и происхождение жизни» . Онлайн-библиотека материалов MRS . 1185 : 1185. дои : 10.1557/PROC-1185-II03-15 .
- ^ «Тайна жизни может быть такой же простой, как и то, что происходит между листами слюды» .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (25 августа 2013 г.). «Возможное происхождение жизни между листами слюды: имитирует ли жизнь слюду?» . Журнал биомолекулярной структуры и динамики . 31 (8): 888–895. дои : 10.1080/07391102.2012.718528 . ПМЦ 3725661 . ПМИД 22963072 .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (1 декабря 2014 г.). «Сила скученности для истоков жизни» . Происхождение жизни и эволюция биосфер . 44 (4): 307–311. Бибкод : 2014OLEB...44..307H . дои : 10.1007/s11084-014-9382-5 . ПМИД 25585799 . S2CID 254892113 .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (25 июня 2017 г.). «Лучше, чем мембраны в зарождении жизни?» . Жизнь . 7 (2): 28. Бибкод : 2017Life....7...28H . дои : 10.3390/life7020028 . ПМК 5492150 . ПМИД 28632159 .
- ^ Хансма, Хелен Гринвуд (25 декабря 2020 г.). «Механическая энергия раньше химической энергии у истоков жизни?» . Наука . 2 (4): 88. doi : 10.3390/sci2040088 .
- ^ «Жизнь зародилась в слюдистой глине?» .