Михаил Росбаш

редактировать
Михаил Росбаш
Михаил Росбаш EM1B8756 (38847326642).jpg Михаил Росбаш на пресс-конференции, посвященной Нобелевской премии, в Стокгольме, декабрь 2017 г.
Родился Майкл Моррис Росбаш ( 1944-03-07)7 марта 1944 г. (77 лет) Канзас-Сити, штат Миссури, США
Национальность Американец
Альма-матер Калифорнийский технологический институт ( BS ) Массачусетский технологический институт ( MS, PhD )
Супруг (а) Надя Абович
Награды Премия Грубера в области нейробиологии (2009 г.), Нобелевская премия по физиологии и медицине (2017 г.)
Научная карьера
Поля Генетика Хронобиология
Учреждения Эдинбургский университет Брандейский университет Медицинский институт Говарда Хьюза
Докторант Шелдон Пенман

Майкл Моррис Росбаш (родился 7 марта 1944 года) - американский генетик и хронобиолог. Росбаш - профессор и исследователь Университета Брандейса и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. Исследовательская группа Rosbash в клонировали дрозофилы ген период в 1984 году и предложил Транскрипция Перевод отрицательной обратной связи Петля для циркадных часов в 1990 г. В 1998 г. они открыли цикл ген, часы ген, и криптохромными фоторецептор в дрозофилы за счет использования передовых генетики, по первому определение фенотипа мутанта, а затем определение генетики, лежащей в основе мутации. Росбаш был избран членом Национальной академии наук в 2003 году. Вместе с Майклом У. Янгом и Джеффри С. Холлом он был удостоен Нобелевской премии 2017 года по физиологии и медицине «за открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм».

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 жизнь
  • 2 Исследования
    • 2.1 Хронология крупных открытий
    • 2.2 исследование мРНК
    • 2.3 Открытие циркадных TTFL у дрозофилы
    • 2.4 Проблемы модели TTFL у дрозофилы
    • 2.5 Открытие гена часов дрозофилы
    • 2.6 Открытие гена цикла дрозофилы
    • 2.7 Открытие криптохрома как циркадного фоторецептора дрозофилы
    • 2.8 Нейроны LN V как основные циркадные ритмы дрозофилы
    • 2.9 Текущие исследования
  • 3 позиции
  • 4 награды
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Жизнь

Майкл Росбаш родился в Канзас-Сити, штат Миссури. Его родители, Хильда и Альфред Росбаш, были еврейскими беженцами, которые покинули нацистскую Германию в 1938 году. Его отец был кантором, который в иудаизме является человеком, который воспевает богослужения. Семья Росбаша переехала в Бостон, когда ему было два года, и с тех пор он является ярым фанатом Red Sox.

Изначально Росбаш интересовался математикой, но бакалавриат по биологии в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) и летняя работа в лаборатории Нормана Дэвидсона подтолкнули его к биологическим исследованиям. Росбаш окончил Калифорнийский технологический институт в 1965 году со степенью в области химии, провел год в Институте биологии и химии в Париже по стипендии Фулбрайта, а в 1970 году получил докторскую степень по биофизике в Массачусетском технологическом институте под руководством Шелдона Пенмана. Проведя три года в аспирантуре по генетике в Эдинбургском университете, Росбаш поступил на факультет Брандейского университета в 1974 году.

Росбаш женат на коллеге-ученом Надже Абович, у него есть падчерица по имени Паула и дочь по имени Таня.

Исследовать

Первоначально исследования Росбаша были сосредоточены на метаболизме и процессинге мРНК ; мРНК - это молекулярная связь между ДНК и белком. После прибытия в Брандейс, Росбаш сотрудничал с коллегой Джеффри Холлом и исследовал генетическое влияние на циркадные ритмы внутренних биологических часов. Они использовали Drosophila melanogaster для изучения моделей активности и отдыха. В 1984 году Росбаш и Холл клонировали первый ген часов дрозофилы, точка. После работы, проделанной докторантом Полом Хардином, обнаружив, что мРНК этого периода и связанный с ней белок (PER) имеют колеблющиеся уровни в течение циркадного цикла, в 1990 году они предложили модель петли отрицательной обратной связи трансляции транскрипции (TTFL) в качестве основы. циркадные часы. Следуя этому предложению, они изучили элементы, из которых состоят другие части часов. В мае 1998 г. Росбаш и др. нашли гомолог для часов млекопитающих, которые выполняли ту же функцию активации транскрипции per and tim, которую они начали называть dClock. Также в мае 1998 г. Росбаш и др. обнаружил у дрозофилы цикл часового гена, гомолог гена bmal1 млекопитающих. В ноябре 1998 г. Росбаш и др. обнаружили мутант дрозофилы cry b, что привело к заключению, что белок криптохрома участвует в циркадной фоторецепции.

Хронология крупных открытий

  • 1984: Клонирован ген периода дрозофилы
  • 1990: Предложил цикл отрицательной обратной связи транскрипции для циркадных часов.
  • 1998: Идентифицирован ген часов дрозофилы
  • 1998: Идентифицирован ген цикла дрозофилы
  • 1998: Идентифицирован криптохром как циркадный фоторецептор дрозофилы.
  • 1999: Выявлены нейроны LN V как основные циркадные кардиостимуляторы дрозофилы

мРНК исследование

Росбаш начал изучать процессинг мРНК в аспирантуре Массачусетского технологического института. Его работа с Saccharomyces cerevisiae выявила ферменты, белки и субклеточные органеллы и их конвергенцию на мРНК в определенном порядке, чтобы транслировать мРНК в белки. Ошибки в этом процессе были связаны с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, поэтому эта работа имеет важное значение для лучшего понимания и лечения заболеваний.

Открытие циркадного TTFL у дрозофилы

В 1990 году Росбаш, Холл и Хардин открыли роль гена периода (per) в циркадном осцилляторе дрозофилы. Они обнаружили, что уровни белка PER колеблются в светлых темных циклах, и эти колебания сохраняются в постоянной темноте. Точно так же изобилие мРНК также имеет ритмическую экспрессию, которая уносится в светлые темные циклы. В голове мухи уровни мРНК колеблются как в 12-часовом цикле освещения, так и в 12-часовом темноте, а также в постоянной темноте. Уровни мРНК достигли пика в начале субъективной ночи, после чего примерно через 6 часов последовал пик уровней белка PER. Мутировавшие по генам влияли на циклический цикл мРНК. Основываясь на этих экспериментальных данных, Росбаш, Холл и Хардин предположили, что белок PER участвует в петле отрицательной обратной связи, которая контролирует уровни мРНК, и что эта петля обратной связи транскрипции-трансляции является центральной особенностью циркадных часов дрозофилы.

Они также рассмотрели две другие мутации с единичным миссенс- периодом для S и L1. Эти мутации приводят к тому, что пик вечерней активности наступает раньше и позже, соответственно, по сравнению с мухами per + дикого типа. Они обнаружили, что уровни РНК для S и L1 также демонстрируют четкую ритмичность. Как и в случае с двигательной активностью, пик экспрессии смещается раньше для per S, а затем для L1.

Они трансформировали мух с нулевой мутацией периода 0 фрагментом функциональной ДНК размером 7,2 т.п.н. и измеряли уровни мРНК в локусе per 0 и новом локусе. После трансформации уровни мРНК были ритмичными как в исходном, так и в новом локусе. Локус per 0 был способен транскрибировать нормальный белок на мРНК и транслировать нормальный белок PER, что означает, что ритмичность восстанавливалась функциональным белком PER, транскрибируемым и транслируемым с участка ДНК размером 7,2 т.п.н. Действует петля обратной связи, в которой циклическое изменение уровней белка PER в новом локусе дает обратную связь, чтобы диктовать циклическое изменение уровней на мРНК в исходном локусе на 0. В 1992 году Росбаш снова сотрудничал с Джеффри Холлом и Полом Хардином, чтобы более внимательно изучить механизмы TTFL. Они интересовались регулированием периодических колебаний уровня мРНК и обнаружили, что уровни мРНК регулируются транскрипционно. Это подтверждается данными о том, что РНК-предшественник циклически проходит с той же фазой, что и зрелые транскрипты, и колеблется относительно времени Цайтгебера (ZT). Другое свидетельство регуляции транскрипции состоит в том, что промотора гена достаточно для передачи цикла гетерологичной мРНК.

Проблемы модели TTFL у дрозофилы

Группа Ахилеша Редди показала, используя ряд непредвзятых методов -омик (РНК-секвенирование, протеомика, метаболомика), что клетки S2 дрозофилы демонстрируют циркадные молекулярные ритмы. Эти клетки не экспрессируют известные «гены часов», включая per и tim. Введение белков PER и TIM в клетки не вызывает ритмичности этих клеток, что определяется по изобилию или фосфорилированию белков PER и TIM. Таким образом, эти клетки до сих пор считались "безчасовыми" в поле зрения мух. Эти результаты подтверждают вышеизложенную работу по демонстрации модели TTFL часового механизма мух, неспособного объяснить генерацию циркадных ритмов.

Открытие гена часов дрозофилы

Вероятный гомолог ранее открытого мышиного гена Clock был идентифицирован Rosbash et al. путем клонирования гена дрозофилы, определенного мутацией Jrk. Этот ген получил название Часы дрозофилы. Было показано, что dClock напрямую взаимодействует с per и tim E-блоками и способствует циркадной транскрипции этих генов. Мутация Jrk нарушает цикл транскрипции per и tim. Это также приводит к полностью аритмичному поведению в постоянной темноте для гомозиготных мутантов и около половины демонстрирует аритмическое поведение у гетерозигот. Гомозиготы Jrk экспрессировали низкие, нециклические уровни мРНК per и tim, а также белков PER и TIM. Из этого был сделан вывод, что поведенческая аритмичность у Jrk была вызвана дефектом транскрипции per и tim. Это указывает на то, что dClock участвует в активации транскрипции per и tim.

Открытие гена цикла дрозофилы

В 1998 году Росбаш и др. открыли новый цикл часового гена, гомолог гена Bmal1 млекопитающих. Мутанты с гомозиготным циклом 0 имеют аритмичность в двигательной активности, а мухи с гетерозиготным циклом 0 / + имеют устойчивые ритмы с измененным периодом ритмичности. Вестерн-блоттинг показывает, что гомозиготные мутанты цикла 0 имеют очень мало белков PER и TIM, а также низкие уровни мРНК per и tim. Это указывает на то, что отсутствие цикла приводит к снижению транскрипции генов per и tim. Мейотическое картирование поместило cyc на третью хромосому. Они обнаружили домены bHLH-PAS в cyc, что указывает на функции связывания с белками и ДНК.

Открытие криптохрома как циркадного фоторецептора дрозофилы

В 1998 году Росбаш и др. обнаружили мутант дрозофилы, демонстрирующий плоские, неосциллирующие уровни мРНК per и tim из-за нулевой мутации в гене криптохрома. Эта мутация получила название cry baby, или cry b. Неспособность мутантов cry b синхронизироваться с циклами света и темноты указывает на то, что нормальная функция криптохрома связана с циркадной фоторецепцией.

LN V нейроны как основные циркадные ритмы дрозофилы

У дрозофилы определенные латеральные нейроны (LN), как было показано, важны для циркадных ритмов, включая дорсальные (LN d) и вентральные (LN V) нейроны. Нейроны LN V выражают PDF (коэффициент дисперсии пигмента), который изначально предполагался как выходной сигнал часов. Мутанты гена нейропептида pdf (pdf 01), а также мухи, избирательно удаленные для LN V, вызвали аналогичные поведенческие реакции. Оба были подвержены внешним световым сигналам, но в постоянных условиях были в значительной степени аритмичными. Некоторые мухи в каждом случае демонстрировали слабую ритмичность свободного бега. Эти результаты заставляют исследователей полагать, что нейроны LN V были критическими нейронами, задающими циркадный ритм, а PDF - основным передатчиком циркадных ритмов.

Текущее исследование

В последние годы Росбаш работал над нейронно-мозговыми аспектами циркадных ритмов. Было идентифицировано семь анатомически различных нейрональных групп, которые все экспрессируют гены основных часов. Однако мРНК, по-видимому, экспрессируются циркадным и нейрон-специфическим образом, что его лаборатория заинтересовала в определении, обеспечивает ли это связь с различными функциями определенных групп нейронов. Он также исследовал влияние света на определенные группы нейронов и обнаружил, что одна подгруппа светочувствительна к включенному свету (рассвет), а другая - к выключенному свету (сумерки). Было показано, что клетки рассвета способствуют возбуждению, а клетки сумерек способствуют сну.

Сегодня Росбаш продолжает исследования процессинга мРНК и генетических механизмов, лежащих в основе циркадных ритмов. Он также опубликовал забавные размышления о своей жизни в науке.

Позиции

Награды

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2024-01-02 10:29:42
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте