Джеральд Крэбтри
Джеральд Р. Крэбтри | |
---|---|
Рожденный | |
Национальность | Американский |
Альма-матер | Государственный колледж Вест-Либерти , Университет Темпл |
Научная карьера | |
Поля | Биология развития |
Учреждения | Стэнфордский университет |
Джеральд Р. Крэбтри — профессор Дэвида Корна в Стэнфордском университете и исследователь в Медицинском институте Говарда Хьюза . Он известен тем, что определил сигнальный путь Ca2+-кальцинейрин-NFAT, был пионером в разработке синтетических лигандов для регуляции биологических процессов и открытием механизмов регуляции хроматина, участвующих в развитии рака и мозга. Он является основателем компаний Ariad Pharmaceuticals , Amplyx Pharmaceuticals , Foghorn Therapeutics и Shenandoah Therapeutics (Shenandoah Therapeutics упоминалась в в New York Times онлайн-статье Джины Колата от 26 июля 2023 года ).
Образование и обучение
[ редактировать ]Крэбтри вырос недалеко от Уэллсбурга, Западная Вирджиния , получил степень бакалавра химии и математики в Государственном колледже Вест-Либерти и степень доктора медицины в Университете Темпл . Во время учебы в медицинской школе он увлекся лабораторными исследованиями и начал работать в Дартмутском колледже вместе с Алланом Мунком над биохимией стероидных гормонов .
Ключевые открытия 1980-х, 1990-х и 2010-х годов
[ редактировать ]В начале 1980-х годов Крэбтри работал с Альбертом Дж. Форнесом-младшим над использованием ранних подходов биоинформатики для выявления остатков событий транспозиции (перестроек) в геноме человека. [ 1 ] и обнаружить фактор транскрипции HNF1. [ 2 ] В 1982 году Крэбтри обнаружил, что один ген может производить более одного белка. [ 3 ] тем самым демонстрируя, что кодирующая способность генома больше, чем ожидалось, и нарушая давнее изречение: «один ген; один белок».
В конце 1980-х и начале 1990-х годов Крэбтри нанес на карту пути, инициируемые антигенным рецептором на Т-клетках, начиная с ядра с генов ранней активации Т-клеток, таких как IL-2, и биохимически действуя на клеточную мембрану. Эти исследования привели к открытию NFAT и выводу, что мембранная передача сигналов антигенным рецептором приводит к быстрому проникновению этого фактора транскрипции в ядро и активации группы генов, таких как IL-2, гамма-интерферон и других, необходимых для иммунного ответа. Крэбтри вместе со Стюартом Шрайбером также дополнительно определили сигнальный путь Ca2+/кальциневрин/NFAT. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] который передает сигналы от поверхности клетки к ядру для активации генов иммунного ответа. Эти открытия привели к первому пониманию механизма действия двух наиболее часто используемых иммунодепрессантов: циклоспорина и FK506. [ 9 ] Крэбтри и Шрайбер обнаружили, что эти препараты предотвращают попадание сигналов, исходящих из клеточной мембраны, в ядро, блокируя действие фосфатазы, а кальциневрин предотвращает проникновение белков NFATc в ядро. Белки NFAT активируют большую группу генов, необходимых для иммунного ответа. Когда эти гены не активированы, как это происходит при введении циклоспорина или FK506, отторжение трансплантата предотвращается. Выяснение сигнального пути Ca2+-кальциневрин-NFAT и открытие того, что он является мишенью циклоспорина и FK506, было освещено в газете New York Times. [ 10 ] Позже его лаборатория использовала генетические подходы на мышах, чтобы показать, что передача сигналов кальциневрин-NFAT играет важную роль в развитии многих систем органов позвоночных. [ 11 ] и его нарушение регуляции, вероятно, является причиной многих фенотипов синдрома Дауна. [ 12 ] Понимание этого сигнального пути обеспечило один из первых биохимических мостов от клеточной мембраны к ядру. (см. также: Стюарт Шрайбер ).
В 1992 году, работая с Кэлвином Куо, тогда еще аспирантом в его лаборатории, он обнаружил, что иммунодепрессивный препарат рапамицин блокирует биохимический путь, ведущий к синтезу белка в ответ на сигналы пролиферации мембранных клеток. [ 13 ] Эта работа способствовала разработке рапамицина в качестве средства лечения некоторых видов рака у человека, а также сыграла роль в основании компании Ariad Pharmaceuticals в Кембридже, штат Массачусетс.
В 1993 году Крэбтри и Стюарт Шрайбер разработали и синтезировали первые синтетические лиганды, вызывающие сближение белков внутри клеток. [ 14 ] Затем Крэбтри использовал эти молекулы, чтобы понять роль близости в биологической регуляции. Его исследования показали, что химически индуцированная близость является фундаментальным механизмом, лежащим в основе многих аспектов клеточной передачи сигналов, включая активацию рецепторов. [ 15 ] [ 16 ] киназная функция, [ 17 ] локализация белка, [ 18 ] транскрипция [ 19 ] и эпигенетическая регуляция. [ 20 ] Он обобщил этот подход на другие типы химических индукторов близости (CIP), включая природные молекулы, участвующие в передаче сигналов растений, что расширило возможности этого подхода. [ 21 ] В настоящее время CIPs используются для исследования функции многих сигнальных путей и биологических событий внутри клеток. [ 22 ] Этот подход оказался полезным для быстрой активации и инактивации молекул, что позволяет изучить их функции. Крэбтри и его коллеги Натан Хэтэуэй и Оли Белл использовали индуцированную близость для измерения динамики регуляции хроматина в живых клетках, что привело к пониманию стабильности эпигенетических изменений, связанных с клеточной памятью. [ 17 ] [ 18 ] Разработка Крэбтри и Шрайбером химических индукторов близости была освещена в газете New York Times. [ 19 ] а также в журнале Discovery Magazine в 1996 году. [ 20 ] Позже компания Ariad Pharmaceuticals разработала эту технологию для генной терапии. [ 23 ] Эти открытия побудили Стива Крюса из Йельского университета разработать ПРОТАКС для избирательного разрушения терапевтических мишеней. [ 24 ]
Совсем недавно Крэбтри и его коллега Натанаэль Грей из Стэнфорда использовали индуцированную близость, чтобы перепрограммировать раковую клетку на самоуничтожение, используя собственный мутировавший драйвер. [ 25 ] тем самым специфически убивая мутировавшую раковую клетку, а не нормальные клетки, лишенные мутации. Эта стратегия увеличения функциональности показывает многообещающую возможность избежать рецидива рака из-за вторичных факторов рака и компенсации. Разработка этих молекул (TCIPs для транскрипции/эпигенетических химических индукторов близости) была освещена в New York Times Джиной Колата.
В начале 1990-х годов Крэбтри работал с Полом Хавари, ныне профессором медицины им. Карла Дж. Херцога в Стэнфордском университете, над определением комплекса SWI/SNF или BAF млекопитающих путем очистки и клонирования генов, кодирующих его субъединицы. [ 26 ] [ 27 ] Используя биохимические и генетические подходы, он обнаружил, что гены, кодирующие его субъединицы, составлены вместе, как буквы в слове, и придают большое количество различных биологических значений. [ 28 ] В 2009 году он работал с научным сотрудником Эндрю Ю, чтобы открыть генетическую схему, контролирующую сборку специализированных, специфичных для мозга регуляторных комплексов хроматина, необходимых для развития нервной системы млекопитающих, и продемонстрировал, что повторение этой схемы в клетках млекопитающих преобразует клетки кожи человека в нейроны. [ 29 ] [ 30 ]
Лаборатория Крэбтри завершила характеристику субъединиц комплексов ремоделирования хроматина BAF (mSWI/SNF) и обнаружила, что эти комплексы способствуют возникновению более 20% случаев рака у человека и могут действовать как онкогены или супрессоры опухолей, потенциально открывая новые возможности. для лечения. [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]
В 2013 году Крэбтри опубликовал статью « Наш хрупкий интеллект » в журнале «Тенденции в генетике» . Предсказание о том, что наши интеллектуальные способности генетически хрупки, было основано на определенной частоте мутаций de novo у человека (тех мутаций, которые появляются в каждом поколении). Эта скорость была определена в нескольких человеческих популяциях и составляет около 1,20 x 10-8 на нуклеотид на поколение при среднем возрасте отца 29,7 лет. [ 34 ] Эта частота удваивается каждые 16,5 лет с возрастом отца и приписывает отцу большую часть новых мутаций во время производства репродуктивных клеток. Таким образом, в каждом новом поколении в геноме человека происходит от 45 до 60 новых мутаций. Вывод о том, что накопление этих новых мутаций на протяжении поколений приведет к интеллектуальной хрупкости, был основан на оценке доли генов, необходимой для нормального развития нервной системы, которая, как полагают, составляет несколько тысяч. Нервная система уникальна тем, что для развития и функционирования мозга требуется чрезвычайно большое количество генов, составляющих, возможно, от 10 до 20% всех генов человека. [ 35 ] Простое сочетание количества генов, необходимых для нормального развития мозга (>1000), и того факта, что каждое человеческое поколение имеет 45-60 новых мутаций на геном, привело Крэбтри к предположению, что наши интеллектуальные способности особенно генетически хрупки на протяжении многих поколений.
Избранные награды
[ редактировать ]- Премия директора НИЗ, 1984 г.
- Премия Уорнера Ламберта Парка Дэвиса, 1 986
- Говард Хьюз, следователь, с 1988 г. по настоящее время.
- Избран членом Национальной академии наук в 1997 г.
- Выдающийся изобретатель, Стэнфордский университет, 2004 г.
- Научный лауреат Томаса по химии со Стюартом Шрайбером, 2006 г.
- Наставник года Стэнфордского факультета в 2008 году
- Профессорство Дэвида Корна, 2008 г.
- Премия Джейкоба Джавитса в области неврологии, 2013 г.
Известные студенты и их нынешняя принадлежность
[ редактировать ]- Хорхе Плуцки, Гарвардский университет
- Никки Холбрук, Йельский университет
- Кэтрин Уллман, Университет Юты
- Альберт Форнас, Джорджтаунский университет
- Кэлвин Куо, Стэнфордский университет
- Пол Хавари, Стэнфордский университет
- Вэйдун Ван, Национальные институты здравоохранения
- Кеджи Чжао, Национальные институты здравоохранения
- Изабелла Греф, Стэнфордский университет
- Оливер Рэндо, Массачусетский университет
- Пол Дж. Утц, Стэнфордский университет
- К. П. Чанг, Университет Индианы
- Монте Уинслоу, Стэнфордский университет
- Джейсон Гествицки, Калифорнийский университет, Сан-Франциско
- Джо Аррон, Genentech
- Джули Лессар, Монреальский университет
- Цзян Ву, Юго-западный медицинский центр Техасского университета
- Эндрю Ю, Вашингтонский университет
- Нейт Хэтэуэй, Университет Северной Каролины
- Оливер Белл, Научно-исследовательский институт молекулярной патологии, Вена
- Диана Харгривз, Институт биологических исследований Солка
- Эмили Дыхейзен, Университет Пердью
- Сигал Кадок, Гарвардский университет
- Эндрю Кох, Чикагский университет
- Саймон Браун, Женевский университет, Швейцария
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Форнас А.Дж., Каммингс Д.Э., Комо СМ, Кант Дж.А., Крэбтри Г.Р. Однокопийные инвертированные повторы связаны с региональными дупликациями генов гамма-фибриногена и иммуноглобулина. Наука. 224(4645): 161-164, 1984. ПМИД 6322310 .
- ^ Куртуа Дж., Морган Дж.Г., Кэмпбелл Л.А., Фурель Дж., Крэбтри, GR. Взаимодействие печеночно-специфического ядерного фактора с промоторами фибриногена и альфа1-антитрипсина. Наука. 238(4827): 688-692, 1987. ПМИД 3499668 .
- ^ Кант Дж.А., Крэбтри Г.Р. Альтернативные схемы сплайсинга мРНК образуют цепи гамма-А и гамма-В фибриногена. Клетка. 31(1): 159–166, 1982. ПМИД 6896326 .
- ^ Шоу Дж.П., Утц П.Дж., Дюран Д.Б., Тул Дж.Дж., Эммель Э.А., Крэбтри Г.Р. Идентификация предполагаемого регулятора генов ранней активации Т-клеток. Наука. 241(4862): 202-205, 1988. ПМИД 3260404 .
- ^ Эммель Э.А., Вервей К.Л., Дюран Д.Б., Хиггинс К.М., Лейси Э., Крэбтри Г.Р. Циклоспорин А специфически ингибирует функцию ядерных белков, участвующих в активации Т-клеток. Наука. 246(4937): 1617-1620, 1989. ПМИД 2595372 .
- ^ Фланаган В.М., Кортези Б., Брэм Р.Дж., Крэбтри Г.Р. Ядерная ассоциация транскрипционного фактора Т-клеток, блокируемого FK-506 и циклоспорином А. Природа. 352(3668): 803-807, 1991. ПМИД 1715516
- ^ Клипстоун Н.А., Крэбтри Г.Р. Идентификация кальциневрина как ключевого сигнального фермента активации Т-лимфоцитов. Природа. 357(6380): 695-697, 1992. ПМИД 1377362 .
- ^ Граф И.А., Мермельштейн П.Г., Станкунас К., Нилсон Дж.Р., Дейссерот К., Цьен Р.В., Крэбтри Г.Р. Кальциевые каналы L-типа и GSK-3 регулируют активность NF-ATc4 в нейронах гиппокампа. Природа. 401(6754): 703-708, 1999. ПМИД 10537109 .
- ^ Шрайбер С.Л., Крэбтри, Г.Р. Механизм действия циклоспорина А и FK506. Иммунология сегодня. 4: 136–142, 1992. ПМИД 1374612 .
- ^ Колата, Г. Ученые расшифровывают загадочный процесс передачи сигналов в клетках. Нью-Йорк Таймс. Июнь 1993 года.
- ^ Крэбтри, GR, Олсон, EN. Передача сигналов NFAT: хореография социальной жизни клеток. Клетка. 109: С67-79, 2002. ПМИД 11983154 .
- ^ Аррон-младший, Уинслоу М.М., Поллери А., Чанг CP, Ву Х, Гао X, Нилсон-младший, Чен Л., Хейт Джей-Джей, Ким С.К., Ямасаки Н., Миякава Т., Франке Ю, Граф И.А., Крэбтри Г.Р. Нарушение регуляции NFAT за счет увеличения дозы DSCR1 и DYRK1A на хромосоме 21. Природа. 441(7093): 595–600, ПМИД 16554754 .
- ^ Куо CJ, Чунг Дж, Фиорентино Д.Ф., Фланаган В.М., Бленис Дж., Крэбтри Г.Р. Рапамицин избирательно ингибирует активацию киназы S6 p70 интерлейкином-2. Природа. 358(6381): 70-73, 1992. ПМИД 1614535 .
- ^ Спенсер, Дэвид М.; Уэндлесс, Томас Дж.; Шрайбер, Стюарт Л.; Крэбтри, Джеральд Р. (12 ноября 1993 г.). «Управление передачей сигнала с помощью синтетических лигандов» . Наука . 262 (5136): 1019–1024. Бибкод : 1993Sci...262.1019S . дои : 10.1126/science.7694365 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 7694365 .
- ^ Спенсер, Дэвид М.; Уэндлесс, Томас Дж.; Шрайбер, Стюарт Л.; Крэбтри, Джеральд Р. (12 ноября 1993 г.). «Управление передачей сигнала с помощью синтетических лигандов» . Наука . 262 (5136): 1019–1024. Бибкод : 1993Sci...262.1019S . дои : 10.1126/science.7694365 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 7694365 .
- ^ Холсингер, LJ; Спенсер, DM; Остин, диджей; Шрайбер, СЛ; Крэбтри, Греция (10 октября 1995 г.). «Передача сигнала в Т-лимфоцитах с использованием условного аллеля Sos» . Труды Национальной академии наук . 92 (21): 9810–9814. Бибкод : 1995PNAS...92.9810H . дои : 10.1073/pnas.92.21.9810 . ISSN 0027-8424 . ПМК 40892 . ПМИД 7568223 .
- ^ Jump up to: а б Спенсер, DM; Греф, я; Остин, диджей; Шрайбер, СЛ; Крэбтри, Греция (10 октября 1995 г.). «Общая стратегия получения условных аллелей Src-подобных тирозинкиназ» . Труды Национальной академии наук . 92 (21): 9805–9809. Бибкод : 1995PNAS...92.9805S . дои : 10.1073/pnas.92.21.9805 . ISSN 0027-8424 . ПМК 40891 . ПМИД 7568222 .
- ^ Jump up to: а б Клемм, Джули Д; Билз, Чан Р; Крэбтри, Джеральд Р. (сентябрь 1997 г.). «Быстрое нацеливание ядерных белков в цитоплазму» . Современная биология . 7 (9): 638–644. Бибкод : 1997CBio....7..638K . дои : 10.1016/S0960-9822(06)00290-9 . ПМИД 9285717 .
- ^ Jump up to: а б Хо, Стеффан Н.; Биггар, Стивен Р.; Спенсер, Дэвид М.; Шрайбер, Стюарт Л.; Крэбтри, Джеральд Р. (август 1996 г.). «Димерные лиганды определяют роль доменов активации транскрипции в повторной инициации» . Природа . 382 (6594): 822–826. Бибкод : 1996Natur.382..822H . дои : 10.1038/382822a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 8752278 .
- ^ Jump up to: а б Хэтэуэй, Натаниэль А.; Белл, Оливер; Ходжес, Кортни; Миллер, Эрик Л.; Нил, Дана С.; Крэбтри, Джеральд Р. (июнь 2012 г.). «Динамика и память гетерохроматина в живых клетках» . Клетка . 149 (7): 1447–1460. дои : 10.1016/j.cell.2012.03.052 . ПМЦ 3422694 . ПМИД 22704655 .
- ^ Лян, Фу-Сен; Хо, Вэнь Ци; Крэбтри, Джеральд Р. (15 марта 2011 г.). «Разработка пути стресса растений ABA для регулирования индуцированной близости» . Научная сигнализация . 4 (164). дои : 10.1126/scisignal.2001449 . ISSN 1945-0877 . ПМК 3110149 . ПМИД 21406691 .
- ^ Стэнтон, Бенджамин З.; Чори, Эмма Дж.; Крэбтри, Джеральд Р. (9 марта 2018 г.). «Химически индуцированная близость в биологии и медицине» . Наука . 359 (6380). дои : 10.1126/science.aao5902 . ISSN 0036-8075 . ПМК 6417506 .
- ^ Йе, Сюэхай; Ривера, Виктор М.; Золтик, Филип; Черасоли, Франклин; Шнелл, Майкл А.; Гао, Гуан-пин; Хьюз, Джозеф В.; Гилман, Майкл; Уилсон, Джеймс М. (январь 1999 г.). «Регулируемая доставка терапевтических белков после переноса генов соматических клеток in vivo» . Наука . 283 (5398): 88–91. Бибкод : 1999Sci...283...88Y . дои : 10.1126/science.283.5398.88 . ISSN 0036-8075 .
- ^ Самарасингхе, Кусал Т.Г.; Крюс, Крейг М. (июль 2021 г.). «Направленная деградация белков: перспективы создания не поддающихся лечению белков» . Клеточная химическая биология . 28 (7): 934–951. doi : 10.1016/j.chembiol.2021.04.011 . ПМЦ 8286327 . ПМИД 34004187 .
- ^ Гурисанкар, Сай; Крохотин Андрей; Цзи, Вэньчжи; Лю, Сяофань; Чанг, Чиунг-Ин; Ким, Сэмюэл Х.; Ли, Чжэннянь; Вендерски, Венди; Симанаускайте, Жюсте М.; Ян, Хаопэн; Фогель, Ханнес; Чжан, Тинху; Грин, Майкл Р.; Грей, Натаниэль С.; Крэбтри, Джеральд Р. (10 августа 2023 г.). «Перепрограммирование драйверов рака для активации апоптоза» . Природа . 620 (7973): 417–425. Бибкод : 2023Natur.620..417G . дои : 10.1038/s41586-023-06348-2 . ISSN 0028-0836 . ПМЦ 10749586 . ПМИД 37495688 .
- ^ Хавари П.А., Петерсон К.Л., Тамкун Дж.В., Мендель Д.Б., Крэбтри Г.Р. BRG1 содержит консервативный домен семейства SWI2/SNF2, необходимый для нормального митотического роста и транскрипции. Природа. 366(6451): 170-174, 1993. ПМИД 8232556 .
- ^ Ван В., Сайд Дж., Сюэ Ю., Чжоу С., Хавари П.А., Биггар С.Р., Мухардт С., Калпана Г.В., Гофф С.П., Янив М., Уоркман Дж.Л., Крэбтри Г.Р. Очистка и биохимическая гетерогенность комплекса SWI-SNF млекопитающих. ОБРАЗОВАНИЕ J. 15 (19): 5370-5382. ПМИД 8895581 .
- ^ Ву Цзи, Лессард Дж., Крэбтри Г.Р. Понимание слов о регуляции хроматина. Клетка. 136(2): 200-206, 2009. ПМИД 19167321 .
- ^ Ю А.С., Стаал Б.Т., Чен Л., Крэбтри Г.Р. МикроРНК-опосредованное переключение комплексов ремоделирования хроматина в развитии нейронов. Природа. 460(7261): 642-646, 2009. ПМИД 19561591 .
- ^ Ю А.С., Сунь AX, Ли Л, Щегловитов А, Портманн Т, Ли Ю, Ли-Мессер С, Долметч Р.Э., Цьен Р.В., Крэбтри Г.Р. МикроРНК-опосредованное превращение фибробластов человека в нейроны. Природа. 476(7359): 228-231, 2011. ПМИД 21753754 .
- ^ Кадоч С., Харгривз, округ Колумбия, Ходжес С., Элиас Л., Хо Л., Раниш Дж., Крэбтри Г.Р. Протеомный и биоинформатический анализ комплексов SWI/SNF млекопитающих определяет обширную роль в злокачественных новообразованиях человека. Нат Жене. 45(6): 592-601, 2013. ПМИД 23644491 .
- ^ Кадоч С., Крэбтри GR. Обратимое разрушение комплексов mSWI/SNF (BAF) онкогенным слиянием SS18-SSX при синовиальной саркоме. Клетка. 153(1): 71–85, 2013. ПМИД 23540691 .
- ^ Дыхуйзен ЕС, Харгривз Д.С., Миллер Э.Л., Цуй К., Коршунов А, Кул М., Пфистер С., Чо Ю.Дж., Чжао К., Крэбтри Г.Р. Комплексы BAF облегчают декатенацию ДНК топоизомеразой IIальфа. Природа. 497(7451): 624-627, 2013. ПМИД 23698369 .
- ^ Роуч Дж. К. и др., Science 80, 636–639. 10,1126; Kong et al. Nature, том 488, страницы 471–475 (2012 г.); Кондрашов и др. Nature, том 488, страницы 467–468 (2012); Компакт-диск Кэмпбелла, Эйхлер Э.Э. (2013). Тенденции Жене. 29, 575–584; Майклсон Дж. Дж. и др. Камера 151, 1431– 1442
- ^ Руководители нейробиологии, Кандель Э.Р., Кестер Дж.Д., Мак Ш. и Сигельбаум С.А., МакГроу Хилл, 2021 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Живые люди
- Американские биохимики
- Говард Хьюз Медицинские следователи
- Факультет медицинского факультета Стэнфордского университета
- Ученые из района залива Сан-Франциско
- Члены Национальной академии наук США
- Члены Американской академии искусств и наук
- 1946 года рождения
- Выпускники Университета Вест-Либерти
- Педагоги из Уилинга, Западная Вирджиния
- Люди из Уэллсбурга, Западная Вирджиния
- Ученые из Уилинга, Западная Вирджиния