Phillip Allen Sharp — Nobelov laureát za objav spájania génov
Phillip A. Sharp — Nobelov laureát za objav spájania génov: pionier molekulárnej biológie, ktorý odhalil, ako alternatívne spájanie vytvára rôzne proteíny.
Phillip Allen Sharp (narodený 6. júna 1944) je americký genetik a molekulárny biolog. Je známy predovšetkým pre svoj priekopnícky výskum génovej štruktúry a spracovania RNA u eukaryotických buniek.
Spoluobjavil spájanie génov (tzv. RNA splicing) a v roku 1993 sa s Richardom Robertsom podelil o Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu za "objav, že gény u eukaryotov nie sú súvislé reťazce, ale obsahujú introny, a že spájanie pre-messengerovej RNA s cieľom odstrániť tieto introny môže prebiehať rôznymi spôsobmi, čím sa z tej istej sekvencie DNA získajú rôzne proteíny". Tento objav (uverejnený v 70. rokoch, s výraznými prácami okolo roku 1977) zmenil základné chápanie génovej architektúry a génovej expresie u vyšších organizmov.
Galéria obrázkov
4 Obrázky
Čo je spájanie génov a prečo je dôležité
Spájanie génov je proces, pri ktorom sa z primárnej transkriptovej molekuly mRNA odstránia neproteínovacie sekvencie nazývané introny a zostávajúce proteínovacie časti (exóny) sa spoja do zrelého mRNA. Tento proces zabezpečuje presné zostavenie informácie potrebnej na syntézu proteínov. Mechanizmus spájania je sprostredkovaný veľkým komplexom nazývaným spliceozóm, ktorý obsahuje malé jadrové ribonukleoproteíny (snRNP, napr. U1, U2, U4/U6, U5) a ďalšie proteíny.
Jedným z najdôležitejších dôsledkov tohto objavu je pojem alternatívneho spájania (alternative splicing) — schopnosť jednej génovej sekvencie viesť k viacerým rôznym mRNA a tým aj k rôznym proteínom. To vysvetľuje, ako relatívne malé množstvo génov v ľudskom genóme môže viesť k mnohorakej funkčnej rozmanitosti bielkovín. Poruchy v spájaní RNA sú dnes spájané s mnohými chorobami vrátane niektorých foriem rakoviny a dedičných ochorení, čo zvyšuje význam pochopenia tohto procesu pre medicínu a vývoj terapií.
Kariéra a ďalší vplyv
Sharp sa narodil v meste Falmouth v štáte Kentucky. V roku 1969 získal doktorát z chémie na Illinoiskej univerzite v Urbane-Champaign. Po ukončení doktorandského štúdia pracoval do roku 1971 na Kalifornskom technologickom inštitúte, kde študoval plazmidy, a neskôr pokračoval v štúdiu expresie génov v ľudských bunkách v Cold Spring Harbor Laboratory pod vedením Jamesa Watsona.
V roku 1974 mu biológ Salvador Luria ponúkol miesto na MIT. Na Massachusetts Institute of Technology zostal dlhodobo aktívny: v rokoch 1985 až 1991 bol riaditeľom Centra pre výskum rakoviny MIT (teraz Kochov inštitút pre integrovaný výskum rakoviny), v rokoch 1991 až 1999 bol vedúcim katedry biológie a v rokoch 2000 až 2004 riaditeľom McGovernovho inštitútu pre výskum mozgu. Počas svojej akademickej dráhy viedol veľkú skupinu študentov a postdoktorandov, publikoval početné vedecké práce a významne prispel k rozvoju molekulárnej biológie a biomedicínskeho výskumu.
Je držiteľom mnohých ocenení a čestných titulov a je členom viacerých prestížnych vedeckých organizácií. Okrem toho bol zapojený aj do aplikovaného výskumu a spolupracoval so sektormi biotechnológií; bol jedným zo zakladateľov a konzultantov viacerých biotechnologických spoločností a poradných orgánov, čím pomáhal prevádzať základný výskum do praktických medicínskych a priemyselných aplikácií.
Význam pre súčasnosť
Objav spájania génov zohráva kľúčovú úlohu v modernej genetike, v porozumení génovej regulácie, v diagnostike a liečbe chorôb viazaných na chyby spracovania mRNA a v rozvoji nových terapeutických prístupov založených na RNA. Práca Phillipa Sharpa preto neovplyvnila len teoretické chápanie génov, ale mala a má aj bezprostredný dopad na biomedicínsky výskum a vývoj liečebných metód.
Poznámka: Tento text rozširuje základné informácie o vedeckej práci a kariére Phillipa Allena Sharpa s dôrazom na význam jeho objavov pre molekulárnu biológiu a medicínu.
Práca
Kedysi sa predpokladalo, že každý gén v DNA kóduje jeden proteín v súvislom páse. V roku 1997 Sharp a Roberts nezávisle od seba zistili, že gény sú rozdelené na segmenty, ktoré sa neskôr pri spracovaní RNA spájajú.
Sharp a Roberts dokázali, že kódujúca DNA je oddelená úsekmi DNA, ktoré sú nekódujúce. Kódujúce úseky sú exóny a nekódujúce úseky sú intróny.
Okrem toho sa ukázalo, že táto štruktúra sa vyskytuje vo všetkých vyšších organizmoch. Objav, že gén v môže byť v genetickom materiáli prítomný ako niekoľko odlišných a samostatných segmentov, bol revolučný.
Druhá časť Sharpovej práce sa týkala delenia a spájania génov. To znamená vyrezávanie častí z kódujúcej sekvencie a pridávanie častí do nej. Tým sa vytvorí proteín, ktorý funguje inak ako pôvodná verzia.
Navrhovaný vplyv na vývoj
Takáto štruktúra môže umožniť pružnejšie reagovať na zmeny prostredia, a tým urýchliť evolúciu. Táto štruktúra môže byť tiež zodpovedná za množstvo dedičných genetických chýb.
Tu je kľúčová časť prejavu profesora Bertila Daneholta z Nobelovho zhromaždenia Karolinského inštitútu:
"Predtým sa predpokladalo, že gény sa vyvíjajú najmä prostredníctvom akumulácie malých diskrétnych zmien v genetickom materiáli. Ich mozaiková génová štruktúra však umožňuje vyšším organizmom reštrukturalizovať gény aj iným, efektívnejším spôsobom. V priebehu evolúcie sa totiž génové segmenty - jednotlivé časti mozaiky - preskupujú v genetickom materiáli, čím vznikajú nové mozaikové vzory, a teda aj nové gény. Tento proces preskupovania pravdepodobne vysvetľuje rýchlu evolúciu vyšších organizmov".
Otázky a odpovede
Otázka: Čím je známy Phillip Allen Sharp?
A: Phillip Allen Sharp je americký genetik a molekulárny biológ, ktorý spoluobjavil spájanie génov a v roku 1993 sa s Richardom Robertsom podelil o Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu za "objav, že gény v eukaryotoch nie sú súvislé reťazce, ale obsahujú introny, a že spájanie pre-messengerovej RNA s cieľom odstrániť tieto introny môže prebiehať rôznymi spôsobmi, čím sa získajú rôzne proteíny z tej istej sekvencie DNA".
Otázka: Kde sa narodil Phillip Allen Sharp?
Odpoveď: Phillip Allen Sharp sa narodil v meste Falmouth v štáte Kentucky.
Otázka: Kedy dokončil svoj doktorát?
Odpoveď: Doktorát z chémie získal na Illinoiskej univerzite v Urbana-Champaign v roku 1969.
Otázka: Akým výskumom sa zaoberal po ukončení doktorandského štúdia?
Odpoveď: Po ukončení doktorandského štúdia pracoval do roku 1971 na Kalifornskom technologickom inštitúte, kde študoval plazmidy a neskôr expresiu génov v ľudských bunkách v Cold Spring Harbor Laboratory pod vedením Jamesa Watsona.
Otázka: Ako sa dostal na MIT?
Odpoveď: V roku 1974 mu biológ Salvador Luria ponúkol miesto na MIT.
Otázka: Aké pozície zastával Philip na MIT?
Odpoveď: V rokoch 1985 až 1991 bol riaditeľom Centra pre výskum rakoviny MIT (teraz Kochov inštitút pre integrovaný výskum rakoviny), v rokoch 1991 až 1999 viedol katedru biológie a v rokoch 2000 až 2004 bol riaditeľom McGovernovho inštitútu pre výskum mozgu.
Autor
AlegsaOnline.com Phillip Allen Sharp — Nobelov laureát za objav spájania génov Leandro Alegsa
URL: https://sk.alegsaonline.com/art/128692