Клайд А. Хатчисон III
Клайд А. Хатчисон III | |
|---|---|
| Национальность | Американский |
| Образование | Йельский университет |
| Альма-матер | Калифорнийский технологический институт |
| Известный | Исследования в области сайт-направленного мутагенеза и синтетической биологии |
| Научная карьера | |
| Поля | Биохимия , микробиология |
| Учреждения | Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл , Институт Дж. Крейга Вентера |
Клайд А. Хатчисон III — американский биохимик и микробиолог, известный своими исследованиями в области направленного мутагенеза и синтетической биологии . Он является почетным профессором микробиологии и иммунологии Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл , заслуженным профессором Института Дж. Крейга Вентера , членом Национальной академии наук и членом Американской академии искусств и наук . [1]
Ранние исследования
[ редактировать ]Хатчисон окончил Йельский университет в 1960 году со степенью бакалавра физики. Он учился на докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте , работая над бактериофагом ΦX174 . Во время учебы в Калифорнийском технологическом институте он начал долгосрочное сотрудничество с Маршаллом Эджеллом. [1] В 1968 году он переехал в UNC-Чапел-Хилл . Хатчисон и Эджелл использовали ферменты рестрикции для анализа ΦX174 и ДНК млекопитающих.
Хатчисон участвовал в определении первой полной последовательности молекулы ДНК (ΦX174), когда он провел годичный творческий отпуск в лаборатории Фредерика Сэнгера в 1975/1976 году. [2]
Сайт-направленный мутагенез
[ редактировать ]В 1971 году Клайд Хатчисон и Маршалл Эджелл показали, что можно получать мутанты с небольшими фрагментами бактериофага φX174 и нуклеазами рестрикции . [3] [4] Позже Хатчисон сотрудничал с Майклом Смитом и разработал более общий метод сайт-направленного мутагенеза с использованием мутантного олигонуклеотидного праймера и ДНК-полимеразы . Смит и Хатчисон использовали 12-нуклеотидный олигомер с центрально расположенным единственным несовпадающим нуклеотидом в качестве праймера, кольцевую одноцепочечную ДНК φX174 в качестве матрицы и E. coli ДНК-полимеразу I , в которой 5'-экзонуклеаза была инактивирована субтилизином. Полимеризация с праймером, отожженным на матрице, привела к образованию продукта двухцепочечной ДНК, который содержал мутацию и мог быть преобразован в закрытый кольцевой дуплекс путем ферментативного лигирования. [5] Трансфекция этой E. coli молекулой привела к образованию смешанной популяции ДНК дикого типа и мутированной фаговой ДНК. За участие в разработке этого процесса Майкл Смит позже разделил Нобелевскую премию по химии в 1993 году с Кэри Б. Маллисом , который изобрел полимеразную цепную реакцию . [6]
Позже Хатчисон разработал методы «полного мутагенеза», при которых каждый остаток белка изменяется индивидуально. [7]
Синтетическая биология
[ редактировать ]В 1990 году Хатчисон начал работу над Mycoplasmagentium , геном которой имеет наименьший из известных геномов, способных составлять клетку. Это привело к сотрудничеству с Институтом геномных исследований (TIGR) для секвенирования всего генома организма в 1995 году. В 1996 году Хатчисон провел творческий год в TIGR; там он обсуждал с Гамильтоном Смитом и Крейгом Вентером идею минимальной клетки — клетки с минимальным набором генов, необходимых для выживания. [8] Они предположили, что им, возможно, потребуется синтезировать геном, чтобы протестировать его в клетке-реципиенте, создав тем самым синтетическую клетку .
В 2003 году Хатчисон начал сотрудничество с Гамильтоном Смитом по сборке синтетического минимального клеточного генома и успешно синтезировал небольшой геном (5386 пар оснований) бактериофага ΦX174. Однако геном M.genitalium более чем в 100 раз больше, чем геном ΦX174. В 2007 году был успешно собран химически синтезированный геном из 582 970 пар оснований на основе M.genitalium , предназначенный для создания организма, получившего название Mycoplasmalaboratorium . [9] Однако M.genitalium растет медленно, и попытки трансплантировать его геном другому виду затянулись и оказались безуспешными. Однако команда синтетических клеток показала, что можно трансплантировать природный геном Mycoplasma mycoides , чей геном в два раза больше M.genitalium , в родственный вид Mycoplasma capricolum . [10] Поэтому команда решила переключиться на быстрорастущие M. mycoides в качестве вида-донора. В марте 2010 года синтезированный геном M. mycoides был успешно трансплантирован M. capricolum . [8] [11] Получившийся в результате организм получил название « Синтия » в популярной прессе. [8] В 2016 году команда выявила еще одну урезанную версию организма с 473 генами, функции 149 из которых совершенно неизвестны. [12]
В настоящее время ведутся работы по созданию минимальной ячейки. Новые версии синтетического генома с удаленными генами трансплантируются в клетки-реципиенты, после чего отслеживаются темпы роста полученных клеток и размер их колоний. Другие, более сложные бактерии, такие как цианобактерии, также оцениваются на предмет возможности трансплантации генома. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Клайд А. Хатчисон III - краткий очерк карьеры» . Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл.
- ^ Сэнгер Ф., Коулсон А.Р., Фридманн Т., Air GM, Баррелл Б.Г., Браун Н.Л., Фиддес Дж.К., Хатчисон Калифорния (3-й), Слокомб П.М., Смит М. (1978). «Нуклеотидная последовательность бактериофага phiX174». Журнал молекулярной биологии . 125 (2): 225–46. дои : 10.1016/0022-2836(78)90346-7 . ПМИД 731693 .
- ^ Хатчисон III, Калифорния; Эджелл, Миннесота (1971). «Генетический анализ небольших фрагментов дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага φX174» . Журнал вирусологии . 8 (2): 181–189. doi : 10.1128/JVI.8.2.181-189.1971 . ПМК 356229 . ПМИД 4940243 .
- ^ Маршалл Х. Эджелл; Клайд А. Хатчисон и III, Мортон Склер (1972). «Специфические фрагменты эндонуклеазы R дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага X174» . Журнал вирусологии . 9 (4): 574–582. doi : 10.1128/JVI.9.4.574-582.1972 . ПМК 356341 . ПМИД 4553678 .
- ^ Хатчисон, Калифорния; Филлипс, С.; Эджелл, Миннесота; Гиллхэм, С.; Янке, П.; Смит, М. (1978). «Мутагенез в определенном положении последовательности ДНК» (PDF) . Журнал биологической химии . 253 (18): 551–6560. дои : 10.1016/S0021-9258(19)46967-6 . ПМИД 681366 .
- ^ Николь Кресдж; Роберт Д. Симони; Роберт Л. Хилл. «Развитие сайт-направленного мутагенеза Майклом Смитом» (PDF) . Журнал биологической химии . 281 (39).
- ^ Хатчисон, Калифорния III; Суонстром Р. и Леб Д.Д. (1991). Полный мутагенез кодирующих белков доменов . Методы энзимологии. Том. 202. С. 356–390 . дои : 10.1016/0076-6879(91)02019-6 . ISBN 9780121821036 . ПМИД 1784182 .
- ^ Jump up to: а б с д Роберта Квок (2010). «Геномика: мастера ДНК» . Природа . 468 (7320): 22–5. Бибкод : 2010Natur.468...22K . дои : 10.1038/468022a . ПМИД 21048740 .
- ^ Эд Пилкингтон (6 октября 2007 г.). «Я создаю искусственную жизнь, — заявляет генный пионер США» . Хранитель.
- ^ Лартиг С., Гласс Дж.И., Альперович Н., Пипер Р., Пармар П.П., Хатчисон Калифорния, 3-й, Смит Х.О., Вентер Дж.К. (2007). «Трансплантация генома бактерий: замена одного вида на другой». Наука . 317 (5838): 632–8. Бибкод : 2007Sci...317..632L . CiteSeerX 10.1.1.395.4374 . дои : 10.1126/science.1144622 . ПМИД 17600181 . S2CID 83956478 .
- ^ Гибсон Д.Г., Гласс Дж.И., Лартиг С., Носков В.Н., Чуанг Р.Ю., Алжир М.А., Бендерс Г.А., Монтегю М.Г., Ма Л., Муди М.М., Мерриман С., Ваши С., Кришнакумар Р., Асад-Гарсия Н., Эндрюс-Пфанкох С., Денисова Э.А., Янг Л., Ци ZQ, Сегалл-Шапиро Т.Х., Калви Ч., Пармар П.П., Хатчисон, Калифорния, 3-й, Смит Х.О., Вентер Дж.К. (2010). «Создание бактериальной клетки, управляемой химически синтезированным геномом» . Наука . 329 (5987): 52–6. Бибкод : 2010Sci...329...52G . дои : 10.1126/science.1190719 . ПМИД 20488990 .
- ^ Эд Йонг (24 марта 2016 г.). «Таинственная вещь о чудесной новой синтетической клетке» .
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| Другой | |
