К. Кристофер Гарсия
![]() |
К. Кристофер Гарсия | |
---|---|
![]() | |
Альма-матер | Тулейнский университет , Университет Джонса Хопкинса |
Научная карьера | |
Поля | структурная биология |
Учреждения | Стэнфордский университет |
Докторантура | Марио Амзель |
Другие научные консультанты | Дэвид Геддел , Тони Косьякофф, Иэн Уилсон |
К. Кристофер Гарсия — американский учёный, известный своими исследованиями в области молекулярной и структурной биологии рецепторов клеточной поверхности . Гарсия — профессор кафедр молекулярной и клеточной физиологии и структурной биологии Стэнфордского университета . Медицинской школы [ 1 ] исследователь Медицинского института Говарда Хьюза [ 2 ] и член Национальной академии наук и медицины. [ 3 ] [ 4 ] Помимо своей работы в Стэнфорде, Гарсия является соучредителем нескольких биотехнологических компаний, включая Alexo Therapeutics, [ 5 ] Сурроз, [ 6 ] и 3T Биологические науки. [ 7 ]
Образование
[ редактировать ]![]() |
Гарсия получил степень бакалавра биохимии в Университете Тулейна . Он учился в аспирантуре Медицинского факультета Университета Джонса Хопкинса , где получил степень доктора философии. Кандидат биофизики под руководством Л. Марио Амзеля. После получения докторской степени Гарсия проводил постдокторские исследования в Genentech в лабораториях Дэвида Гёддела и Тони Косьякова, где он погрузился в зарождающиеся технологии белковой инженерии и экспрессии рекомбинантных белков, а затем в Исследовательского института Скриппса лаборатории . Яна Уилсона.
Исследовательская карьера
[ редактировать ]Исследования Гарсии объединяют подходы структурной биологии, биохимии и белковой инженерии, чтобы понять, как рецепторы клеточной поверхности воспринимают сигналы окружающей среды посредством взаимодействия с внеклеточными лигандами и преобразуют сигналы. Основной темой лаборатории является выяснение структурных и механистических основ активации рецепторов в системах, связанных с заболеваниями человека, и использование этой информации для разработки и создания новых молекул с терапевтическими свойствами. Таким образом, существует тесная интеграция фундаментальных научных открытий с переводом. Лаборатория Гарсии в Стэнфорде опубликовала множество научных статей, описывающих молекулярную структуру и механизмы передачи сигналов белков, важных для иммунитета, нейробиологии и развития. [ 8 ] Согласно данным Google Scholar , по состоянию на февраль 2023 года рейтинг публикаций Гарсии составляет 105. [ 9 ]
Распознавание антигена
[ редактировать ]Самое раннее исследование Гарсиа, когда он был аспирантом Университета Джонса Хопкинса, было сосредоточено на понимании того, как антиидиотиопические антитела распознают пептидные антигены. [ 10 ] Будучи постдокторантом в Исследовательском институте Скриппса, Гарсия провел новаторское исследование, которое показало, как Т-клетки иммунной системы исследуют пептиды, представленные белками главного комплекса гистосовместимости (MHC), что позволяет им различать «свои» и «чужие». ". Исследование Гарсиа привело к первой визуализации Т-клеточного рецептора (TCR), связанного с комплексом пептид-MHC (pMHC), и было опубликовано в журнале Science в 1996 году. [ 11 ] Статья Гарсии 1996 года о взаимодействии TCR-MHC имела широкое влияние в области иммунологии и иммунотерапии. [ 12 ]
Лаборатория Гарсиа в Стэнфордском университете в 2007 году сообщила о структуре рецептора пре- В-клеток (пре-BCR), которая показала, как пре-BCR олигомеризуются для передачи сигнала в отсутствие антигена. [ 13 ] Группа Гарсии также является автором нескольких дополнительных знаковых статей, исследующих различные аспекты взаимодействий TCR-pMHC, включая первую структуру комплекса γδ TCR -pMHC, [ 14 ] молекулярная основа для двойного распознавания «своих» и «чужих» MHC TCR, [ 15 ] понимание зародышевой основы взаимодействий TCR/MHC, [ 16 ] [ 17 ] степень перекрестной реактивности в репертуаре TCR, [ 18 ] [ 19 ] и выяснение структурного триггера передачи сигналов TCR. [ 20 ] В последней работе Гарсии его лаборатория разработала технологию библиотеки пептидов-MHC, которая позволила обнаружить антигены для рецепторов орфанных Т-клеток, например, тех, которые находятся в опухолях. Эта технология также позволила совершить прорыв в понимании того, как передача сигналов инициируется взаимодействием pMHC.
Цитокиновая сигнализация
[ редактировать ]Исследования Гарсиа установили, как структурные и биофизические принципы управляют связыванием рецепторов и активацией сигналов во многих различных цитокиновых системах. Ключевые результаты включают определение первых кристаллических структур следующих членов семейства цитокинов в комплексе с их поверхностными рецепторами: gp130 семейство ( IL-6 ), [ 21 ] общего гамма семейство (γc) ( IL-2 ), [ 22 ] I типа Интерфероны (IFNα2/IFNω) [ 23 ] и интерфероны типа III . [ 24 ] Лаборатория Гарсиа также определила кристаллические структуры многих других основных комплексов цитокин-рецептор, включая IL-1 , IL-4 , IL-13 , IL-15 , IL-17 , IL-23 , LIF и CNTF . Эти структуры выявили широкий спектр топологий и архитектур связывания и демонстрируют, как конвергентная эволюция предоставила множество решений для цитокиновых рецепторов для передачи сигналов через клеточную мембрану. В дополнение к молекулярным исследованиям цитокинов группа Гарсиа также использовала направленную эволюцию для создания вариантов цитокинов с высоким сродством (IL-2, IL-4, IFN-λ) с улучшенными терапевтическими свойствами. [ 25 ] [ 24 ] [ 26 ]
Wnt-сигнализация
[ редактировать ]В 2012 году лаборатория Гарсии определила кристаллическую структуру белка Wnt в комплексе с его клеточным рецептором Frizzled . [ 27 ] Структура Wnt-Frizzled показала, что Wnts используют посттрансляционную модификацию липидов для непосредственного взаимодействия с внеклеточным доменом Frizzled, что представляет собой весьма необычный способ связывания среди растворимых лигандов. Исследование Гарсии выявило поразительную архитектуру в форме пончика, использованную в комплексе Wnt-Frizzled, который украшает обложку номера журнала Science от 6 июля 2012 года . [ 27 ] Совсем недавно лаборатория Гарсии сообщила о прорыве в возможности воспроизвести каноническую передачу сигналов Wnt с использованием водорастворимых биспецифических лигандов, которые димеризуют Frizzled и Lrp6, что имеет важные последствия для разработки терапевтических средств для регенеративной медицины. [ 28 ]
Сигнализация метки
[ редактировать ]В 2015 и 2017 годах Гарсия опубликовал статьи в журнале Science, описывающие первые визуализации сигнальных комплексов Notch на атомном уровне . [ 29 ] [ 30 ] Группа Гарсии использовала направленную эволюцию для усиления низкоаффинных взаимодействий между рецептором Notch1 и лигандами Delta-like 4 (DLL4) и Jagged1 (Jag1) в качестве средства стабилизации комплексов для совместной кристаллизации. Структуры Notch1-DLL4 и Notch1-Jag1 были определены с помощью рентгеновской кристаллографии и выявили длинные и узкие интерфейсы связывания, чему способствовали множественные O-связанные модификации фукозы и глюкозы на Notch1. О-связанные гликаны редко наблюдаются на границах раздела белок-белок, и их присутствие на границе раздела Notch-лиганд объясняет, как изменения в состоянии гликозилирования влияют на активность передачи сигналов Notch. Публикация Гарсиа в 2017 году также установила, что взаимодействия Notch-лиганда образуют улавливающие связи и что дельта-подобные и Jagged лиганды имеют разные пороги механической силы для активации рецептора Notch. [ 30 ]
Передача сигналов GPCR
[ редактировать ]В 2015 году лаборатория Гарсиа сообщила о рентгеновской кристаллической структуре вирусно-кодируемого рецептора, связанного с G-белком (GPCR), US28, связанного со своим хемокиновым лигандом, фракталкином (CX3CL1). [ 31 ] Структура US28-фракталкин была одним из первых отчетов, визуализирующих белковый лиганд, связанный с GPCR, и показало, что глобулярная «голова» фракталкина прикрепляется к внеклеточным петлям US28, в то время как гибкий N-концевой «хвост» фракталкина вплетается в полость в центре US28 как средство тонкой настройки его нижестоящей сигнальной активности. В более поздних исследованиях лаборатория разработала смещенные хемокиновые лиганды и показала, что активация GPCR регулируется лигандами, которые вызывают изменения формы, а не высокоспецифичными химическими соединениями. [ 32 ]
Иммунотерапия рака
[ редактировать ]Гарсия провел несколько исследований, нацеленных на клеточные рецепторы для применения в иммунотерапии рака . В 2013 году группа Гарсиа разработала высокоаффинные антагонисты рецептора CD47 , которые мощно усиливают противоопухолевые эффекты известных терапевтических антител. [ 33 ] Позже Гарсия определил, что терапевтические эффекты блокады CD47 требуют комбинированной терапии с антителами, блокирующими контрольные точки, у иммунокомпетентных хозяев, доказав тем самым, что терапия на основе CD47 основана на стимуляции адаптивной иммунной системы. [ 34 ] Лаборатория Гарсии опубликовала информацию о создании «ортогонального» рецепторного комплекса IL-2, позволяющего избирательно доставлять сигналы IL-2 к сконструированным Т-клеткам во время адоптивной клеточной терапии. [ 35 ] Они также сообщили о новой технологии, использующей молекулы пептида-MHC, отображаемые на дрожжах, для идентификации опухолевых антигенов, распознаваемых опухолевыми инфильтрирующими лимфоцитами. [ 36 ]
Видео основные моменты
[ редактировать ]Гарсия опубликовал в Интернете описания нескольких результатов исследований в виде видеороликов. [ 37 ] [ 38 ]
Награды
[ редактировать ]- 1999 - Марш премии Бэзила О'Коннора в десять центов [ нужна ссылка ]
- 1999 - Премия младшего факультета Фредерика Дж. Термана [ нужна ссылка ]
- 1999 - Стипендиат Фонда Риты Аллен. [ 39 ]
- 1999 - Премия Американской кардиологической ассоциации новому исследователю [ нужна ссылка ]
- 2000 - Премия нового исследователя Института онкологических исследований [ нужна ссылка ]
- 2001 - Ученый Пью [ 40 ]
- 2002 - Заслуженный ученый-медик Кека. [ 41 ]
- 2004 г. - основатель Американской кардиологической ассоциации. [ нужна ссылка ]
- 2012 г. - избран членом Национальной академии наук. [ 3 ]
- 2013 – премия НИХМЕРИТ [ нужна ссылка ]
- 2015 г. - член жюри по математическим наукам премии Infosys.
- 2016 г. - избран членом Национальной медицинской академии. [ 4 ]
- 2024 - Премия Пассано [ 42 ]
Личная жизнь
[ редактировать ]Гарсия является конкурентоспособным бегуном на длинные дистанции и пробежал более 120 ультрамарафонов, в том числе несколько забегов на 100 миль.
Внешние ссылки
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Профили Стэнфордской медицины - Крис Гарсия
- ^ Ученые Медицинского института Говарда Хьюза - К. Кристофер Гарсия
- ^ Перейти обратно: а б Труды Национальной академии наук - Сведения об участниках, К. Кристофер Гарсия
- ^ Перейти обратно: а б Пресс-релиз (2016 г.) - Национальная медицинская академия избирает 79 новых членов
- ^ Профиль питчбука Alexo Therapeutics
- ^ Yahoo Finance - Surrozen начинает заниматься регенеративной медициной
- ^ Фарр, Кристина (04 октября 2017 г.). «Питер Тиль и Шон Паркер финансируют секретный стартап по борьбе с раком, - сообщает источник» . CNBC . Проверено 28 августа 2018 г.
- ^ PubMed - статьи, автор Гарсия, КЦ.
- ^ Цитаты Google Scholar для К. Кристофера Гарсиа
- ^ Трехмерная структура комплекса ангиотензин II-Fab на уровне 3 А: распознавание гормона антиидиотипическим антителом, Science (1992).
- ^ Структура рецептора αβ Т-клеток на расстоянии 2,5 Å и ее ориентация в комплексе TCR-MHC, Science (1996).
- ^ Цитаты Google Scholar «Структура рецептора альфа-бета Т-клеток размером 2,5 микрона и ее ориентация в комплексе TCRMHC»
- ^ Структурное понимание функции рецептора пре-В-клеток, Наука (2007)
- ^ Структура рецептора Т-клеток γδ в комплексе с неклассическим MHC T22, Science (2005).
- ^ Колф, Лереми А.; Банкович, Александр Дж.; Ханик, Николь А.; Бауэрман, Натали А.; Джонс, Линдси Л.; Кранц, Дэвид М.; Гарсия, К. Кристофер (2007). «Как одиночный Т-клеточный рецептор распознает как собственный, так и чужой MHC» . Клетка . 129 (1): 135–146. дои : 10.1016/j.cell.2007.01.048 . ПМИД 17418792 . S2CID 13979698 .
- ^ Фэн, Дэн; Бонд, Кристофер Дж.; Эли, Лорен К.; Мейнард, Дженнифер ; Гарсия, К. Кристофер (сентябрь 2007 г.). «Структурные доказательства взаимодействия кодона Т-клеточного рецептора и главного комплекса гистосовместимости, кодируемого зародышевой линией» . Природная иммунология . 8 (9): 975–983. дои : 10.1038/ni1502 . ISSN 1529-2908 . ПМИД 17694060 . S2CID 9902244 .
- ^ Шэрон, Эйлон; Сибенер, Лия В.; Битва, Алексис; Фрейзер, Хантер Б.; Гарсия, К. Кристофер; Причард, Джонатан К. (сентябрь 2016 г.). «Генетические вариации белков MHC связаны с отклонениями в экспрессии рецепторов Т-клеток» . Природная генетика . 48 (9): 995–1002. дои : 10.1038/ng.3625 . ISSN 1546-1718 . ПМК 5010864 . ПМИД 27479906 .
- ^ Бирнбаум, Майкл Э.; Мендоса, Хуан Л.; Сетхи, Дхрув К.; Донг, Шен; Гланвилл, Джейкоб; Доббинс, Джессика; Озкан, Энгин; Дэвис, Марк М.; Вучерпфенниг, Кай В.; Гарсия, К. Кристофер (2014). «Деконструкция специфичности пептид-MHC распознавания Т-клеток» . Клетка . 157 (5): 1073–1087. дои : 10.1016/j.cell.2014.03.047 . ПМК 4071348 . ПМИД 24855945 .
- ^ Lightsources.org Исследователи из Стэнфорда обнаруживают правила взаимодействия иммунной системы.
- ^ Сибенер, Лия В.; Фернандес, Рикардо А.; Колаволе, Элизабет М.; Карбоне, Кэтрин Б.; Лю, Фань; Макаффи, Даррен; Бирнбаум, Майкл Э.; Ян, Синьбо; Су, Лаура Ф. (26 июля 2018 г.). «Выделение структурного механизма разъединения передачи сигналов Т-клеточного рецептора от связывания пептид-MHC» . Клетка . 174 (3): 672–687.e27. дои : 10.1016/j.cell.2018.06.017 . ISSN 1097-4172 . ПМК 6140336 . ПМИД 30053426 .
- ^ Гексамерная структура и сборка комплекса интерлейкин-6/IL-6 α-рецептор/gp130, Science (2003).
- ^ Структура четвертичного комплекса интерлейкина-2 с его рецепторами α, β и γc, Science (2005).
- ^ Томас, Кристоф (2011). «Структурная связь между дискриминацией лигандов и активацией рецепторов интерферонами I типа» . Клетка . 146 (4): 621–632. дои : 10.1016/j.cell.2011.06.048 . ПМК 3166218 . ПМИД 21854986 .
- ^ Перейти обратно: а б Комплекс IFN-λ-IFN-λR1-IL-10Rβ раскрывает структурные особенности, лежащие в основе функциональной пластичности и иммунитета IFN III типа (2017)
- ^ Использование естественного конформационного переключения для создания «суперкина» интерлейкина-2.
- ^ Юнттила, Илкка С.; Крезо, Реми Дж.; Морага, Игнасио; Бейтс, Даррен Л.; Вонг, Майкл Т.; Алонсо, Майкл Н.; Сухоски, Меган М.; Лупардус, Патрик; Мейер-Шеллерсхайм, Мартин (декабрь 2012 г.). «Перенаправление специфических цитокиновых реакций клеточного типа с помощью сконструированных суперкинов интерлейкина-4» . Химическая биология природы . 8 (12): 990–998. дои : 10.1038/nchembio.1096 . ISSN 1552-4469 . ПМЦ 3508151 . ПМИД 23103943 .
- ^ Перейти обратно: а б Структурная основа распознавания Wnt, автор Frizzled, Science (2012).
- ^ Янда, Клаудия Ю.; Данг, Люк Т.; Ты, Чанцзян; Чанг, Цзюньлей; де Лау, Вим; Чжун, Жендун А.; Ян, Келли С.; Маресич, Оуэн; Зипе, Дирк (11 мая 2017 г.). «Суррогатные агонисты Wnt, которые фенокопируют каноническую передачу сигналов Wnt и β-катенина» . Природа . 545 (7653): 234–237. дои : 10.1038/nature22306 . ISSN 1476-4687 . ПМЦ 5815871 . ПМИД 28467818 .
- ^ Структурная основа взаимодействия Notch1 с Delta-подобным 4, Science (2015)
- ^ Перейти обратно: а б Сложная структура Notch-Jagged предполагает наличие улавливающей связи в настройке чувствительности лиганда.
- ^ Структурная основа распознавания хемокинов и активации рецептора, связанного с вирусным G-белком, Science (2015).
- ^ Майлз, Тимоти Ф.; Шписс, Катя; Джуд, Кевин М.; Цуцуми, Наотака; Бург, Джон С.; Ингрэм, Джессика Р.; Вагрэй, Дипа; Хьорто, Гертруда М.; Ларсен, Олав (08.06.2018). «Вирусный GPCR US28 может сигнализировать в ответ на хемокиновые агонисты практически неограниченной структурной дегенерации» . электронная жизнь . 7 . doi : 10.7554/eLife.35850 . ISSN 2050-084X . ПМЦ 5993540 . ПМИД 29882741 .
- ^ Разработанные варианты SIRPα в качестве иммунотерапевтических адъювантов к противораковым антителам, Science (2013).
- ^ Стойкие противоопухолевые реакции на блокаду CD47 требуют адаптивной иммунной стимуляции, PNAS (2016).
- ^ Соколоски, Джонатан Т.; Тротта, Элеонора; Паризи, Джулия; Пиктон, Лора; Су, Леон Л.; Ле, Алан С.; Чхабра, Аканкша; Сильверия, Стефани Л.; Джордж, Бенсон М. (2 марта 2018 г.). «Селективное нацеливание на сконструированные Т-клетки с использованием ортогональных комплексов цитокин-рецептор IL-2» . Наука (Представлена рукопись). 359 (6379): 1037–1042. дои : 10.1126/science.aar3246 . ISSN 1095-9203 . ПМЦ 5947856 . ПМИД 29496879 .
- ^ Ну и дела, Марвин Х.; Хан, Арнольд; Лофгрен, Шейн М.; Босанг, Джон Ф.; Мендоса, Хуан Л.; Бирнбаум, Майкл Э.; Бетьюн, Майкл Т.; Фишер, Сюзанна; Ян, Синьбо (25 января 2018 г.). «Идентификация антигена для рецепторов-сирот Т-клеток, экспрессируемых на инфильтрирующих опухоль лимфоцитах» . Клетка . 172 (3): 549–563.e16. дои : 10.1016/j.cell.2017.11.043 . ISSN 1097-4172 . ПМЦ 5786495 . ПМИД 29275860 .
- ^ Cell Press (03 августа 2011 г.), Интерфероны — провоцирование различных сигналов через один и тот же рецептор , получено 19 сентября 2018 г.
- ^ Cell Press (16 января 2014 г.), «Внеклеточная архитектура адгезионного комплекса SYG-1/SYG-2 инструктирует синаптогенез» , Cell , 156 (3): 482–494, doi : 10.1016/j.cell.2014.01.004 , PMC 3962013 , PMID 24485456 , получено 19 сентября 2018 г.
- ^ Фонд Риты Аллен
- ^ Пью Трасты
- ^ Дайджест новостей благотворительности
- ^ Премия Фонда Пассано 2024 г.
- Американские молекулярные биологи
- Живые люди
- Члены Национальной академии наук США
- Члены Национальной Медицинской Академии
- Говард Хьюз Медицинские следователи
- Факультет медицинского факультета Стэнфордского университета
- Выпускники Тулейнского университета
- Выпускники Медицинской школы Джонса Хопкинса
- Структурные биологи