Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про биохимика и микробиолога. О его отце-химике см. Клайд А. Хатчисон-младший.
Клайд А. Хатчисон III
НациональностьАмериканец
ОбразованиеЙельский университет
Альма-матерКалифорнийский технологический институт
ИзвестенИсследования в области сайт-направленного мутагенеза и синтетической биологии
Научная карьера
ПоляБиохимия , микробиология
УчрежденияУниверситет Северной Каролины в Чапел-Хилл

Клайд А. Хатчисон III - американский биохимик и микробиолог, известный своими исследованиями в области сайт-направленного мутагенеза и синтетической биологии . Он является почетным профессором микробиологии и иммунологии Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл , заслуженным профессором Института Дж. Крейга Вентера , членом Национальной академии наук и научным сотрудником Американской академии искусств и наук . [1]

Ранние исследования [ править ]

Хатчисон окончил Йельский университет в 1960 году со степенью бакалавра физики. Он учился на докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте , работая над бактериофагом ΦX174 . В Калифорнийском технологическом институте он начал долгосрочное сотрудничество с Маршаллом Эджеллом. [1] В 1968 году он 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 лаборатории Фредерика Сэнгера в 1975–1976 годах. [2]

Сайт-направленный мутагенез [ править ]

В 1971 году Клайд Хатчисон и Маршалл Эджелл показали, что можно получить мутанты с небольшими фрагментами бактериофага ϕX174 и рестрикционными нуклеазами . [3] [4] Хатчисон позже сотрудничал с Майклом Смитом и разработал более общий метод сайт-направленного мутагенеза с использованием мутантного олигонуклеотидного праймера и ДНК-полимеразы . Смит и Хатчисон использовали 12-нуклеотидный олигомер с расположенным в центре одиночным несовпадающим нуклеотидом в качестве праймера, кольцевую одноцепочечную ДНК ϕX174 в качестве матрицы и ДНК-полимеразу I E. coli. 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 E.coli , с этой молекулой получает смешанную популяцию дикого типа и мутантной ДНК фага. За свой вклад в развитие этого процесса Майкл Смит позже разделил Нобелевскую премию по химии в 1993 году с Кэри Б. Маллис , которая изобрела полимеразную цепную реакцию . [6]

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

Синтетическая биология [ править ]

В 1990 году Хатчисон начал работу над Mycoplasma genitalium , имеющим наименьший из известных геномов, который может составлять клетку. Это привело к сотрудничеству с Институтом геномных исследований (TIGR) по секвенированию всего генома организма в 1995 году. В 1996 году Хатчисон провел годичный отпуск в TIGR; там он обсудил с Гамильтоном Смитом и Крейгом Вентером идею минимальной клетки - клетки с минимальным набором генов, необходимых для выживания. [8] Они предположили, что им, возможно, потребуется синтезировать геном, чтобы протестировать их в клетке-реципиенте, тем самым создав синтетическую клетку .

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. Однако геном M. genitalium более чем в 100 раз больше, чем у ΦX174. В 2007 году был успешно собран химически синтезированный геном из 582 970 пар оснований на основе M. genitalium , предназначенный для создания организма, получившего название Mycoplasma labratorium . [9] M. genitalium, однако, растет медленно, и попытки трансплантации его генома другому виду затянулись и оказались безуспешными. Однако команда синтетических клеток показала, что можно трансплантировать естественный геномMycoplasma mycoides , геном которой в два раза больше, чем M. genitalium , в родственный вид Mycoplasma capricolum . [10] Поэтому команда решила переключиться на более быстрорастущие M. mycoides в качестве донорных видов. В марте 2010 г. синтезированныйгеном M. mycoides был успешно трансплантирован в M. capricolum . [8] [11] Образовавшийся организм был названв популярной прессе" Synthia ". [8] В 2016 году команда обнаружила еще одну урезанную версию организма с 473 генами, 149 из которых функции полностью неизвестны. [12]

Работа по созданию минимальной ячейки в настоящее время продолжается. 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]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Клайд А. Хатчисон III - краткий карьерный очерк» . Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл.
  2. ↑ Sanger F, Coulson AR, Friedmann T, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Fiddes JC, Hutchison CA 3rd, Slocombe PM, Smith M (1978). «Нуклеотидная последовательность бактериофага phiX174». Журнал молекулярной биологии . 125 (2): 225–46. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (78) 90346-7 . PMID 731693 . 
  3. ^ Hutchison Ca, 3 .; Эджелл, MH (1971). «Генетический анализ малых фрагментов дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага φX174» . Журнал вирусологии . 8 (2): 181–189. DOI : 10,1128 / JVI.8.2.181-189.1971 . PMC 356229 . PMID 4940243 .  CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Маршалл Х. Эджелл; Клайд А. Хатчисон и III, Мортон Склер (1972). «Специфические фрагменты эндонуклеазы R бактериофага X174 дезоксирибонуклеиновой кислоты» . Журнал вирусологии . 9 (4): 574–582. DOI : 10,1128 / JVI.9.4.574-582.1972 . PMC 356341 . PMID 4553678 .  
  5. ^ Хатчисон, Калифорния; Phillips, S .; Edgell, MH; Gillham, S .; Jahnke, P .; Смит, М. (1978). «Мутагенез в определенной позиции 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, Калифорния III; Swanstrom, R. и Loeb, DD (1991). Полный мутагенез белковых кодирующих доменов . Методы в энзимологии . 202 . С.  356–390 . DOI : 10.1016 / 0076-6879 (91) 02019-6 . ISBN 9780121821036. PMID  1784182 .
  8. ^ а б в г Роберта Квок (2010). «Геномика: мастера ДНК» . Природа . 468 (7320): 22–5. Bibcode : 2010Natur.468 ... 22K . DOI : 10.1038 / 468022a . PMID 21048740 . 
  9. ↑ Эд Пилкингтон (6 октября 2007 г.). «Я создаю искусственную жизнь, - заявляет генный пионер США» . Хранитель.
  10. ^ Lartigue C, стекло JI, Альперович N, Пипер R, Parmar PP, Hutchison CA третий, Смит HO, Вентер JC (2007). «Трансплантация генома бактерий: смена одного вида на другой». Наука . 317 (5838): 632–8. Bibcode : 2007Sci ... 317..632L . CiteSeerX 10.1.1.395.4374 . DOI : 10.1126 / science.1144622 . PMID 17600181 . S2CID 83956478 .   
  11. ^ Гибсон Д.Г., Гласс Д.И., Лартиг С., Носков В.Н., Чуанг Р.Й., Альгире 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 Е.А., Янг Л., Ци З.К., Сегалл-Шапиро Т.Х., Калви С.Х., Пармар П.П., Хатчисон, Калифорния, 3-й, Смит Х.о., Вентер Дж.С. (2010). «Создание бактериальной клетки, контролируемой химически синтезированным геномом» . Наука . 329 (5987): 52–6. Bibcode : 2010Sci ... 329 ... 52G . DOI : 10.1126 / science.1190719 . PMID 20488990 . 
  12. ↑ Эд Йонг (24 марта 2016 г.). «Таинственная вещь об удивительной новой синтетической клетке» .