Алан Холл - Википедия - Alan Hall

Алан Холл ФРС (19 мая 1952 - 3 мая 2015) был британцем клеточный биолог и профессором биологии Институт Слоана-Кеттеринга, где он был председателем программы клеточной биологии. Холл был избран Парень из Королевское общество в 1999 году.[1]

ранняя жизнь и образование

Холл родился в Barnsley. Он получил степень бакалавра химии в Оксфордский университет. Он начал учиться на докторскую степень в Оксфорде, но через два месяца он последовал за своим главным профессором. Джереми Р. Ноулз к Гарвардский университет, где в 1977 году получил степень доктора биохимии.[2] Затем он взял постдокторский стипендии по молекулярной биологии в Эдинбургский университет и Цюрихский университет.[3]

Карьера и исследования

Доктор Холл был посвящен энзимологии В-лактамаза, в результате чего его первая статья была опубликована в Природа в 1976 г. Он использовал штаммы E. Coli с мутированной B-лактамазой, ферментом устойчивости к антибиотикам, и проанализировал их активность в присутствии бензилпенициллина и цефалоспорина C. Прямой отбор этих мутантов позволил идентифицировать каталитические свойства B-лактамазы и позволили провести дальнейшие исследования структурно-функциональных взаимосвязей фермента.[4]

В 1981 году перешел на работу в Институт исследования рака в Лондоне, где он пробыл 12 лет. Его работа, в сотрудничестве с его коллегой и близким другом Кристофер Маршалл, внесли важный вклад в наше понимание передачи сигналов в клетках животных, в частности, роли Ро и Рас маленький GTPases в регулировании множества клеточных функций, таких как пролиферация, морфология и миграция. В 1982 году Холл помог идентифицировать трансформирующие последовательности в линиях клеток саркомы человека в Институте исследований рака в Лондоне. ДНК из линии клеток рабдомиосаркомы и линии клеток фибросаркомы трансформировала линию клеток фибробластов мыши NIH / 3T3. После инъекции мышам опухоли начали формироваться всего за 10 дней. Затем измеряли трансформирующую активность клеточных линий рабдомиосаркомы и фибросаркомы после их переваривания с помощью массива эндонуклеазы. Дальнейшее тестирование ДНК показало, что трансформирующие последовательности в двух линиях раковых клеток были одинаковыми, и позже ген был охарактеризован как N-ras, член семейства генов Ras.[5]

В 1986 году Холл помог раскрыть свойства человеческого белка p21, который кодируется N-ras. Была измерена ГТФазная активность различных мутантных форм p21, одна из которых клонирована от пациента с миелобластным лейкозом, а другая получена в результате мутагенеза in vitro. Результаты не показали корреляции между активностью GTPase N-ras p21 дикого типа или мутантного N-ras p21 и трансформирующим потенциалом. Эти результаты были опубликованы в Молекулярная и клеточная биология (MCB).[6]

Алан Холл показал специфичность Rho в стимуляции очаговые спайки и формирование стрессовых волокон в фибробласты в присутствии внеклеточных факторов в 1992 году. Он впервые понял, что добавление бычьей эмбриональной телячьей сыворотки (FCS) к швейцарским клеткам 3T3 увеличивает полимеризацию актина и сборку стрессовых волокон. Иммунофлуоресценция после увеличения винкулин и талин, два цитоскелетных белка на внутриклеточной поверхности плазматической мембраны при микроинъекции Val14rhoA показали ассоциацию очаговых спаек с концом новых стрессовых волокон. После фракционирования FCS по размеру и анализа липидов, связанных с сывороточным альбумином, лизофосфатидная кислота (LPA) было обнаружено, что он отвечает за активность сыворотки, которая вызывает образование стрессовых волокон. Ингибирование Rho рибозилированием трансферазы C3 приводило к ингибированию фокальной адгезии и сборки стрессовых волокон, но не влияло на мембранная оборка. Эти результаты были опубликованы в Cell и цитировались более 4000 раз.[7] Параллельно с этим экспериментом Холл показал, что наличие Rac, другой Ras-связанный GTP-связывающий белок, участвует в регуляции организации актина в присутствии внеклеточных факторов роста. Методы иммунофлуоресценции и антител были использованы для локализации мутантного белка V12rac1 после микроинъекции в цитоплазму слитных клеток Swiss 3T3, лишенных сыворотки. Сравнение с нормальными клетками показало, что Rac1 стимулирует продукцию актиновых филаментов на мембране, пиноцитоз и взъерошивание мембраны. Ингибирование эндогенной функции Rac мутантами N17rac и V12rac1 предотвращает вызванное фактором роста взъерошивание мембран. Кроме того, инактивация белка Rho посредством АДФ-рибозилирование в микроинъекции Rac1 снижает образование актиновых стрессовых волокон. Холл пришел к выводу, что Rac и Rho комплементарны для организации полимеризованного актина. Действительно, Rho-зависимый ответ стимулируется действием факторов роста на белок Rac.[8]

В 1993 году переехал в Университетский колледж Лондона, где он помог создать новый Центр MRC для молекулярной клеточной биологии. В 2000 году он стал директором этой программы.

В 2002 году Алан Холл разглядел роль граммводный в сигнальных путях Rho. До этой публикации были противоречивые сообщения о роли Г.водный в передаче сигналов через Rho; некоторые сказали, что он не может вызвать активацию Rho, а некоторые сказали, что может. Используя методы иммуноблоттинга, Холл показал, что активация эндогенного Gводный через G-белковые рецепторы (GCPR) может фактически индуцировать активацию Rho и дает аналогичные результаты при прямой экспрессии активированного Gводный. Уже было известно, что другие грамма белки могут вызывать активацию Rho (т. е. Gа13 активирует p115 Rho ГЭФ, который, в свою очередь, активирует Rho), но было также известно, что Gводный не активирует p115 Rho ГЭФ, и поэтому должен действовать через альтернативный, неизвестный механизм.[9] Два года спустя он переехал в Мемориальный онкологический центр им. Слоана Кеттеринга в качестве кафедры программы клеточной биологии.[3]

В 2005 г. было идентифицировано множество активаторов и мишеней пути Rho, но очень мало исследований того, как поддерживается специфичность пути. В этот момент было известно, что несколько идентифицированных мишеней Rho были структурно подобны каркасным белкам, которые, как было показано в прошлом, опосредуют специфичность взаимодействия в других путях. Холл использовал тесты иммунопреципитации, чтобы показать, что CNK1, каркасная белок-подобная мишень Rho, взаимодействует с двумя Rho-специфическими ГЭФ (Net1 и p115RhoГЭФ ) и две киназы JNK MAP киназа путь (MLK2 и MKK7). Затем он определил, что CNK1 действует вместе с этими четырьмя мишенями, чтобы активировать путь киназы JNK MAP, но не другие пути, активируемые Rho. Это привело к выводу, что CNK1 связывает специфические факторы обмена Rho с киназным путем JNK MAP, обеспечивая специфичность.[10] В том же году Холл исследовал роль малой GTPase Ral в ветвлении нейритов. После микроинъекции кортикальных и симпатических нейронов с активным и доминантно-отрицательным Ral окрашивание клеток антителами показало, что увеличение разветвления нейритов напрямую связано с присутствием активного Ral. Еще одно доказательство важности Ral было получено, когда нейроны коры были истощены эндогенными изоформами RalA и RalB в результате вмешательства РНК. (РНКи) и показал уменьшение разветвленности. Помещая SCG на пластиковые чашки в присутствии различных субстратов, Холл понял, что Ral активируется ламинином, чтобы вызвать это разветвление. Фактически, Ral-зависимое ветвление вовлечено в фосфорилирование ассоциированного с ростом белка GAP-43. Наконец, мутанты Ral, неспособные связываться со своими специфическими эффекторными белками, показали, что изоформы RalA и RalB способствуют разветвлению через комплекс экзоцисты и фосфолипазу D соответственно.[11]

В 2010 году Холл проанализировал ряд сигнальных путей Rho, которые регулируют образование апикальных соединений в клетках бронхиального эпителия человека (HBE). Подавление RhoA в клеточных линиях HBE с использованием миРНК показали отсутствие образования апикального соединения в отличие от контроля. SiRNA, нацеленные на RhoA, не влияли на других членов семейства Rho. Дальнейший анализ показал, что PRK2, прямая мишень для Rho, необходим для образования апикальных соединений. Мутационные варианты PRK2 были использованы, чтобы обнаружить, что хотя начальное формирование преапикальных соединений не блокируется, процесс созревания в истинные апикальные соединения предотвращается.[12]

Исследование Холла имело широкое значение для здоровья и болезней человека, особенно рака. Кроме того, под его руководством получило образование и обучение на двух континентах поколение клеточных биологов.

Почести и награды

В 1993 году Алан Холл был удостоен премии Фонда Фельдберга за его работу о роли GTP-связывающих белков в путях передачи сигналов.[13] Его работа по регулированию адгезии, миграции и полярности клеточного цитоскелета в 2005 году была удостоена премии Луи Жанте в области медицины.[14] Позже в том же году он выиграл медаль Novartis.[15] за его работу с ролью Rho GTPases в поведении клеток.[16] Канадская международная премия Гэрднера (2006 г.) была присуждена ему за открытие Rho GTPases, которые играют роль в устройстве цитоскелета и миграции клеток, и их применение в раковых клетках.[17]

Рекомендации

  1. ^ http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/42883/title/Prominent-Cell-Biologist-Dies/
  2. ^ Памяти: Алан Холл, пионер в области GTPases Rho и председатель клеточной биологии в Sloan-Kettering
  3. ^ а б "На работе: председатель программы клеточной биологии Алан Холл". Мемориальный онкологический центр Слоуна-Кеттеринга. Архивировано из оригинал 2 апреля 2015 г.. Получено 3 марта 2015.
  4. ^ Холл, Алан; Ноулз, Джереми (23 декабря 1976 г.). «Направленное селективное давление на бета-лактамазу для анализа молекулярных изменений, участвующих в развитии функции фермента». Природа. 264 (5588): 803–804. Дои:10.1038 / 264803a0. PMID  796732. S2CID  4193701.
  5. ^ Маршалл, CJ; Холл, Аллан; Вайс, Р.А. (1982). «Трансформирующий ген, присутствующий в клеточных линиях саркомы человека». Природа. 299 (5879): 171–173. Дои:10.1038 / 299171a0. PMID  6287287. S2CID  4342747.
  6. ^ Трэхи, М; Милли, Р.Дж.; Коул, GE; Innis, M; Паттерсон, H; Маршалл, CJ; Холл, А; Маккормик, Ф (1987). «Биохимические и биологические свойства человеческого белка N-ras p21». Молекулярная и клеточная биология. 7 (1): 541–544. Дои:10.1128 / MCB.7.1.541. ЧВК  365100. PMID  3550423.
  7. ^ Ридли, Энн; Холл, Алан (7 августа 1992 г.). «Небольшой GTP-связывающий белок rho регулирует сборку фокальных спаек и актиновых стрессовых волокон в ответ на факторы роста». Клетка. 70 (3): 389–399. Дои:10.1016/0092-8674(92)90163-7. PMID  1643657.
  8. ^ Ридли, AJ; Патерсон, ВЧ; Johnston, CL; Дикманн, Д; Холл, А (7 августа 1992 г.). «Небольшой GTP-связывающий белок rac регулирует вызванное фактором роста взъерошивание мембран». Клетка. 70 (3): 401–410. Дои:10.1016/0092-8674(92)90164-8. PMID  1643658.
  9. ^ Dutt, P; Kjoller, L; Giel, M; Холл, А; Токсоз, Д (20 ноября 2002 г.). «Активированные члены семейства Galphaq индуцируют активацию Rho GTPase и Rho-зависимую сборку актиновых филаментов». Письма FEBS. 531 (3): 565–569. Дои:10.1016 / s0014-5793 (02) 03625-6. PMID  12435612. S2CID  1712293.[постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ Jaffe, AB; Холл, А; Шмидт, А (8 марта 2005 г.). «Ассоциация CNK1 с факторами обмена нуклеотидов гуанина Rho контролирует специфичность передачи сигналов ниже Rho». Ячейка: Текущая биология. 15 (5): 405–412. Дои:10.1016 / j.cub.2004.12.082. PMID  15753034. S2CID  16479940.
  11. ^ Лалли, Джованна; Холл, Аллан (5 декабря 2005 г.). «Ral GTPases регулируют разветвление нейритов через GAP-43 и комплекс экзоцисты». Журнал клеточной биологии. 151 (5): 857–869. Дои:10.1083 / jcb.200507061. ЧВК  2171284. PMID  16330713.
  12. ^ Уоллес, ЮЗ; Magalhaes, A; Холл, А (январь 2011 г.). «Rho Target PRK2 регулирует формирование апикального соединения в клетках бронхиального эпителия человека». Молекулярная и клеточная биология. 31 (1): 81–91. Дои:10.1128 / MCB.01001-10. ЧВК  3019857. PMID  20974804.
  13. ^ «Призеры Фонда Фельдберга». feldbergfoundation.org. Получено 8 декабря 2015.
  14. ^ "Премия Луи-Жанте в области медицины 2005 г.". mpg.de. Получено 8 декабря 2015.
  15. ^ "Медаль и премия Новартис | Биохимическое общество". www.biochemistry.org. Архивировано из оригинал 1 сентября 2018 г.. Получено 8 декабря 2015.
  16. ^ Холл, А. (26 октября 2005 г.). «Rho GTPases и контроль клеточного поведения». Сделки Биохимического Общества. 33 (5): 891–895. Дои:10.1042 / BST0330891. ISSN  0300-5127. PMID  16246005.
  17. ^ "Алан Холл | Гэрднер". www.gairdner.org. Получено 8 декабря 2015.

Библиография