Михаил Росбаш - Википедия - Michael Rosbash

Михаил Росбаш
Михаил Росбаш EM1B8756 (38847326642) .jpg
Михаил Росбаш на пресс-конференции, посвященной Нобелевской премии, в Стокгольме, декабрь 2017 г.
Родившийся
Майкл Моррис Росбаш

(1944-03-07) 7 марта 1944 г. (76 лет)
Канзас-Сити, Миссури, НАС.
НациональностьАмериканец
Альма-матерКалифорнийский технологический институт (Б.С. )
Массачусетский Институт Технологий (РС, кандидат наук )
Супруг (а)Надя Абович
НаградыПремия Грубера в области нейробиологии (2009)
Нобелевская премия по физиологии и медицине (2017)
Научная карьера
ПоляГенетика
Хронобиология
УчрежденияЭдинбургский университет
Университет Брандейса
Медицинский институт Говарда Хьюза
ДокторантШелдон Пенман

Майкл Моррис Росбаш (родился 7 марта 1944 г.) Американец генетик и хронобиолог. Росбаш - профессор и научный сотрудник Университет Брандейса[1] и следователь в Медицинский институт Говарда Хьюза. Исследовательская группа Росбаша клонировала Дрозофила период ген в 1984 г. и предложил цикл отрицательной обратной связи для перевода транскрипции.[2] за циркадные часы в 1990 году. В 1998 году они обнаружили цикл ген, Часы ген, и криптохром фоторецептор в Дрозофила за счет использования передовая генетика, сначала идентифицируя фенотип мутанта, а затем определяя генетику, лежащую в основе мутации. Росбаш был избран в Национальная Академия Наук в 2003 году. Вместе с Майкл В. Янг и Джеффри С. Холл, награжден премией 2017 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине «За открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм».[3][4]

Жизнь

Михаил Росбаш родился в Канзас-Сити, Штат Миссури. Его родители, Хильда и Альфред Росбаш, были Еврейский беженцы, которые уехали нацистская Германия в 1938 г.[5][6] Его отец был кантор, который в иудаизме означает человека, воспевающего богослужения. Семья Росбаша переехала в Бостон когда ему было два года, и он был заядлым Red Sox поклонник с тех пор.

Изначально Росбаш интересовался математикой, но изучал биологию в бакалавриате. Калифорнийский технологический институт (Калифорнийский технологический институт) и летом работы в Нормана Дэвидсона лаборатория подтолкнула его к биологическим исследованиям. Росбаш окончил Калтех в 1965 году получил степень по химии, проработал год в Институте биологии и химии в Париже на кафедре химии. Стипендия Фулбрайта и получил докторскую степень по биофизике в 1970 г. Массачусетский Институт Технологий под руководством Шелдона Пенмана. Проведя три года в аспирантуре по генетике в Эдинбургский университет, Росбаш вошел в Университет Брандейса факультет в 1974 году.

Росбаш женат на коллеге-ученом Надже Абович, у него есть падчерица по имени Паула и дочь по имени Таня.[7]

Исследование

Первоначально исследования Росбаша были сосредоточены на метаболизме и переработке мРНК; мРНК - это молекулярное звено между ДНК и белок. После приезда в Брандейс Росбаш сотрудничал с коллегой. Джеффри Холл[8] и исследовали генетическое влияние на циркадные ритмы внутренних биологических часов. Они использовали Drosophila melanogaster изучать закономерности активности и отдыха. В 1984 году Росбаш и Холл клонировали первую Дрозофила ген часов период. По результатам работы, проделанной докторантом, Пол Хардин, обнаружив, что мРНК периода и связанный с ней белок (PER) имеют колеблющиеся уровни в течение циркадного цикла, в 1990 году они предложили модель петли отрицательной обратной связи трансляции транскрипции (TTFL) в качестве основы циркадные часы.[9] Следуя этому предложению, они изучили элементы, из которых состоят другие части часов. В мае 1998 г. Росбаш и др. нашли гомолог для часов млекопитающих, которые выполняли ту же функцию активации транскрипции per и Тим что они приступили к вызову dClock.[10] Также в мае 1998 г. Росбаш и др. обнаружен в Дрозофила цикл часового гена, гомолог гена bmal1 млекопитающих.[11] В ноябре 1998 г. Росбаш и др. обнаружил крикб Дрозофила мутант, что приводит к заключению, что белок криптохрома участвует в циркадной фоторецепции.[12]

Хронология крупных открытий

  • 1984: Клонировано Дрозофила период ген
  • 1990: Предложил цикл отрицательной обратной связи для перевода транскрипции[2] за циркадные часы
  • 1998: Выявлено Дрозофила Clock Gene
  • 1998: Выявлено Дрозофила Цикл Ген
  • 1998: Идентифицирован криптохром как Дрозофила Циркадный фоторецептор
  • 1999: Идентифицирован LNV Нейроны как главные Дрозофила Циркадный кардиостимулятор

мРНК исследование

Росбаш начал изучать процессинг мРНК еще в аспирантуре Массачусетский Институт Технологий. Его работа в Saccharomyces cerevisiae выявил ферменты, белки и субклеточные органеллы и их конвергенцию на мРНК в определенном порядке, чтобы транслировать мРНК в белки. Ошибки в этом процессе были связаны с такими заболеваниями, как Болезнь Альцгеймера, поэтому эта работа необходима для лучшего понимания и лечения заболеваний.[13]

Открытие циркадного TTFL у Дрозофила

В 1990 году Росбаш, Холл и Хардин открыли роль гена периода (per) в Дрозофила ' циркадный осциллятор. Они обнаружили, что уровни белка PER колеблются в светлых темных циклах, и эти колебания сохраняются в постоянной темноте. Точно так же изобилие мРНК также имеет ритмическую экспрессию, которая уносится в светлые темные циклы. В голове мухи уровни мРНК колеблются как в 12-часовом цикле освещения, так и в 12-часовом темноте, а также в постоянной темноте. Уровни мРНК достигли пика в начале субъективной ночи, после чего примерно через 6 часов последовал пик уровней белка PER. Мутировавшие по генам влияли на циклический цикл мРНК. Основываясь на этих экспериментальных данных, Росбаш, Холл и Хардин предположили, что белок PER участвует в петле отрицательной обратной связи.[2] который контролирует уровни мРНК, и что эта петля обратной связи транскрипции-трансляции является центральной особенностью Дрозофила циркадные часы.[9]

Они также посмотрели на два других сингла промах период мутаций, наS и заL1. Эти мутации приводят к тому, что пик вечерней активности происходит раньше и позже, соответственно, по сравнению с диким типом per+ мухи. Они обнаружили, что уровни РНК наS и заL1 также демонстрируют четкую ритмичность. Как и при двигательной активности, пик экспрессии сдвигается раньше наS а затем заL1.[9]

Они изменили период0 мух с нулевой мутацией с функциональным участком размером 7,2 т.п.н. на ДНК, и уровни мРНК измеряются на уровне0 локус и новый локус. После трансформации уровни мРНК были ритмичными как в исходном, так и в новом локусе. Пер0 локус был способен транскрибировать нормальный белок на мРНК и транслировать нормальный белок PER, что означает, что ритмичность восстанавливалась функциональным белком PER, транскрибируемым и транслируемым с участка ДНК размером 7,2 т.п. В игре присутствует петля обратной связи, в которой циклическое изменение уровней белка PER в новом локусе дает обратную связь, чтобы диктовать циклическое изменение уровней мРНК на исходном уровне.0 локус.[9]В 1992 году Росбаш снова сотрудничал с Джеффри Холлом и Полом Хардином, чтобы более внимательно изучить механизмы TTFL. Они интересовались регулированием периодических колебаний уровня мРНК и обнаружили, что уровни мРНК регулируются транскрипционно. Это было подтверждено данными о том, что РНК-предшественник циклически проходит с той же фазой, что и зрелые транскрипты, и колеблется относительно Zeitgeber Время (ZT). Другим доказательством регуляции транскрипции является то, что промотора гена достаточно для того, чтобы гетерологичный мРНК.[14]

Проблемы модели TTFL в Дрозофила

В Ахилеш Редди группа продемонстрировала, используя ряд непредвзятых методов -омики (РНК-секвенирование, протеомика, метаболомика), что Дрозофила Клетки S2 демонстрируют циркадные молекулярные ритмы.[15] Эти клетки не экспрессируют известные «гены часов», включая на и Тим.[15][16][17] Введение белков PER и TIM в клетки не вызывает ритмичности этих клеток, что определяется по изобилию или фосфорилированию белков PER и TIM.[17][18] Таким образом, эти клетки до сих пор считались "безчасовыми" мухоловками.[18][17] Эти находки подтверждают вышеизложенную работу по демонстрации модели TTFL часового механизма мух, неспособного объяснить генерацию циркадных ритмов.[15]

Открытие Дрозофила Clock Gene

Вероятный гомолог ранее обнаруженного гена мыши Часы был идентифицирован Росбашем и соавт. путем клонирования Дрозофила ген, определяемый Jrk мутация. Этот ген получил название Дрозофила Часы. Было показано, что dClock напрямую взаимодействует с на и Тим Электронные коробки и способствует циркадной транскрипции этих генов. Мутация Jrk нарушает цикл транскрипции per и tim. Это также приводит к полностью аритмичному поведению в постоянной темноте для гомозиготных мутантов и примерно половина демонстрирует аритмическое поведение у гетерозигот. Гомозиготы Jrk экспрессировали низкие, нециклические уровни мРНК per и tim, а также белков PER и TIM. Из этого был сделан вывод, что поведенческая аритмичность у Jrk была связана с дефектом транскрипции per и tim. Это указывает на то, что dClock участвует в транскрипционной активации per и tim.[10]

Открытие Дрозофила Цикл Ген

В 1998 году Росбаш и др. открыл новый ген часов цикл, а гомолог млекопитающих Bmal1 ген. Гомозиготный цикл0 мутанты аритмичны в двигательной активности и гетерозиготный цикл0/ + у мух устойчивый ритм с измененным периодом ритмичности. Вестерн-блоттинг анализ показывает, что гомозиготный цикл0 у мутантов очень мало PER и ТИМ белка, а также низкие уровни мРНК per и tim. Это указывает на то, что отсутствие цикла приводит к снижению транскрипции генов per и tim. Мейотическое картирование поместило cyc на третьей хромосоме. Они обнаружили домены bHLH-PAS в cyc, что указывает на функции связывания с белками и ДНК.[11]

Открытие криптохрома как Дрозофила циркадный фоторецептор

В 1998 году Росбаш и др. обнаружил Дрозофила мутант, демонстрирующий плоские, не колеблющиеся уровни на и Тим мРНК, благодаря нулевая мутация в криптохром ген. Эта мутация получила название крикдетка, или плакатьб. Отказ плакатьб мутанты, синхронизирующиеся с циклами света и темноты, указывают на то, что нормальная функция криптохрома включает циркадные фоторецепция.[12]

LNV нейроны как основные Дрозофила циркадный кардиостимулятор

В Дрозофила, некоторые боковые нейроны (LN), как было показано, важны для циркадных ритмов, включая дорсальные (LNd) и вентральной (LNV) нейроны. LNV нейроны выражают PDF (коэффициент дисперсии пигмента), который первоначально предполагался как выходной сигнал часов. Мутанты гена нейропептида pdf (pdf01), а также мух, избирательно удаленных для LNV вызвали аналогичные поведенческие реакции. Оба восприимчивы к внешним световым сигналам, но в постоянных условиях были в значительной степени аритмичными. Некоторые мухи в каждом случае проявляли слабую ритмичность свободного бега. Эти результаты заставляют исследователей полагать, что LNV нейроны были критическими нейронами, задающими циркадный ритм, и этот PDF был основным циркадным передатчиком.[19]

Текущее исследование

В последние годы Росбаш работал над нейронно-мозговыми аспектами циркадных ритмов. Было идентифицировано семь анатомически различных нейрональных групп, которые все экспрессируют гены основных часов. Однако мРНК, по-видимому, экспрессируются циркадным и нейрон-специфическим образом, что его лаборатория заинтересовала в определении, обеспечивает ли это связь с различными функциями определенных нейронных групп. Он также исследовал влияние света на определенные группы нейронов и обнаружил, что одна подгруппа светочувствительна к включенному свету (рассвет), а другая - к выключенному свету (сумерки). Было показано, что клетки рассвета способствуют возбуждению, а клетки сумерек способствуют сну.[20]

Сегодня Росбаш продолжает исследовать процессинг мРНК и генетические механизмы, лежащие в основе циркадных ритмов. Он также опубликовал забавные размышления о своей жизни в науке.[21]

Позиции

Награды

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Факультет естественных наук - Михаил Росбаш». www.bio.brandeis.edu. Получено 2 октября 2017.
  2. ^ а б c "Модель молекулярных часов дрозофилы - BioInteractive HHMI". www.hhmi.org. Архивировано из оригинал 17 февраля 2013 г.. Получено 2 октября 2017.
  3. ^ Ча, Арлин Юджунг (2017-10-02). "Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена трем американцам за открытие" часовых генов "'". Вашингтон Пост. Получено 2017-10-02.
  4. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года - пресс-релиз». Нобелевский фонд. 2017-10-02. Получено 2017-10-02.
  5. ^ «Американцы получают Нобелевскую премию по медицине за работу с циркадным ритмом». Получено 2 октября 2017.
  6. ^ https://www.findagrave.com/cgi-bin/fg.cgi?page=gr&GRid=132882242
  7. ^ "Михаил Росбаш, кандидат наук - HHMI.org". Получено 2 октября 2017.
  8. ^ «Факультет естественных наук - Джеффри Холл, заслуженный». www.bio.brandeis.edu. Получено 2 октября 2017.
  9. ^ а б c d Hardin, P.E .; Hall, J.C .; Росбаш, М. (1990). "Отзыв Период дрозофилы продукт гена на циркадном цикле уровней его информационной РНК ". Природа. 343 (6258): 536–540. Bibcode:1990Натура.343..536H. Дои:10.1038 / 343536a0. PMID  2105471. S2CID  4311836.
  10. ^ а б Аллада, Р .; White, N.E .; Итак, W. V .; Hall, J.C .; Росбаш, М. (1998). "Мутантный гомолог дрозофилы часов млекопитающих нарушает циркадные ритмы и транскрипцию периода и времени". Клетка. 93 (5): 791–804. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81440-3. PMID  9630223. S2CID  1779880.
  11. ^ а б Rutila, J.E .; Сури, В .; Le, M .; Итак, W. V .; Росбаш, М. (1998). «ЦИКЛ - это второй часовой белок bHLH-PAS, необходимый для циркадной ритмичности и транскрипции периода дрозофилы и вне времени». Клетка. 93 (5): 805–814. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81441-5. PMID  9630224. S2CID  18175560.
  12. ^ а б Станевский, Р .; Канеко, М .; Emery, P .; Beretta, B .; Wager-Smith, K .; Kay, S.A .; Росбаш, М .; Холл, Дж. К. (1998). "Крикб Мутация определяет криптохром как циркадный фоторецептор у дрозофилы ». Клетка. 95 (5): 681–682. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81638-4. PMID  9845370. S2CID  6996815.
  13. ^ "Михаил Росбаш, кандидат наук - HHMI.org". Получено 2 октября 2017.
  14. ^ Hardin, P.E .; Hall, J.C .; Росбаш, М. (1992). «Циркадные колебания уровней мРНК периодических генов регулируются транскрипционно». PNAS. 89 (24): 11711–11715. Bibcode:1992PNAS ... 8911711H. Дои:10.1073 / пнас.89.24.11711. ЧВК  50626. PMID  1465387.
  15. ^ а б c Рей, Гийом; Милев Николай Б; Валекунджа, Утам К.; Ch, Ratnasekhar; Рэй, Сандипан; Сильва душ Сантуш, Мариана; Надь, Андраш Д.; Антробус, Робин; Макрей, Джеймс I; Редди, Ахилеш Б (2018-08-01). «Метаболические колебания в циркадной шкале времени в клетках дрозофилы, лишенные часовых генов». Молекулярная системная биология. 14 (8): e8376. Дои:10.15252 / msb.20188376. ISSN  1744-4292. ЧВК  6078164. PMID  30072421.
  16. ^ Саез, Лино; Янг, Майкл В. (1996-11-01). "Регулирование вступления в ядро ​​белков часов дрозофилы период и вне времени". Нейрон. 17 (5): 911–920. Дои:10.1016 / S0896-6273 (00) 80222-6. ISSN  0896-6273. PMID  8938123. S2CID  2106981.
  17. ^ а б c Дарлингтон, Томас К .; Вейджер-Смит, Карен; Ceriani, M. Fernanda; Стакнис, Дэвид; Гекакис, Николай; Стивс, Томас Д. Л .; Weitz, Чарльз Дж .; Такахаши, Джозеф С .; Кей, Стив А. (1998-06-05). «Замыкание циркадного цикла: индуцированная ЧАСОМ транскрипция его собственных ингибиторов в определенное время». Наука. 280 (5369): 1599–1603. Bibcode:1998Sci ... 280.1599D. Дои:10.1126 / science.280.5369.1599. ISSN  0036-8075. PMID  9616122.
  18. ^ а б Саез, Лино; Янг, Майкл В. (ноябрь 1996 г.). "Регулирование ядерного входа в период белковых часов дрозофилы и вне времени". Нейрон. 17 (5): 911–920. Дои:10.1016 / S0896-6273 (00) 80222-6. PMID  8938123. S2CID  2106981.
  19. ^ Renn, S. C. P .; Park, J. H .; Росбаш, М .; Hall, J.C .; Тагерт, П. Х. (1999). "А pdf Каждая мутация нейропептидного гена и устранение нейронов PDF вызывают серьезные нарушения поведенческих циркадных ритмов у Дрозофила". Клетка. 99 (7): 791–802. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81676-1. PMID  10619432. S2CID  62796150.
  20. ^ «Росбаш Лаб». Росбаш Лаборатория. Получено 2 октября 2017.
  21. ^ Росбаш, Михаил (30.11.2017). "Жизнь - это число из 1". Клетка. 171 (6): 1241–1245. Дои:10.1016 / j.cell.2017.11.027. ISSN  0092-8674. PMID  29195068.
  22. ^ «Национальный центр поведенческой геномики». www.bio.brandeis.edu. Получено 2 октября 2017.
  23. ^ «Росбашу вручили новую кафедру нейробиологии Грубера - BrandeisNOW». BrandeisNOW. Получено 2 октября 2017.
  24. ^ "Hypnion, Inc .: Совет директоров - Bloomberg". investing.businessweek.com. Получено 2 октября 2017.
  25. ^ Colten, Harvey R .; Altevogt, Bruce M .; Исследования Комитета по медицине сна Института медицины (США) и (2 октября 2017 г.). Членство в консультативном совете по исследованию нарушений сна. Национальная академия прессы (США). Получено 2 октября 2017 - через www.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. ^ "Стипендиаты Мемориального фонда Джона Саймона Гуггенхайма". Получено 2 октября 2017.[постоянная мертвая ссылка ]
  27. ^ "Стипендиаты Фонда Хелен Хей Уитни". Архивировано из оригинал 6 октября 2015 г.. Получено 2 октября 2017.
  28. ^ а б «Премия Луизы Гросс Хорвиц - Медицинский центр Колумбийского университета». www.cumc.columbia.edu. 26 ноября 2013 г.. Получено 2 октября 2017.
  29. ^ Пример, Ян (2017-10-02). «Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг выиграли Нобелевскую премию 2017 года по физиологии и медицине - как это случилось». Хранитель. ISSN  0261-3077. Получено 2017-10-02.
  30. ^ "Wiley: Двенадцатая ежегодная премия Wiley в области биомедицинских наук присуждена доктору Майклу Янгу, доктору Джеффри Холлу и доктору Майклу Росбашу". www.wiley.com. Получено 2 октября 2017.
  31. ^ Лебовиц, Сьюзан Чайтин (14 августа 2012 г.). «Росбаш наградил Массри за работу над циркадными ритмами | BrandeisNOW». BrandeisNOW. Получено 2017-10-02.
  32. ^ «Фонд Майкла Росбаша - Гейрднера». Получено 2 октября 2017.
  33. ^ а б c «Общество исследования биологических ритмов». Архивировано из оригинал 25 февраля 2010 г.. Получено 2 октября 2017.
  34. ^ «Награды выдающихся выпускников Калифорнийского технологического института» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 18 июля 2012 г.. Получено 2 октября 2017.

внешняя ссылка