Клайд А. Хатчисон III - Википедия - Clyde A. Hutchison III

Эта статья про биохимика и микробиолога. Для его отца химика см. Клайд А. Хатчисон-младший
Клайд А. Хатчисон III
НациональностьАмериканец
ОбразованиеЙельский университет
Альма-матерКалифорнийский технологический институт
ИзвестенИсследования по сайт-направленный мутагенез и синтетическая биология
Научная карьера
ПоляБиохимия, микробиология
УчрежденияУниверситет Северной Каролины в Чапел-Хилл

Клайд А. Хатчисон III американец биохимик и микробиолог известен своими исследованиями по сайт-направленный мутагенез и синтетическая биология. Он является почетным профессором микробиологии и иммунологии в Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл, Заслуженный профессор Институт Дж. Крейга Вентера, член Национальная Академия Наук, и член Американская академия искусств и наук.[1]

Раннее исследование

Хатчисон окончил Йельский университет в 1960 г. Б.С. степень по физике. Он учился на докторскую степень в Калтех, работающий на бактериофаге ΦX174. В Калифорнийском технологическом институте он начал долгосрочное сотрудничество с Маршаллом Эджеллом.[1] В 1968 году переехал в UNC-Chapel Hill. Хатчисон и Эдджелл использовали рестрикционные ферменты для анализа ΦX174 и ДНК млекопитающих.

Хатчисон участвовал в определении первой полной последовательности молекулы ДНК (ΦX174), когда он провел год в творческом отпуске в больнице. Фредерик Сэнгер лаборатория в 1975/1976.[2]

Сайт-направленный мутагенез

В 1971 году Клайд Хатчисон и Маршалл Эджелл показали, что можно получать мутанты с небольшими фрагментами бактериофаг ϕX174 и рестрикционные нуклеазы.[3][4] Позже Хатчисон сотрудничал с Майкл Смит и разработал более общий метод сайт-направленный мутагенез с использованием мутантного олигонуклеотидного праймера и ДНК-полимераза. Смит и Хатчисон использовали 12-нуклеотидный олигомер с центрально расположенным одиночным несовпадающим нуклеотидом в качестве праймера, кольцевую одноцепочечную ДНК ϕX174 в качестве матрицы и Кишечная палочка ДНК-полимераза I в котором 5'-экзонуклеаза была инактивирована субтилизином. Полимеризация с праймером, отожженным на матрице, дает продукт двухцепочечной ДНК, который содержит мутацию и может быть преобразован в замкнутый кольцевой дуплекс путем ферментативного лигирования.[5] Трансфекция из Кишечная палочка с этой молекулой продуцировали смешанную популяцию дикого типа и мутировавшую ДНК фага. Со своей стороны в развитии этого процесса Майкл Смит позже поделился Нобелевская премия по химии в 1993 году с Кэри Б. Маллис, кто придумал полимеразной цепной реакции.[6]

Позже Хатчисон разработал методы «полного мутагенеза», в которых каждый остаток в белке изменяется индивидуально.[7]

Синтетическая биология

В 1990 году Хатчисон начал работу над Mycoplasma genitalium, который имеет наименьший из известных геномов, который может составлять клетку. Это привело к сотрудничеству с Институт геномных исследований (TIGR) для секвенирования всего генома организма в 1995 году. В 1996 году Хатчисон провел годичный отпуск в TIGR; там он обсуждал с Гамильтон Смит и Крейг Вентер идея минимальной клетки - клетки с минимальным набором генов, необходимых для выживания.[8] Они предположили, что им, возможно, потребуется синтезировать геном, чтобы проверить их в клетке-реципиенте, тем самым создавая синтетическая клетка.

В 2003 году Хатчисон начал сотрудничество с Гамильтоном Смитом по сборке синтетического минимального клеточного генома и успешно синтезировал небольшой геном (5386 пар оснований) бактериофага ΦX174. В М. genitalium однако геном более чем в 100 раз больше, чем у ΦX174. В 2007 году химически синтезированный геном из 582 970 пар оснований на основе М. genitalium, предназначенный для создания организма, названного Лаборатория микоплазм, был успешно собран.[9] М. genitalium однако растет медленно, и попытки трансплантации его генома другому виду затянулись и оказались безуспешными. Однако команда синтетических клеток показала, что можно трансплантировать естественный геном Mycoplasma mycoides, чей геном вдвое больше М. genitalium, в родственные виды Mycoplasma capricolum.[10] Поэтому команда решила переключиться на быстрорастущие М. mycoides как вид-донор. В марте 2010 г. синтезированный М. mycoides геном был успешно трансплантирован в М. capricolum.[8][11] Получившийся организм был назван "Synthia "популярной прессой.[8] В 2016 году команда обнаружила еще одну урезанную версию организма с 473 генами, 149 из которых функции полностью неизвестны.[12]

В настоящее время ведутся работы по созданию минимальной ячейки. Новые версии синтетического генома с удаленными генами трансплантируются в клетки-реципиенты, и отслеживаются темпы роста полученных клеток и размер их колоний. Другие более сложные бактерии, такие как цианобактерии, также оцениваются на предмет возможности трансплантации генома.[8]

Рекомендации

  1. ^ а б «Клайд А. Хатчисон III - краткий карьерный очерк». Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл.
  2. ^ Сэнгер Ф., Коулсон А.Р., Фридманн Т., Эйр GM, Баррелл Б.Г., Браун Н.Л., Фиддес Дж.С., Хатчисон, Калифорния, 3-й, Слокомб П.М., Смит М. (1978). «Нуклеотидная последовательность бактериофага phiX174». Журнал молекулярной биологии. 125 (2): 225–46. Дои:10.1016/0022-2836(78)90346-7. PMID  731693.
  3. ^ Hutchison Ca, 3 .; Эджелл, М. Х. (1971). «Генетический анализ малых фрагментов дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага φX174». Журнал вирусологии. 8 (2): 181–189. Дои:10.1128 / JVI.8.2.181-189.1971. ЧВК  356229. PMID  4940243.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  4. ^ Маршалл Х. Эджелл; Клайд А. Хатчисон и III, Мортон Склер (1972). "Специфические фрагменты эндонуклеазы R дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага X174". Журнал вирусологии. 9 (4): 574–582. Дои:10.1128 / JVI.9.4.574-582.1972. ЧВК  356341. PMID  4553678.
  5. ^ Hutchison, CA; Phillips, S .; Edgell, M.H .; Gillham, S .; Jahnke, P .; Смит, М. (1978). «Мутагенез в определенном месте в последовательности ДНК» (PDF). Журнал биологической химии. 253 (18): 551–6560. PMID  681366.
  6. ^ Николь Кресдж; Роберт Д. Симони; Роберт Л. Хилл. "Развитие сайт-направленного мутагенеза Майклом Смитом" (PDF). Журнал биологической химии. 281 (39).
  7. ^ Хатчисон, К.А. III; Swanstrom, R. & Loeb, D.D. (1991). Полный мутагенез белковых кодирующих доменов. Методы в энзимологии. 202. стр.356–390. Дои:10.1016/0076-6879(91)02019-6. ISBN  9780121821036. PMID  1784182.
  8. ^ а б c d Роберта Квок (2010). «Геномика: мастера ДНК». Природа. 468 (7320): 22–5. Bibcode:2010Натура.468 ... 22K. Дои:10.1038 / 468022a. PMID  21048740.
  9. ^ Эд Пилкингтон (6 октября 2007 г.). «Я создаю искусственную жизнь, - заявляет генный пионер США». Хранитель.
  10. ^ Лартиг С., Гласс Дж. И., Альперович Н., Пайпер Р., Пармар П. П., Хатчисон, Калифорния, 3-й, Смит Х.О., Вентер Дж. С. (2007). «Трансплантация генома бактерий: смена одного вида на другой». Наука. 317 (5838): 632–8. Bibcode:2007Научный ... 317..632L. CiteSeerX  10.1.1.395.4374. Дои:10.1126 / science.1144622. PMID  17600181. S2CID  83956478.
  11. ^ Гибсон Д.Г., Гласс Д.И., Лартиг С., Носков В.Н., Чуанг Р.Й., Алгире М.А., Бендерс Г.А., Монтегю М.Г., Ма Л., Муди М.М., Мерриман С., Ваши С., Кришнакумар Р., Асад-Гарсия Н., Эндрюс-Пфаннкоч С., Денисова EA, Янг Л., Ци З.К., Сегал-Шапиро Т.Х., Калви С.Х., Пармар П.П., Хатчисон, Калифорния, 3-й, Смит Х.о., Вентер Дж.С. (2010). «Создание бактериальной клетки под контролем химически синтезированного генома». Наука. 329 (5987): 52–6. Bibcode:2010Sci ... 329 ... 52G. Дои:10.1126 / science.1190719. PMID  20488990.
  12. ^ Эд Йонг (24 марта 2016 г.). «Таинственная вещь об удивительной новой синтетической клетке».