Энтони Маховальд

Энтони Маховальд (родился 24 ноября 1932 г.) — молекулярный генетик и клеточный биолог, заведующий кафедрой молекулярной генетики и клеточной биологии Чикагского университета . ^[1] Его лаборатория сосредоточилась на плодовой мухе Drosophila melanogaster , уделяя особое внимание контролю генетических аспектов основных событий развития. ^[1] Его основные научные открытия включали изучение ниши стволовых клеток , эндоциклов и различных типов актина .

Личная жизнь

Энтони Маховальд женат, имеет троих детей. ^[2]

Образовательная карьера

Энтони Маховальд родился в Олбани, штат Миннесота , 24 ноября 1932 года. ^[3] Маховальд получил степень бакалавра в колледже Спринг-Хилл в Мобиле, штат Алабама. ^[3] После учебы в бакалавриате Маховальд получил докторскую степень. из Университета Джонса Хопкинса в 1962 году. ^[3] В Университете Джонса Хопкинса Маховальд изучал структуру полюсных клеток и полярных гранул у Drosophila melanogaster. ^[4] Его степени бакалавра и доктора были в области биологии.

Профессиональная карьера

За свою академическую карьеру Маховальд работал во многих университетах. С 1972 по 1982 год он начал свою карьеру в Университете Маркетта , а также работал в Институте исследования рака в Филадельфии, штат Пенсильвания. ^[3] Затем он принял должность в Университете Индианы с 1972 по 1982 год. ^[3] Затем он перешел в Университет Кейс Вестерн Резерв с 1982 по 1990 год. ^[3]^[5] Наконец, с 1990 по 2002 год Маховальд работал в Чикагском университете заведующим кафедрой молекулярной генетики и клеточной биологии. ^[3] В 2002 году он ушел из академических кругов и в настоящее время работает почетным сотрудником Чикагского университета. ^[1]

Награды и ассоциации

Маховальд является членом множества престижных организаций. Он является членом Американской ассоциации содействия развитию науки, Общества ученых Университета Джонса Хопкинса, Американской академии искусств и наук, Фонда Вудро Вильсона, Американского генетического общества, Американского общества клеточной биологии, Общества Биология развития и Национальная академия наук. ^[3]

Исследования и научный вклад

Большая часть его исследований была сосредоточена на обыкновенной плодовой мушке и других насекомых, изучающих их развитие и генетику. ^[6]^{[ не удалось пройти проверку ]}

Одна из новаторских статей Малховальда посвящена изучению ниши стволовых клеток, которая представляет собой специализированную среду, в которой у некоторых насекомых и амфибий находятся взрослые стволовые клетки. ^[7] Эта область помогает сохранять стволовые клетки в недифференцированном состоянии посредством передачи сигналов ближнего действия. ^[8] Маховальд обнаружил, что эта область, и в частности адгезия стволовых клеток на основе электронного кадгерина, жизненно важна для поддержания стволовых клеток зародышевой линии дрозофилы. ^[8] Эти стволовые клетки важны для размножения дрозофилы, поскольку они превращаются в сперматозоиды. В яичках дрозофилы тирозинфосфатаза рецептора, связанного с лейкоцитарным антигеном (LAR), нацелена на селекцию и образование синапсов с нервными клетками. ^[8] После тестирования было обнаружено, что экспрессия рецептора увеличивается при анализе яичек, содержащих большее количество ранних половых клеток и клеток кисты. ^[8] После анализа этих данных и дальнейшего собственного тестирования Маховальд обнаружил, что LAR, экспрессируемый в яичках, удерживает стволовые клетки зародышевой линии в нише за счет повышенной адгезии на основе E-кадгерина. ^[8]

Некоторые из последних работ Маховальда сосредоточены на изучении эндоциклов. Это клеточные циклы, не имеющие митотической фазы. Другими словами, клетки непрерывно дублируют свою генетическую информацию, не разделяясь на две клетки. ^[9] При этом создаются очень большие клетки, но их генетическая информация не может быть организована и разделена на хромосомы из-за ингибирования активности циклин-зависимой киназы. Маховальд обнаружил премитотические эндоциклы в нераковых полиплоидных клетках прямой кишки у дрозофилы. ^[10] Эндоциклирование создает полиплоидную клетку, и эти полиплоиды имеют высокий уровень ошибок, что позволяет предположить, что будет происходить накопление клеток с неправильным количеством хромосом. ^[9] Он утверждает, что премитотический эндоциклинг необходим для неракового развития полиплоидов, особенно в папиллярном развитии. ^[10] Хотя организмы погибали бы от накопления анеуплоида, Маховальд обнаружил, что в этом случае существенных изменений в выживаемости не наблюдалось. ^[10] Таким образом, он и его команда прямо опровергли прежние представления о том, что анеуплоидия снижает выживаемость различных насекомых, особенно мух. ^[11]

Маховальд также изучал актин и различные гены, кодирующие очень похожие типы актина в организме. Маховальд был обеспокоен тем, почему организмы имеют множество очень похожих генов, которые кодируют одни и те же белки, отличающиеся лишь несколькими аминокислотами. Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, Маховальд и его команда выделили два гена актина, Act42A и Act5C, причем между двумя генами различаются только две аминокислоты, и оба они присутствуют во всех клетках дрозофилы во время развития. ^[12]

Другие исследователи установили, что множественные изоформы имеют решающее значение для развития. Было установлено, что небольшие различия заставляют актиновые филаменты выполнять разные функции, такие как цитоплазматические функции и мышечные функции. ^[13] Действительно, Маховальд установил, что существует потребность в нескольких формах актина из-за большого количества актина, необходимого клетке, а также из-за того, что некоторые клетки имеют разные потребности в микрофиламентах. Однако он намеревался определить, могут ли эти актиновые нити взаимозаменяться из-за их сходства в структуре.

Маховальд сосредоточился на генах цитоплазматического актина вместо мышечного актина из-за многофункциональной природы цитоплазматического актина по сравнению с мышечным актином. ^[14] Используя геномную ДНК и последовательности ПЦР с обратной транскрипцией, Маховальд определил, что эти аминокислотные замены в Act5C и Act42A не происходят в областях молекулы актина, где взаимодействуют актин-связывающие белки. ^[12] Используя дрозофилу в качестве легко контролируемой генетической системы, Маховальд и его команда обнаружили, что мутации в гене Act5C вызывают смерть организма, указывая на то, что Act5C действительно выполнял важную и изолированную функцию. ^[12] Однако гибридный ген, содержащий Act42A, предотвратил гибель организма, что указывает на то, что аминокислотные различия между двумя изоформами не являются значительными. ^[12] Несмотря на все это, Маховальд пришел к выводу, что ткани, богатые экспрессией гена Act5C, не могут адекватно функционировать только с изоформой Act42A. ^[12] Другими словами, хотя различные изоформы актина очень схожи в генетическом секвенировании, они важны для выживаемости и функциональности дрозофилы.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Энтони П. Маховальд, доктор философии | Кафедра молекулярной генетики и клеточной биологии» . Чикагский университет . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ «Руководитель биологического факультета Чикагского университета Энтони П. Маховальд, доктор философии, помогает модернизировать научные программы средней школы Лео, 2007 г.» . leoalumni.org . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Энтони Маховальд: университетские почести и награды» . Университет Индианы . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Маховальд А.П. (декабрь 1962 г.). «Тонкая структура полюсных клеток и полярных гранул у Drosophila melanogaster» . Журнал экспериментальной зоологии . 151 (3): 201–215. Бибкод : 1962JEZ...151..201M . дои : 10.1002/jez.1401510302 . ISSN 0022-104X .
^ Перримон Н., Энгстрем Л., Маховальд А.П. (сентябрь 1985 г.). «Генетика развития региона 2C-D Х-хромосомы дрозофилы» . Генетика . 111 (1): 23–41. дои : 10.1093/генетика/111.1.23 . ПМК 1202596 . ПМИД 3928431 .
^ «Знакомство с дрозофилами» . Лаборатория Берга . 23 апреля 2015 года . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Ферраро Ф, Селсо КЛ, Скадден Д (2010). «Взрослые стволовые клетки и их ниши». Клеточная биология стволовых клеток . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 695. стр. 155–68. дои : 10.1007/978-1-4419-7037-4_11 . ISBN 978-1-4419-7036-7 . ПМК 4020242 . ПМИД 21222205 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Шринивасан С., Маховальд А.П., Фуллер М.Т. (апрель 2012 г.). «Рецептор тирозинфосфатазы Lar регулирует адгезию между стволовыми клетками мужской зародышевой линии дрозофилы и нишей» . Разработка . 139 (8): 1381–90. дои : 10.1242/dev.070052 . ПМК 3308176 . ПМИД 22378638 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Эдгар Б.А., Зильке Н., Гутьеррес С. (март 2014 г.). «Эндоциклы: повторяющиеся эволюционные инновации для постмитотического роста клеток». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 15 (3): 197–210. дои : 10.1038/nrm3756 . ПМИД 24556841 . S2CID 641731 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Шенфельдер К.П., Монтегю Р.А., Парамор С.В., Леннокс А.Л., Маховальд А.П., Фокс Д.Т. (сентябрь 2014 г.). «Незаменимые премитотические эндоциклы способствуют анеуплоидии в прямой кишке дрозофилы» . Разработка . 141 (18): 3551–60. дои : 10.1242/dev.109850 . ПМК 6517832 . ПМИД 25142462 .
^ Линдсли Д.Л., Сэндлер Л., Бейкер Б.С., Карпентер А.Т., Денелл Р.Э., Холл Дж.К. и др. (май 1972 г.). «Сегментарная анеуплоидия и генетическая структура генома дрозофилы» . Генетика . 71 (1): 157–84. дои : 10.1093/генетика/71.1.157 . ПМЦ 1212769 . ПМИД 4624779 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Фирберг Э.А., Махаффи Дж.В., Бонд Б.Дж., Дэвидсон Н. (май 1983 г.). «Транскрипты шести генов актина дрозофилы накапливаются в зависимости от стадии и ткани». Клетка . 33 (1): 115–23. дои : 10.1016/0092-8674(83)90340-9 . ПМИД 6432334 . S2CID 23746956 .
^ Герман И.М. (февраль 1993 г.). «Изоформы актина». Современное мнение в области клеточной биологии . 5 (1): 48–55. дои : 10.1016/S0955-0674(05)80007-9 . ПМИД 8448030 .
^ Сторти Р.В., Рич А. (июль 1976 г.). «Цыпленок цитоплазматического актина и мышечного актина имеют разные структурные гены» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (7): 2346–50. Бибкод : 1976PNAS...73.2346S . дои : 10.1073/pnas.73.7.2346 . ПМК 430559 . ПМИД 1065885 .

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Энтони П. Маховальд, доктор философии | Кафедра молекулярной генетики и клеточной биологии» . Чикагский университет . Проверено 10 апреля 2021 г.

[leoalumni-2] «Руководитель биологического факультета Чикагского университета Энтони П. Маховальд, доктор философии, помогает модернизировать научные программы средней школы Лео, 2007 г.» . leoalumni.org . Проверено 10 апреля 2021 г.

[honorsandawards-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Энтони Маховальд: университетские почести и награды» . Университет Индианы . Проверено 10 апреля 2021 г.

[4] Маховальд А.П. (декабрь 1962 г.). «Тонкая структура полюсных клеток и полярных гранул у Drosophila melanogaster» . Журнал экспериментальной зоологии . 151 (3): 201–215. Бибкод : 1962JEZ...151..201M . дои : 10.1002/jez.1401510302 . ISSN 0022-104X .

[5] Перримон Н., Энгстрем Л., Маховальд А.П. (сентябрь 1985 г.). «Генетика развития региона 2C-D Х-хромосомы дрозофилы» . Генетика . 111 (1): 23–41. дои : 10.1093/генетика/111.1.23 . ПМК 1202596 . ПМИД 3928431 .

[6] «Знакомство с дрозофилами» . Лаборатория Берга . 23 апреля 2015 года . Проверено 10 апреля 2021 г.

[7] Ферраро Ф, Селсо КЛ, Скадден Д (2010). «Взрослые стволовые клетки и их ниши». Клеточная биология стволовых клеток . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 695. стр. 155–68. дои : 10.1007/978-1-4419-7037-4_11 . ISBN 978-1-4419-7036-7 . ПМК 4020242 . ПМИД 21222205 .

[:3-8] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Шринивасан С., Маховальд А.П., Фуллер М.Т. (апрель 2012 г.). «Рецептор тирозинфосфатазы Lar регулирует адгезию между стволовыми клетками мужской зародышевой линии дрозофилы и нишей» . Разработка . 139 (8): 1381–90. дои : 10.1242/dev.070052 . ПМК 3308176 . ПМИД 22378638 .

[:4-9] Перейти обратно: ^а ^б Эдгар Б.А., Зильке Н., Гутьеррес С. (март 2014 г.). «Эндоциклы: повторяющиеся эволюционные инновации для постмитотического роста клеток». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 15 (3): 197–210. дои : 10.1038/nrm3756 . ПМИД 24556841 . S2CID 641731 .

[:5-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с Шенфельдер К.П., Монтегю Р.А., Парамор С.В., Леннокс А.Л., Маховальд А.П., Фокс Д.Т. (сентябрь 2014 г.). «Незаменимые премитотические эндоциклы способствуют анеуплоидии в прямой кишке дрозофилы» . Разработка . 141 (18): 3551–60. дои : 10.1242/dev.109850 . ПМК 6517832 . ПМИД 25142462 .

[11] Линдсли Д.Л., Сэндлер Л., Бейкер Б.С., Карпентер А.Т., Денелл Р.Э., Холл Дж.К. и др. (май 1972 г.). «Сегментарная анеуплоидия и генетическая структура генома дрозофилы» . Генетика . 71 (1): 157–84. дои : 10.1093/генетика/71.1.157 . ПМЦ 1212769 . ПМИД 4624779 .

[:6-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Фирберг Э.А., Махаффи Дж.В., Бонд Б.Дж., Дэвидсон Н. (май 1983 г.). «Транскрипты шести генов актина дрозофилы накапливаются в зависимости от стадии и ткани». Клетка . 33 (1): 115–23. дои : 10.1016/0092-8674(83)90340-9 . ПМИД 6432334 . S2CID 23746956 .

[13] Герман И.М. (февраль 1993 г.). «Изоформы актина». Современное мнение в области клеточной биологии . 5 (1): 48–55. дои : 10.1016/S0955-0674(05)80007-9 . ПМИД 8448030 .

[14] Сторти Р.В., Рич А. (июль 1976 г.). «Цыпленок цитоплазматического актина и мышечного актина имеют разные структурные гены» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (7): 2346–50. Бибкод : 1976PNAS...73.2346S . дои : 10.1073/pnas.73.7.2346 . ПМК 430559 . ПМИД 1065885 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]