Эккард Виммер - Eckard Wimmer

Для использования в других целях см. Виммер.
Эккард Виммер
Виммер, Эккард.jpg
Родившийся (1936-05-22) 22 мая 1936 г. (возраст 84 года)
Берлин, Германия
Альма-матерГеттингенский университет
ИзвестенПервый синтез de novo из Полиовирус
НаградыМ. В. Бейеринк Премия вирусологии 2011
Золотая медаль Коха 2012
Научная карьера
ПоляБиология, Вирусология
УчрежденияУниверситет Стоуни-Брук
Интернет сайтwww.mgm.stonybrook.edu/ виммер

Эккард Виммер (родился 22 мая 1936 г.) Американец немецкого происхождения вирусолог, химик-органик, заслуженный профессор молекулярной генетики и микробиологии Университет Стоуни-Брук. Он наиболее известен своими основополагающими работами в области молекулярной биологии полиовируса и первым химическим синтезом вирусного генома, способного инфицировать и впоследствии производить живые вирусы.

Жизнь и карьера

Эккард Альберт Фридрих Виммер родился 22 мая 1936 года в г. Берлин, Германия. В начале Вторая Мировая Война, Виммер в возрасте трех лет потерял отца; в возрасте девяти лет его мать бежала вместе с двумя старшими братьями в Саксония, Восточная Германия, где он закончил начальную и среднюю школу. Он учился Химия на Университет Ростока с 1953 по 1956 год, а затем бежал в Западная Германия продолжить обучение химии в Геттингенский университет. В 1962 году он получил степень Доктор рерам натурал (Dr. rer. Nat.) в Органическая химия натуральных продуктов под руководством Ганс Брокманн.

Виммер работал в Геттингенском университете в качестве научного сотрудника и преподавателя до 1964 года. Заинтригованный химией живых клеток, однако, он сменил свои исследовательские интересы в 1964 году и присоединился к Гордону Тенеру на кафедре биохимии Университет Британской Колумбии в Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, на учебу переносить РНК. Затем в 1966 году он работал с Манфредом Э. Райхманном на кафедре ботаники в Университет Иллинойса изучать вирусы растений.

В 1968 г. во время пятимесячного визита в г. Дэвид Балтимор Лаборатория в Массачусетский технологический институт, Виммер познакомился с полиовирус, инфекционный агент по его выбору до сегодняшнего дня. С 1968 по 1974 год он преподавал и проводил исследования на кафедре микробиологии в Медицинский факультет Университета Сент-Луиса в Миссури. Он и его семья переехали в Университет Стоуни-Брук на Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк в 1974 году он начал работать на кафедре микробиологии медицинского факультета, академической среде, которой он активно занимается и сегодня. В 1979 г. получил звание профессора Университет Стоуни-Брук а с 1984 по 1999 год он занимал должность председателя отдела. Виммер был удостоен звания заслуженного профессора Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук в 2002 году.[1]
Виммер женат с 1965 года на Астрид, урожденной Брозе, немецком физиотерапевте, получившей докторскую степень. получил степень бакалавра сравнительной литературы в университете Стоуни-Брук в 1988 году. У них двое детей.

Интересы исследования

Первоначально получив образование в качестве химика-органика, Виммер развил глубокое понимание и увлечение вирусами как воспроизводящимися (живыми) биологическими объектами, а также (неживыми) агрегатами органических соединений или «как химические вещества с жизненным циклом».[2][3] После работы над структурой тРНК и строение растения РНК вирус (спутник вирус некроза табака ), Виммер решил изучить полиовирус в 1968 году. Полиовирус - причина ужасной болезни. полиомиелит, что может вызвать необратимые вялый паралич и даже смерть. Ни молекулярная биология распространения полиовируса, ни механизм его распространения. патогенез был понят в шестидесятых годах.

Основным ранним достижением Виммера, возглавляемого Наоми Китамурой и другими сотрудниками его лаборатории, стало выяснение в 1981 году структуры и генетической организации генома полиовируса.[4] первая последовательность эукариот РНК-вирус. Первичная структура генома была уникальной в то время среди РНК-вирусов, поскольку 3 ’полиаденилированный[5] и 5 ’ковалентно связанный с белком, называемым VPg.[6] Позже Анико Пол показал, что VPg является праймером для репликации РНК.[7] Полученная генная карта предоставила неопровержимые доказательства существования полипротеин, единственный полипептид, который синтезирует полиовирус. Полипротеины, впервые постулированные Дэвид Балтимор, являются отличительной чертой экспрессия гена во многих вирусах и во всех ретровирусы. Лаборатория Виммера не только предоставила доказательства существования полипротеина, но и в значительной степени определила путь, по которому полипротеин превращается в функциональный полипептиды,[8] куда Берт Л. Семлер показали, что расщепления происходят преимущественно по эволюционно сохранившимся сайтам Q ^ G. Эти исследования послужили основой для открытия «внутреннего сайта входа в рибосомы» (IRES ) в пикорнавирус геном Сун Ки Джанга (1988),[9][10] независимо описан также Наумом Зоненбергом и его коллегами. Элементы IRES позволяют инициировать синтез белка независимым от кэпа образом, что нарушает давнюю догму о синтезе белка в эукариотических клетках. IRES сейчас нашли широкое признание в клеточной биологии и применение в биотехнологии. Химерный онколитический полиовирус IRES [PV (RIPO)], первоначально созданный в лаборатории Виммера,[11] в настоящее время разработан Маттиасом Громейером из Университета Дьюка для лечения глиомы человека.

Виммер является соавтором рецептора полиовируса CD155,[12] молекула клеточной адгезии[13] и опухолевый антиген, экспрессия которого регулируется с помощью пути sonic hedgehog.[14] Десятилетнее сотрудничество с Майкл Россманн Лаборатория и Штеффен Мюллер в лаборатории Виммера получили кристаллическую структуру двух внешних доменов CD155, достижение, которое решило архитектуру комплекса полиовирус / рецептор.[15]

В 1991 году Молла, Пол и Виммер опубликовали первый de novo, бесклеточный синтез любого вируса.[2][16] Этот эксперимент привел к биохимическим исследованиям полного жизненного цикла полиовируса в цитоплазматических экстрактах наивных клеток млекопитающих. Многие исследователи с тех пор использовали эту стратегию с использованием клеточного «сока», лишенного барьера клеточной мембраны, ядер или митохондрий, для изучения ключевых этапов трансляции полиовируса и репликации генома.

Используя нуклеотидную последовательность генома, расшифрованную в 1981 году, Виммер продолжил работу, опубликованную в 1991 году, путем химического синтеза генома в форме двухцепочечной ДНК («кДНК»), которая затем была ферментативно транскрибирована.[16] в геномную РНК и «оживили» в бесклеточной системе.[3] Эта работа, опубликованная в 2002 году Челло, Полом и Виммером, была первым синтезом организма в пробирке в отсутствие естественного шаблона, полученным вне живых клеток.[3] Синтез полиовируса привлек всеобщее внимание, высокую оценку, насмешки и жестокое осуждение.[17] Несколько лет спустя Виммер опубликовал в EMBO Reports эссе, в котором размышлял о горячо обсуждаемых вопросах, порожденных этим новым типом исследований (этические вопросы, вопросы о глобальной ликвидации полиовируса, опасения, связанные с «исследованиями двойного назначения»).[18] Помимо предоставления «доказательства принципа», эксперимент провозгласил полный синтез организмов с компьютерами в качестве родителей, стратегию, которая позволяет исследовать структуру и функции биологии организма до степени, ранее невозможной.[19] Между тем, синтетическая биология привела к новому виду генетики РНК-вирусов.[20] и был использован для разработки быстрых методов компьютерного химического синтеза вирусных геномов. Эта стратегия позволяет производить новые вакцины в очень короткие сроки.[21][22][23]

Недавно лаборатория Виммера выяснила ключевой этап морфогенеза полиовируса, который был недостижим на протяжении десятилетий.[24]

Награды и отличия

Библиография

  • Вирусная генетика. Приглашенные редакторы Эккард Виммер и Роб Гольдбах. В «Текущее мнение в области генетики и развития». Current Biology LTD. Vol. 2, No. 1, 1992 г.
  • Клеточные рецепторы вирусов животных. Отредактированный Эккардом Виммером. Лаборатория Колд-Спринг-Харбор Нажмите. Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, 1994 г.
  • Сигналы РНК в репликации генома энтеро- и риновирусов. В кн .: «Семинары по вирусологии». Приглашенный редактор Эккард Виммер. Академическая пресса. Vol. 8, 1997.
  • Молекулярная биология пикорнавирусов. Под редакцией Берта Л. Семлера и Эккарда Виммера. ASM Press, Вашингтон, округ Колумбия, 2002.
  • Изучение роли противовирусных препаратов в искоренении полиомиелита. Отчет о семинаре за 2006 г. S.L. Кац, Р. Андино, Д. Джозеф-Маккарти, Дж. Ф. Модлин, Н. Натансон, Р. Дж. Уитли, Э. Виммер. Национальный исследовательский совет (Национальная академия наук); Национальная академия прессы Вашингтон, округ Колумбия, США
  • Пикорнавирен - Грундлаген. Эккард Виммер и Анико Пол. "Medizinische Virologie, 2-е изд., W.H. Gerlach и H.W. Doer, Eds., Georg Thieme Verlag, 2009. (на немецком языке)"

Рекомендации

  1. ^ а б Гупта, Суджата (5 февраля 2013 г.). "Профиль Эккарда Виммера". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (6): 1973–1975. Дои:10.1073 / pnas.1221558110. ЧВК  3568298. PMID  23277540. Получено 24 апреля 2013.
  2. ^ а б Молла, Ахтеруззаман; Paul, A.V .; Виммер, Эккард (1991). «Бесклеточный, de novo синтез полиовируса». Наука. 254 (5038): 1647–1651. Дои:10.1126 / science.1661029. PMID  1661029.
  3. ^ а б c Виолончель, дж; Paul, A .; Виммер, Эккард (2002). «Химический синтез кДНК полиовируса: создание инфекционного вируса в отсутствие естественной матрицы». Наука. 297 (5583): 1016–1018. Дои:10.1126 / science.1072266. PMID  12114528.
  4. ^ Його, Й; Виммер, Эккард (1972). "Исследования последовательности полиадениловой кислоты РНК II полиовируса на 3'-конце РНК полиовируса". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 69: 1877–1882. Дои:10.1073 / пнас.69.7.1877. ЧВК  426823. PMID  4340162.
  5. ^ Lee, Y.F .; Nomoto, A .; Detjen, B.M .; Виммер, Э. (1977). «Белок, ковалентно связанный с РНК генома полиовируса». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 74: 59–63. Дои:10.1073 / пнас.74.1.59. ЧВК  393196. PMID  189316.
  6. ^ Kitamura, N .; Semler, B.L .; Ротберг, П. Г .; Ларсен, Г. Р .; Adler, C.J .; Дорнер, А. Дж .; Emini, E. A .; Hanecak, R .; Ли, Дж. Дж .; van der Werf, S .; Anderson, C.W .; Виммер, Э. (1981). «. Первичная структура, генная организация и экспрессия полипептидов РНК полиовируса». Природа. 291 (5816): 547–553. Дои:10.1038 / 291547a0. PMID  6264310.
  7. ^ Пол, Анико В .; v Бум, Дж .; Филиппов, Д .; Виммер, Э. (1998). «Синтез РНК, примированной белком, очищенной полиовирусной РНК-полимеразой». Природа. 393 (6682): 280–4. Дои:10.1038/30529. PMID  9607767.
  8. ^ Kräusslich; Виммер, Э (1988). «Вирусные протеиназы». Анну. Преподобный Biochem. 57: 701–754. Дои:10.1146 / annurev.bi.57.070188.003413. PMID  3052288.
  9. ^ Jang, S.K .; Kräusslich, H.-G .; Nicklin, M. J. H .; Duke, G.M .; Palmenberg, A.C .; Виммер, Э. (1988). «Доказательства in vitro для внутреннего проникновения трансляционной машиной в 5 'нетранслируемую область РНК вируса энцефаломиокардита». Дж. Вирол. 62: 2636–2643.
  10. ^ Дэвис, С.К .; Дэвис, M.V .; Kaufman, R.J .; Виммер, Э (1989). «Инициирование синтеза белка путем внутреннего проникновения рибосом в 5 'нетранслируемую область РНК вируса энцефаломиокардита in vivo». Дж. Вирол. 63: 1651–1660.
  11. ^ Gromeier, M .; Lachmann, S .; Розенфельд, М. Р .; Гутин, П. Х .; Виммер, Э (2000). «Межродовые рекомбинанты полиовируса для лечения злокачественной глиомы». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 97: 6803–6808. Дои:10.1073 / pnas.97.12.6803. ЧВК  18745. PMID  10841575.
  12. ^ Mendelsohn, C.L .; Wimmer, E .; Раканиелло, В. (1989). «Клеточный рецептор полиовируса: молекулярное клонирование, нуклеотидная последовательность и экспрессия нового члена суперсемейства иммуноглобулинов». Клетка. 56 (5): 855–865. Дои:10.1016/0092-8674(89)90690-9. PMID  2538245.
  13. ^ Мюллер, С .; Виммер, Э. (2003). «Привлечение нектина-3 к межклеточным соединениям посредством трансгетерофильного взаимодействия с CD155, рецептором витронектина и полиовируса, который локализуется на интегрин αvβ3, содержащий мембранные микродомены». J. Biol. Chem. 278 (33): 31251–31260. Дои:10.1074 / jbc.M304166200. PMID  12759359.
  14. ^ Solecki, D .; Gromeier, M .; Мюллер, С .; Bernhardt, G .; Виммер, Э. (2002). «Экспрессия гена рецептора полиовируса человека / CD155 активируется Sonic Hedgehog». J. Biol. Chem. 277: 25697–25702. Дои:10.1074 / jbc.m201378200. PMID  11983699.
  15. ^ Zhang, P .; Мюллер, С .; Morais, M.C .; Bator, C.M .; Bowman, V.D .; Hafenstein, S .; Wimmer, E .; Россманн, М. Г. (2008). «Кристаллическая структура CD155 и электронно-микроскопические исследования его комплексов с полиовирусами». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 105: 18284–18289. Дои:10.1073 / pnas.0807848105. ЧВК  2587566. PMID  19011098.
  16. ^ а б С. Брэдли; Дж. Виммер; E., Studier, F. W. & Dunn, J. J. (1986). «Синтез РНК инфекционного полиовируса очищенной РНК-полимеразой Т7». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 83: 2330–2334. Дои:10.1073 / пнас.83.8.2330. ЧВК  323290. PMID  3010307.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  17. ^ Поллак, Эндрю. «УЧЕНЫЕ СОЗДАЮТ ЖИВОЙ ПОЛИОВИРУС». Нью-Йорк Таймс. Получено 19 апреля 2013.
  18. ^ Виммер, Эккард (2006). «Синтез полиовируса в пробирке: простой синтез вируса имеет далеко идущие социальные последствия». Отчеты EMBO. 7: S3 – S9. Дои:10.1038 / sj.embor.7400728. ЧВК  1490301. PMID  16819446.
  19. ^ Виммер, Эккард; Пол, А. (2011). «Синтетический полиовирус и другие дизайнерские вирусы: чему мы научились у них?». Анну. Rev. Microbiol. 65: 583–609. Дои:10.1146 / annurev-micro-090110-102957.
  20. ^ Песня, Y .; Liu, Y .; Ward, C.B .; Мюллер, С .; Футчер, Б .; Skiena, S .; Paul, A.V .; Виммер, Э. (4 сентября 2012 г.). «Идентификация двух функционально избыточных элементов РНК в кодирующей последовательности полиовируса с использованием компьютерного дизайна». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 109 (36): 14301–14307. Дои:10.1073 / pnas.1211484109. ЧВК  3437848. PMID  22886087.
  21. ^ Meuller, S; Papamichael D; Коулман-младший; Skiena S; Виммер Э (2006). «Снижение скорости синтеза полиовирусного белка за счет крупномасштабной деоптимизации кодонов вызывает ослабление вирусной вирулентности за счет снижения специфической инфекционности». Дж. Вирол. 80: 9687–9696. Дои:10.1128 / jvi.00738-06. ЧВК  1617239. PMID  16973573.
  22. ^ Коулман-младший; Папамихаил Д; Skiena S; Futcher B; Wimmer E; Мюллер С. (2008). «Ослабление вируса за счет изменений в масштабе генома в смещении пар кодонов». Наука. 320 (5884): 1784–1787. Дои:10.1126 / science.1155761. ЧВК  2754401. PMID  18583614.
  23. ^ Мюллер, S; Coleman, J.R .; Папамихаил, Д .; Ward, C. B .; Nimnual, A .; Футчер, Б .; Skiena, S .; Виммер, Э (2010). «Живые аттенуированные вакцины против вируса гриппа с помощью автоматизированного рационального дизайна». Nat. Биотехнология. 28: 723–727. Дои:10.1038 / nbt.1636. ЧВК  2902615. PMID  20543832.
  24. ^ Liu, Y .; Wang, C .; Мюллер, С .; Paul, A .; Wimmer, E .; Цзян, П. (2010). «Прямое взаимодействие между белками 2CATPase и VP3 необходимо для морфогенеза энтеровируса». PLoS Патогены. 6 (8): e1001066. Дои:10.1371 / journal.ppat.1001066. ЧВК  2928791. PMID  20865167.

внешняя ссылка

Синтез полиовируса