Альберт Эривес - Albert Erives

Альберт Эривес
(Адальберто Хорхе Эривес)
Родившийся(1972-03-04)4 марта 1972 г.
Сан-Фернандо, CA, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
НациональностьАмериканец
Гражданство Соединенные Штаты
Альма-матерКалифорнийский технологический институт, Калифорнийский университет в Беркли
Известенгенная регуляция, молекулярная эволюция, геномика
НаградыNSF КАРЬЕРА награда
Научная карьера
ПоляБиология
УчрежденияУниверситет Айовы, Дартмутский колледж
ДокторантМайкл Левин

Альберт Эривес (родился 4 марта 1972 г.) - генетик развития, изучающий транскрипционные усилители лежащий в основе развитие животных и болезни развития (раки ). Эривс также предложил модель pacRNA для двойного происхождения генетический код и универсальная гомохиральность.[1] Он известен работой на пересечении генетика, эволюция, биология развития, и генная регуляция.[2][3][4][5] Он работал в Калифорнийский технологический институт, Калифорнийский университет в Беркли, и Дартмутский колледж, и является доцентом Университет Айовы.

Эривес показал, как гены нуклеоцитоплазматические большие ДНК-вирусы сообщить о промежуточных этапах эволюции линейного, хроматизированный эукариотическая хромосома и ее механизмы генная регуляция.[6][7]

Нормативные грамматики энхансеров

Основная работа Эривса связана с «регуляторными грамматиками» транскрипционного усилители основное животное разработка и раковые заболевания. Используя сборки геномов животных, Эривс обнаружил сложные коды регуляции генов, лежащие в основе негомологичных подмножеств механически эквивалентных энхансеров.[3][4][8] Эти коды состоят из комбинаторного «лексикона» фактор транскрипции (TF) сайты связывания, функциональные перегибы этих сайтов связывания (так называемые «специализированные сайты», ограниченные для сродства связывания и конкуренции множеством TF), и сложный порядок сайтов (ориентация и позиционное расположение этих сайтов). Взаимосвязь этих сложных регуляторных кодов в нуклеосомной «регуляторной рамке считывания» является ключевой целью.[9] Работа его лаборатории также прояснила, как мутационный механизм (проскальзывание микросателлитных повторов) играет важную эволюционную роль в функциональной настройке сложных участков связывания, которые задействуют факторы, богатые полиглутамином.[2][5][10] Соответственно, лаборатория Erives стала пионером в идентификации новых энхансеров рекрутирования полиглутаминового комплекса, которые интегрируют сигналы развития,[9] а также идентификацию ряда аллелей polyQ для ключевых факторов развития, нацеленных на эти энхансеры.[11]

Важным следствием этой работы является то, что сети регуляции генов в значительной степени развиваться инделы в обоих СНГ и транс (в энхансерных ДНК и генах, кодирующих polyQ, соответственно). Поскольку индели в основном производятся нестабильными микросателлитные повторы, которые быстро развиваются и трудно поддаются точному генотипированию, большая часть функциональных генетических вариаций не лечится полногеномные ассоциации исследований, которые сосредоточены на однонуклеотидный полиморфизм и самое большее подмножество неповторяющихся связанных вставок.

Молекулярные детерминанты морфогенных ответов

Эривс и его коллеги определили, насколько разные ответы градиента морфогена закодированы в последовательности ДНК.[2][5] Они сделали это, используя разнообразные Дрозофила виды разного размера яйца изучить, как структурирован набор усилители[4][8] совместно эволюционировали или адаптировались к изменениям градиентов концентрации. Системы градиента морфогенов - основной фундаментальный предмет биология развития. Модели того, как кодируются ответы градиента морфогенов, были предложены ранее, но не тестировались на наборе несвязанных усилители построены на основе общей нормативной грамматики и расположены в геном.

В результате этой работы были сделаны три важных неожиданных открытия. Первый вывод заключается в том, что градиентные отклики в целом не развиваются при изменении фактор транскрипции (TF) качество или количество сайтов связывания (плотность сайтов), как и ожидалось, а скорее путем изменения точного расстояния между сайтами связывания для морфогенных TF и ​​их партнерских TF.[2] Второй вывод заключается в том, что кластеризация гомотипных сайтов на таких энхансерах была в значительной степени результатом сложной эволюционной истории отбора для разных пороговых ответов в развивающийся насекомое яйцо.[5] Третий связанный с этим вывод заключается в том, что частый выбор разных ответов также обогащает микросателлитные повторяющиеся участки, которые по своей природе нестабильны и наиболее ответственны за создание романов индель аллели.[5][10]

Работа Erives также показала существование внутреннего пространственно-временного конфликта в морфогенных ответах и ​​то, как это обрабатывается в природе посредством дополнительных морфогенных градиентов.[12] [1]

Молекулярные детерминанты генетического кода

Используя идеи, почерпнутые из архей геномов, Эривес разработал и описал стереохимический модель «прото-антикодонных РНК» (pacRNAs).[1] Модель pacRNA приписывает предопределенное комбинированное происхождение универсального генетический код (т.е., таблица кодонов), биогенные аминокислоты и их исключительные гомохиральность в жизни. Модель предполагает, что раннее Мир РНК мир аминоацилированной РНК и что протеиногенные аминокислоты возникла из-за совместимых взаимодействий с полимерами на основе нуклеотидов. Модель pacRNA явно перечисляет возможные взаимодействия между различными антикодонными динуклеотидными и тринуклеотидными последовательностями и различными аминокислотами. Когда нуклеотиды основаны на D-рибозе, предпочтительны L-аминокислоты.

В мире pacRNA кодоны происходят как СНГ-элементы для набора самоаминоацилированных pacRNAs / proto-tRNAs. Таким образом, любопытным аспектом этой модели является то, что таблица (анти) кодонов определена в эволюционной истории до возникновения рибосома -основан трансляция белков. Модель pacRNA может объяснить, почему дошедшие до нас тРНК сильно модифицированный в целом три области жизни.

Erives впервые представил модель pacRNA на НАСА 2012 Астробиология Научная конференция[13] и совсем недавно на фестивале "День Дарвина в Айове" в 2013 году,[14] который сосредоточился на истоки жизни на земле.

Как и исследования энхансеров Эривса, в которых основное внимание уделяется тому, как белковые комплексы взаимодействуют с энхансерными ДНК, его работа с pacRNA фокусируется на том, как биогенные аминокислоты могли бы благотворно взаимодействовать с молекулами на основе нуклеотидов в раннем возрасте. Обе области исследований демонстрируют, как сложные структуры в линейных молекулах возникают в результате взаимодействия в трехмерном пространстве.

Генетика развития хордовых

Со своим научным руководителем Майкл Левин, Эривес является автором нескольких работ по асцидиан генетика развития, с ключевыми данными об эволюции строения тела прото-позвоночных.[15][16][17]В этой работе использован Ciona система для создания большого количества эмбрионов, которые затем подвергались электропорации с энхансерными ДНК.

В сотрудничестве с лабораторией Нори Сато в Университет Киото в Японии, где Эривес провел зиму, проводя исследования, они также определили самую большую коллекцию нотохорда специфические гены с использованием генетически измененных Ciona чрезмерное выражение Брачьюры фактор транскрипции.[18]В нотохорда является определяющим эволюционным нововведением хордовый план тела, и эта работа была разработана, чтобы улучшить понимание морфогенетических сигналов, исходящих от этой важной для развития и структурной ткани.

CodeGrok, Inc.

В 2001 году Эривес стал соучредителем Калтех -дочерняя компания CodeGrok (код "grok") [2] с Полем Минейро [3], в настоящее время ведущий разработчик программного обеспечения для Microsoft. Это было начато в Пасадена, Калифорния но позже переехал в Беркли, Калифорния после второго раунда финансирования. За первые три года CodeGrok разработала и использовала машинное обучение методы для идентификации, классификации и клонирования энхансеров транскрипции из генома человека и конструирования клеточных репортеров для конкретных путей для скрининга лекарств и других приложений. Компания получила свое название от Роберт Хайнлайн Роман Незнакомец в чужой стране и его концепция грок, который заключается в том, чтобы понять что-то глубоко и интуитивно в отношении цели «грокнуть» регуляторный код генома человека. Хотя компании больше нет, ее часто приводят в качестве юмористического примера того, чего нельзя делать, называя начинающую компанию, поскольку многие люди не могли произнести это имя. [4]

Рекомендации

  1. ^ а б Эривес А. (2011). «Модель ферментов прото-антикодоновой РНК, требующих гомохиральности L-аминокислот». Журнал молекулярной эволюции. 73 (1–2): 10–22. Дои:10.1007 / s00239-011-9453-4. ЧВК  3223571. PMID  21779963.
  2. ^ а б c d Crocker, J .; Тамори Ю. и Эривес А. (2008). «Evolution воздействует на организацию усилителя для точной настройки показаний порога градиента». PLoS Биология. 6 (11): e263. Дои:10.1371 / journal.pbio.0060263. ЧВК  2577699. PMID  18986212.
  3. ^ а б Brown, S .; Коул, М. и Эривс, А.Дж. (2008). «Эволюция регулона биогенеза голозойных рибосом». BMC Genomics. 9: 442. Дои:10.1186/1471-2164-9-442. ЧВК  2570694. PMID  18816399.
  4. ^ а б c Эривес, А. (2009). «Негомологичные структурированные CRM из генома Ciona» (PDF). J Comp Биология. 16 (2): 369–377. Дои:10.1089 / cmb.2008.20TT. PMID  19193153.
  5. ^ а б c d е Crocker, J .; Поттер, Н. и Эривес, А. (2010). «Динамическая эволюция точных регуляторных кодировок создает сигнатуру кластерных сайтов энхансеров». Nature Communications. 1 (7): 99. Дои:10.1038 / ncomms1102. ЧВК  2963808. PMID  20981027.
  6. ^ Talbert, P .; Meers, M.P .; Хеникофф, С. (2019). «Старые винтики, новые уловки: эволюция экспрессии генов в контексте хроматина». Природа Обзоры Генетика. Дои:10.1038 / s41576-019-0105-7. PMID  30886348.
  7. ^ Эривес, А. (2017). «Филогенетический анализ дуплета коровых гистонов и генов topo II ДНК Marseilleviridae: свидетельства протоэукариотического происхождения». Эпигенетика и хроматин. 10 (55). Дои:10.1186 / s13072-017-0162-0. ЧВК  5704553. PMID  29179736.
  8. ^ а б Erives, A .; Левин, М. (2004). "Усилители координации имеют общие организационные особенности в Дрозофила геном ". Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (11): 3851–3856. Дои:10.1073 / pnas.0400611101. ЧВК  374333. PMID  15026577.
  9. ^ а б Stroebele, E; Эривс, А (2016). «Интеграция ортогональной передачи сигналов по путям Notch и Dpp у дрозофилы». Генетика. 203 (1): 219–240. Дои:10.1534 / genetics.116.186791. ЧВК  4858776. PMID  26975664.
  10. ^ а б Бриттен, А; Stroebele, E; Эривес, А (2015). "Повторяющаяся нестабильность микросателлитов способствует развитию эмбриональных энхансеров на Гавайях. Дрозофила". PLoS ONE. 9 (6): e101177. Дои:10.1371 / journal.pone.0101177. ЧВК  4076327. PMID  24978198.
  11. ^ Райс С., Бикман Д., Лю Л., Эривес А. (2015). "Природа, масштабы и последствия генетической изменчивости опа-повторов Notch в Дрозофила". G3: гены, геномы, генетика. 5 (15): 2405–2419. Дои:10.1534 / g3.115.021659. ЧВК  4632060. PMID  26362765.
  12. ^ Crocker, J .; Эривес, А. (2013). "Комплекс Schnurri / Mad / Medea ослабляет считывание градиента спинного скручивания на vnd". Биология развития. 378 (1): 64–72. Дои:10.1016 / j.ydbio.2013.03.002. PMID  23499655.
  13. ^ 2012 Астробиология Научная конференция. URL: http://abscicon2012.arc.nasa.gov/ В архиве 2013-02-14 в Wayback Machine
  14. ^ 2013 День Дарвина в Айове. URL: http://icdarwin.org В архиве 2019-01-16 в Wayback Machine
  15. ^ Erives, A .; Левин, М. (2001). «Цис-регуляция генов мышц хвоста асцидии». Материалы Первого Международного симпозиума по биологии асцидий. Springer-Verlag, Токио, 2001 г..
  16. ^ Erives, A .; Левин, М. (2000). «Характеристика материнского гена Т-бокса у Ciona Кишечник». Биология развития. 225 (1): 169–178. Дои:10.1006 / dbio.2000.9815. PMID  10964472.
  17. ^ Erives, A .; Corbo, J.C .; Левин, М. (1988). «Клон-специфическая регуляция гена улитки Ciona в эмбриональной мезодерме и нейроэктодерме». Биология развития. 194 (2): 213–225. Дои:10.1006 / dbio.1997.8810. PMID  9501022.
  18. ^ Takahashi, H .; Хотта, К .; Erives, A .; Ди Грегорио, А .; Zeller, R.W .; Левин, М .; Сато, Н. (1999). «Брахьюры нижестоящей хорды в асцидийном эмбрионе». Гены и развитие. 13 (12): 1519–1523. Дои:10.1101 / gad.13.12.1519. ЧВК  316807. PMID  10385620.

внешняя ссылка