✖


Jump to content

Маргарет Окли Дэйхофф

Маргарет Окли Дэйхофф
Рожденный
Маргарет Белль Окли

( 1925-03-11 ) 11 марта 1925 г.
Филадельфия , Пенсильвания
Умер 5 февраля 1983 г. ) ( 1983-02-05 ) ( 57 лет
Силвер-Спринг, Мэриленд
Известный Матрицы замены
однобуквенный код
Научная карьера
Поля Биоинформатика
Учреждения Колумбийский университет
Докторантура Дункан А. Макиннес

Маргарет Белль ( Оукли ) Дэйхофф (11 марта 1925 — 5 февраля 1983) — американский биофизик и пионер в области биоинформатики . [1] Дэйхофф была профессором Медицинского центра Джорджтаунского университета и известным биохимиком-исследователем в Национальном фонде биомедицинских исследований , где она стала пионером в применении математики и вычислительных методов в области биохимии. Свою карьеру она посвятила применению развивающихся вычислительных технологий для поддержки достижений в биологии и медицине, в первую очередь созданию баз данных белков и нуклеиновых кислот, а также инструментов для анализа этих баз данных. Она создала одну из первых матриц замещения — точечные принятые мутации ( PAM ). Однобуквенный код, используемый для аминокислот, был разработан ею как попытка уменьшить размер файлов данных, используемых для описания аминокислотных последовательностей в эпоху вычислений на перфокартах.

Ее степень доктора философии была получена в Колумбийском университете на факультете химии, где она разработала вычислительные методы для расчета энергий молекулярного резонанса нескольких органических соединений. Она прошла постдокторантуру в Институте Рокфеллера (ныне Университет Рокфеллера ) и Университете Мэриленда и в 1959 году присоединилась к недавно созданному Национальному фонду биомедицинских исследований. Она была первой женщиной, занявшей этот пост в Биофизическом обществе , и первым человеком, занявшим эту должность. и секретарь, и, в конечном итоге, президент. [2]

Ранний период жизни

[ редактировать ]
Парк Вашингтон-сквер , недалеко от того места, где проходила студенческая работа Дэйхоффа.

Дайхофф родилась единственным ребенком в Филадельфии , но переехала в Нью-Йорк, когда ей было десять лет. [3] Ее академические перспективы были очевидны с самого начала – она была прощальной речью (выпуск 1942 года) в средней школе Бэйсайд , Бэйсайд, Нью-Йорк , а оттуда получила стипендию в колледже Вашингтон-сквер Нью -Йоркского университета , окончив его с отличием по математике в 1945 году. и быть избранным в Фи Бета Каппа . [4] [5]

Исследовать

[ редактировать ]

Дэйхофф получил докторскую степень по квантовой химии под руководством Джорджа Кимбалла на Колумбийского университета химическом факультете . В своей дипломной работе Дайхофф впервые применила компьютерные возможности – то есть обработку больших объемов данных – в теоретической химии; в частности, она разработала метод применения бизнес-машин с перфокартами для расчета резонансных энергий нескольких полициклических органических молекул. Ее управление данными исследований было настолько впечатляющим, что ей была присуждена стипендия вычислительной лаборатории Уотсона. В рамках этой награды она получила доступ к «современному оборудованию электронной обработки данных IBM» в лаборатории. [6] [7]

Пример докомпьютерной системы перфокарт.

После получения докторской степени Дайхофф изучала электрохимию под руководством Дункана А. Макиннеса в Институте Рокфеллера с 1948 по 1951 год. В 1952 году она переехала в Мэриленд со своей семьей, а позже получила исследовательскую стипендию в Университете Мэриленда (1957–1959), работая над модель химической связи Эллиса Липпинкотта . В Мэриленде она впервые познакомилась с новым высокоскоростным компьютером, моделью IBM 7094. После его окончания в 1960 году она присоединилась к Национальному фонду биомедицинских исследований в качестве заместителя директора (должность, которую она занимала 21 год). [5] В НБРФ она начала работать с Робертом Ледли , дантистом, который получил степень по физике и заинтересовался возможностями применения вычислительных ресурсов для решения биомедицинских проблем. Он является автором одного из первых исследований биомедицинских вычислений «Отчет об использовании компьютера в биологии и медицине». [8] Объединив свой опыт, они опубликовали в 1962 году статью под названием «КОМПРОТЕИН: компьютерная программа для определения первичной структуры белка», в которой описывалась «завершенная компьютерная программа для IBM 7090 », целью которой было преобразование пептидных перевариваний в данные о белковых цепях. Фактически они начали эту работу в 1958 году, но смогли приступить к программированию только в конце 1960 года. [8]

Сравнение состава атмосферы – Венера , Марс , Земля (прошлое и настоящее)

В начале 1960-х годов Дайхофф также сотрудничал с Эллисом Липпинкоттом и Карлом Саганом для разработки термодинамических моделей космохимических систем, включая добиологические планетарные атмосферы. Она разработала компьютерную программу, которая могла рассчитывать равновесные концентрации газов в атмосфере планеты, что позволило изучать атмосферы Венеры, Юпитера и Марса, в дополнение к современной атмосфере и первичной земной атмосфере. С помощью этой программы она исследовала, есть ли в первозданной атмосфере условия, необходимые для зарождения жизни. Хотя она обнаружила, что многочисленные небольшие биологически важные соединения могут появляться без какого-либо специального неравновесного механизма, объясняющего их присутствие, существовали соединения, необходимые для жизни, которых было мало в равновесной модели (например, рибоза, аденин и цитозин). [2]

Дайхофф также преподавал физиологию и биофизику в Медицинском центре Джорджтаунского университета в течение 13 лет, был членом Американской ассоциации содействия развитию науки и был избран членом совета Международного общества по изучению происхождения жизни в 1980 году после 8 лет работы. членство. Дайхофф также входил в редакционные коллегии трех журналов: DNA , Journal of Molecular Evolution и Computers in Biology and Medicine . [2]

Пример компьютерной филогении MAPK.

В 1966 году Дайхофф впервые применил компьютеры для сравнения последовательностей белков и реконструкции их эволюционной истории на основе выравнивания последовательностей . Для выполнения этой работы она создала однобуквенный код аминокислот , чтобы минимизировать размер файла данных для каждой последовательности. Эта работа, написанная в соавторстве с Ричардом Экком, стала первым применением компьютеров для вывода филогении на основе молекулярных последовательностей. Это была первая реконструкция филогении ( эволюционного дерева ) с помощью компьютеров на основе молекулярных последовательностей с использованием метода максимальной экономии . В последующие годы она применила эти методы для изучения ряда молекулярных взаимосвязей, таких как каталитическая цепь и бычья циклическая АМФ-зависимая протеинкиназа, а также продукт гена src вирусов птичьей саркомы Рауса и Молони; антитромбин-III, альфа-антитрипсин и овальбумин; эпидермальный фактор роста и легкая цепь фактора свертывания крови X; и аполипопротеины AI, A-II, CI и C-III. [2]

Основываясь на этой работе, Дайхофф и ее коллеги разработали набор матриц замен, названных PAM (Процент принятой мутации), MDM (Матрица данных о мутациях) или Матрица Дайхоффа. Они получены в результате глобального выравнивания близкородственных белковых последовательностей. Идентификационный номер, включенный в матрицу (например, PAM40, PAM100), относится к эволюционному расстоянию; большие числа соответствуют большим расстояниям. Матрицы, использующие большие эволюционные расстояния, экстраполируются из матриц, используемых для меньших. [9] Чтобы создать матрицу Дайхоффа, пары выровненных аминокислот в проверенном выравнивании используются для построения матрицы подсчета, которая затем используется для оценки матрицы мутаций в 1 PAM (считается эволюционной единицей). На основе этой матрицы мутаций можно построить оценочную матрицу Дайхоффа. Наряду с моделью событий удаления, выравнивания, созданные этими методами, можно использовать в итеративном процессе для построения новых матриц подсчета до сходимости. [10]

Одним из наиболее важных вкладов Дэйхофф в биоинформатику стал ее «Атлас последовательности и структуры белков» , книга, в которой описаны все известные белковые последовательности (всего 65), которую она опубликовала в 1965 году. [11] В этой книге опубликована вырожденная кодировка аминокислот. Впоследствии оно было переиздано в нескольких изданиях. Это привело к созданию базы данных белковых последовательностей Protein Information Resource , первой онлайн-системы баз данных, к которой можно было получить доступ по телефонной линии и которую можно было запросить с помощью удаленных компьютеров. [12] С тех пор книгу процитировали почти 4500 раз. [2] Это и параллельные усилия Уолтера Гоада , которые привели к созданию базы данных последовательностей нуклеиновых кислот GenBank, являются двумя источниками современных баз данных молекулярных последовательностей. Атлас . был организован генными семьями , и она считается пионером в их признании Определение Фредериком Сэнгером первой полной аминокислотной последовательности белка (инсулина) в 1955 году побудило ряд исследователей секвенировать различные белки разных видов. В начале 1960-х годов была разработана теория, согласно которой небольшие различия между гомологичными белковыми последовательностями (последовательностями с высокой вероятностью общего происхождения) могут указывать на процесс и скорость эволюционных изменений на молекулярном уровне. Идея о том, что такой молекулярный анализ может помочь ученым расшифровать закономерности эволюции организмов, была формализована в опубликованных статьях Эмиля Цукеркандла и Лайнуса Полинга в 1962 и 1965 годах.

Таблица кодировки аминокислот Дейхоффа

[ редактировать ]
Аминокислоты 1-буквенный код 3-буквенный код Свойство Дайхофф
Цистеин С Цис Полимеризация серы а
Глицин , Серин , Треонин , Аланин , Пролин Г, С, Т, А, П Глай, Сер, Тре, Ала, Про Маленький б
Аспарагиновая кислота , Глутаминовая кислота , Аспарагин , Глутамин Д, Э, Н, К Асп, Глу, Асн, Глн Кислота и амид с
Аргинин , Гистидин , Лизин Р, Ч, К Арг, Его, Лис Базовый д
Лейцин , Валин , Метионин , Изолейцин Л, В, М, Я Леу, Вал, Мет, Иль гидрофобный и
Тирозин , Фенилаланин , Триптофан Д, Ф, Вт Тир, Фе, Трп Ароматный ж

Дэвид Липман , директор Национального центра биотехнологической информации , назвал Дайхоффа «матерью и отцом биоинформатики». [13]

Брак и семья

[ редактировать ]

Мужем Дайхоффа был Эдвард С. Дейхофф, физик-экспериментатор, работавший с магнитным резонансом и лазерами. [14] У них было две дочери, которые также являются учеными, Рут и Джудит. [15]

Джудит Дэйхофф имеет докторскую степень по математической биофизике Пенсильванского университета и является автором книги «Архитектура нейронных сетей: введение» и соавтором книги «Нейронные сети и распознавание образов» . [15] [16] [17] [18]

Рут Дэйхофф с отличием окончила факультет математики в Университете Мэриленда и сосредоточилась на медицинской информатике, одновременно получая степень доктора медицины в Медицинской школе Джорджтаунского университета . [14] Во время учебы в медицинской школе она вместе со своей матерью стала соавтором статьи и главы в «Атласе последовательности и структуры белков» , в которых описывалась новый способ измерения того, насколько тесно связаны между собой белки. [14] Ее муж Винсент Брэнниган — почетный профессор права и технологий инженерного факультета Университета Мэриленда. Рут была одним из основателей Американского колледжа медицинской информатики . Она была пионером в интеграции медицинской визуализации и изобрела систему визуализации Vista . Она была выбрана для участия в проекте Национальной медицинской библиотеки о 200 женщинах-врачах, которые «изменили лицо медицины». [14] Она является директором отдела цифровой визуализации в медицине Министерства по делам ветеранов США . [5]

Дальнейшая жизнь

[ редактировать ]

Дайхоффа Атлас стал образцом для многих незаменимых инструментов в больших объемах биомедицинских исследований, связанных с ДНК или белками. Несмотря на этот значительный вклад, Дайхофф оставался на обочине сообщества секвенаторов. Контракт на управление GenBank (технологией, напрямую связанной с ее исследованиями), заключенный в начале 1980-х годов НИЗ, достался Уолтеру Гоуду из Национальной лаборатории Лос-Аламоса . Причина такого отношения была неизвестна: теории варьировались от сексизма до конфликта ценностей с экспериментальным научным сообществом. [19] Дейхоффа Несмотря на успех Атласа , ученые-экспериментаторы и исследователи считали полученную ими информацию о последовательностях очень ценной и часто неохотно представляли ее в такую ​​общедоступную базу данных. [20]

В течение последних нескольких лет своей жизни она сосредоточилась на получении стабильного, адекватного и долгосрочного финансирования для поддержки и дальнейшего развития своего информационного ресурса по белкам . Она представила себе онлайн-систему компьютерных программ и баз данных, доступную ученым всего мира, для идентификации белка по данным последовательности или аминокислотного состава, для прогнозирования на основе последовательностей и для просмотра известной информации. Менее чем за неделю до своей смерти она подала в Отдел исследовательских ресурсов НИЗ предложение о ресурсе для идентификации белка. После ее смерти ее коллеги работали над тем, чтобы воплотить ее видение в жизнь, и к середине 1984 года база данных белков была полностью работоспособна. [2]

Логотип Биофизического общества

Дайхофф умер от сердечного приступа в возрасте 57 лет 5 февраля 1983 года. [3] После ее смерти в 1984 году после ее смерти в 1984 году был создан фонд для вручения Премии Маргарет О. Дэйхофф , одной из высших национальных наград в области биофизики. Награда вручается женщине, которая «подает большие надежды или достигла выдающегося положения на ранних этапах карьеры в области биофизических исследований в рамках компетенции и интересов Биофизического общества». [21] Он представлен на ежегодном собрании Биофизического общества и включает гонорар в размере 2000 долларов.

У нее остался муж Эдвард С. Дэйхофф из Силвер-Спринг; две дочери, Рут Э. Дэйхофф Брэнниган из Колледж-Парка и Джудит Э. Дэйхофф из Силвер-Спринг, и ее отец Кеннет В. Окли из Силвер-Спринг. [5]

Ее плодотворный вклад как матери науки биоинформатики, которая сейчас обычно используется как часть процесса присвоения названий бактериям, был признан в 2020 году, когда в ее честь была названа бактерия Enemella dayhoffiae . [22]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Хант, Лоис Т. (1983). «Маргарет О. Дайхофф 1925–1983». ДНК и клеточная биология . 2 (2): 97–98. дои : 10.1089/dna.1983.2.97 . ISSN   0198-0238 . ПМИД   6347589 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Маргарет Окли Дэйхофф 1925–1983». Бюллетень математической биологии . 46 (4): 467–472. 1 июля 1984 г. doi : 10.1007/BF02459497 . ISSN   0092-8240 . S2CID   189887501 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Виндзор, Лаура Линн (1 января 2002 г.). Женщины в медицине: Энциклопедия . АВС-КЛИО. ISBN  978-1-57607-392-6 .
  4. ^ «Американская национальная биография онлайн» . www.anb.org . Архивировано из оригинала 24 апреля 2020 года . Проверено 16 марта 2016 г.
  5. ^ Перейти обратно: а б с д «Умерла биомедицинский исследователь Маргарет Дэйхофф» . Вашингтон Пост . 8 февраля 1983 г. ISSN   0190-8286 . Архивировано из оригинала 28 марта 2021 года . Проверено 20 октября 2016 г.
  6. ^ Ноябрь, Джозеф А. (22 мая 2012 г.). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в США . Джу Пресс. ISBN  978-1-4214-0665-7 .
  7. ^ Кравиц, Элеонора (1949). «Научная лаборатория Ватсона» . Колумбийский инженерный ежеквартальный журнал . Архивировано из оригинала 23 мая 2019 года . Проверено 11 августа 2017 г.
  8. ^ Перейти обратно: а б «Маргарет Дэйхофф, основательница области биоинформатики | Блог OpenHelix» . blog.openhelix.eu . Архивировано из оригинала 30 марта 2019 года . Проверено 20 октября 2016 г.
  9. ^ «Матрицы замены» . arep.med.harvard.edu . Архивировано из оригинала 30 января 1998 года . Проверено 22 октября 2016 г.
  10. ^ «Как вычислить мутации и матрицы Дайхоффа» . www.biorecipes.com . Архивировано из оригинала 27 ноября 2005 года . Проверено 22 октября 2016 г.
  11. ^ «МАРГАРЕТ ОУКЛИ ДЕЙХОФФ, 57 лет; ЭКСПЕРТ ПО БЕЛКОВЫМ СТРУКТУРАМ» . Нью-Йорк Таймс . 9 февраля 1983 г. ISSN   0362-4331 . Архивировано из оригинала 28 августа 2017 года . Проверено 16 марта 2016 г.
  12. ^ «Оукли Маргарет Дэйхофф | Биографическое резюме» . www.whatisbiotechnology.org . Архивировано из оригинала 8 января 2018 года . Проверено 20 октября 2016 г.
  13. ^ Муди, Глин (2004). Цифровой код жизни: как биоинформатика совершает революцию в науке, медицине и бизнесе . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-32788-2 .
  14. ^ Перейти обратно: а б с д «Изменение облика медицины | Доктор Рут Э. Дайхофф» . www.nlm.nih.gov . Архивировано из оригинала 13 мая 2016 года . Проверено 20 октября 2016 г.
  15. ^ Перейти обратно: а б Леви, Рэйчел (7 марта 2013 г.). «Маргарет и Рут Дэйхофф» . Бабушка получила STEM . Архивировано из оригинала 19 октября 2016 года . Проверено 20 октября 2016 г.
  16. ^ Джудит Дэйхофф в проекте «Математическая генеалогия»
  17. ^ Дайхофф, Джудит Э. (1990). Архитектуры нейронных сетей: введение . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. ISBN  978-0442207441 .
  18. ^ Дайхофф, Джудит (1998). Омидвар, Омид (ред.). Нейронные сети и распознавание образов . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press. ISBN  978-0125264204 .
  19. ^ Штрассер, Бруно Дж. (24 декабря 2009 г.). «Сбор, сравнение и вычисление последовательностей: создание Атласа последовательности и структуры белка Маргарет О. Дейхофф, 1954–1965». Журнал истории биологии . 43 (4): 623–660. CiteSeerX   10.1.1.468.3568 . дои : 10.1007/s10739-009-9221-0 . ПМИД   20665074 . S2CID   26875366 .
  20. ^ Штрассер, Бруно Дж. (17 сентября 2012 г.). «Дэйхофф, Маргарет Окли». Энциклопедия наук о жизни . дои : 10.1002/9780470015902.a0023939 . ISBN  978-0470016176 .
  21. ^ Общество, Биофиз. «Награды общества» . www.biophysicals.org . Архивировано из оригинала 28 октября 2016 года . Проверено 20 октября 2016 г.
  22. ^ Бернард, Кэтрин А.; Бурдз, Тамара; Пачеко, Ана Луиза; Вибе, Дебора; Патель, Ниша Б.; Лоусон, Пол А.; Доминго, Марк-Кристиан; Лонгтин, Жан; Бернье, Анн-МариYR 2020 (2020). «Enemella gen. nov., Enemella evansiae sp. nov., Enemella dayhoffiae sp. nov. и Parenemella Santibonifatiensis gen. nov., sp. nov., новые таксоны, относящиеся к семейству Propionibacteriaceae и полученные из клинических образцов человека» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (11): 5676–5685. дои : 10.1099/ijsem.0.004461 . ISSN   1466-5034 . ПМИД   32931407 . S2CID   221746188 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Margaret_Oakley_Dayhoff&oldid=1232798579"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d6943f76734f809cd6e05daafc98b11c__1720188480
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d6/1c/d6943f76734f809cd6e05daafc98b11c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Margaret Oakley Dayhoff - 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.)