MRC Лаборатория молекулярной биологии

MRC Лаборатория молекулярной биологии

Новое здание ЛКМ, вид с моста Кембриджширского автобуса в июне 2013 года.
Сокращение	MRC LMB
Место расположения	Кембридж , Великобритания
Координаты	52 ° 10′35 ″ с.ш., 0 ° 08′35 ​​″ в.д. / 52,1763 ° N 0,1430 ° E / 52.1763; 0,1430 Координаты : 52,1763 ° N 0,1430 ° E52 ° 10′35 ″ с.ш., 0 ° 08′35 ​​″ в.д. /  / 52.1763; 0,1430
Поля	Молекулярная биология
Директор	Ян Лёве
Головная организация	Совет медицинских исследований
Интернет сайт	www2 .mrc-lmb .cam .ac .uk

Совет по медицинским исследованиям (MRC) Лаборатория молекулярной биологии ( LMB ) является научно - исследовательский институт в Кембридже , Англия , участвует в революции в области молекулярной биологии , которая произошла в 1950-60 - е годы. С тех пор она остается крупной медицинской исследовательской лабораторией с гораздо более широким кругозором.

Новое здание, построенное рядом с первоначальным местом на территории Кембриджского биомедицинского кампуса, было открыто в мае 2013 года. Дорога за пределами нового здания названа Фрэнсис Крик- авеню в честь совместного лауреата Нобелевской премии 1962 года , который открыл спиральную структуру ДНК. в 1953 г.

История [ править ]

Происхождение: 1947-61 гг. [ Править ]

Макс Перуц , получив степень бакалавра в области органической химии, покинул Австрию в 1936 году и приехал в Кембриджский университет, чтобы учиться на докторскую степень, присоединившись к группе рентгеновских кристаллографов, возглавляемой Дж . Д. Берналом . Здесь, в лаборатории Кавендиша , он всю свою жизнь начал работать с гемоглобином . Смерть лорда Резерфорда привела к тому, что его преемник, Лоуренс Брэгг , пионер в области рентгеновской кристаллографии, в 1938 году стал новым Кавендишским профессором физики. В те дни Брэгг стал главным сторонником Перуца и его группы.

После Второй мировой войны многие ученые, занимающиеся физической стороной науки, обратились к биологии, привнеся с собой новый образ мышления и знания. Джон Кендрю присоединился к группе Перутца для изучения белка, тесно связанного с гемоглобином - миоглобина - в 1946 году. В 1947 году Совет медицинских исследований (MRC) под руководством своего секретаря Гарольда Химсворта решил сформировать и поддержать «Подразделение MRC для Изучение молекулярной структуры биологических систем ». К группе, в которую к 1948 году также входил Хью Хаксли, работавший над мышцами, в 1949 году присоединился Фрэнсис Крик , который первоначально работал в области кристаллографии белков. В 1951 году к ним присоединилисьДжеймс Ватсон .

1953 год был годом annus mirabilis : Уотсон и Крик открыли двойную спиральную структуру ДНК , которая показала, что биологическая информация закодирована в линейной структуре и как эта информация может дублироваться во время деления клетки . Перуц обнаружил, что подробные трехмерные структуры белков, таких как миоглобин и гемоглобин, в принципе могут быть решены с помощью рентгеновского анализа с использованием метода мечения атомов тяжелых металлов. Хью Хаксли обнаружил, что сокращение мышц происходит за счет механизма скользящей нити .

В 1957 году название группы было изменено на «MRC Unit for Molecular Biology». Также в том же году Вернон Ингрэм обнаружил, что серповидноклеточная анемия вызвана изменением одной аминокислоты в молекуле гемоглобина, и Сидней Бреннер присоединился к группе. В 1958 году обзор Крика «На синтез белка» появились: это выложил, в первый раз, в центральную догму молекулярной биологии , в гипотезе последовательности и адаптера гипотезы . В 1961 году Бреннер помог открыть информационную РНК, и в том же году он и Крик установили, что генетический код читается тройками.

Вся эта работа проводилась в одноэтажном временном здании (Хижина), нескольких комнатах в крыле Остина, комнате со стеклянным фасадом (Теплица) и коротком изолированном коридоре (Галерея) внутри здания. Лаборатория Кавендиша. ^[1]

Открытие ЛКМ в 1962 г. [ править ]

MRC построил новую лабораторию на окраине Кембриджа - LMB - в которую в начале 1962 года перебралось подразделение из Кавендиша. Кроме того, к ним присоединились подразделение Фреда Сенгера, которое размещалось на факультете биохимии университета, а также Аарон Клаг из Лондона. . Сэнгер изобрел методы определения последовательности аминокислот в белке: он был удостоен Нобелевской премии по химии в 1958 году за первую последовательность белка, последовательность инсулина . Новую лабораторию открыла королева Елизавета II.в 1962 году. Позже в том же году Кендрю и Перуц разделили Нобелевскую премию по химии, а Крик и Ватсон получили долю Нобелевской премии по физиологии и медицине. Здание LMB было включено в новый больничный комплекс Адденбрука, построенный в 1970-х годах. ^[2]

В новом LMB председателем был Перуц, и в его состав входили 3 отдела: структурные исследования, возглавляемые Кендрю; Молекулярная генетика (крик); Белковая химия (Сэнгер). Всего было около 40 ученых, но это число быстро увеличивалось, особенно с большим притоком постдокторантов из США. ^[1]

Молекулярная биология: после 1962 г. [ править ]

В течение следующего десятилетия молекулярная биология во всем мире процветала, и теперь на контуры костей 1950-х годов нанесена плоть. Были выведены подробные трехмерные атомные структуры ряда белков и их функции. К ним относятся миоглобин , гемоглобин и химотрипсин , последний - Дэвид Блоу . Генетический код, собранный по всему миру, был собран Криком. Сигналы пунктуации в информационной РНК - где начать трансляцию РНК в последовательность белка и где остановиться - были обнаружены научным сотрудником Джоан А. Стейтц . ^[3] Крик предположил, как тРНКмолекулы - его оригинальные адаптеры - читают посланник в его гипотезе колебания . Сэнгер разработал новые методы секвенирования молекул РНК , а затем и молекул ДНК (за что он получил вторую Нобелевскую премию по химии в 1980 году). Намного позже эта линия была расширена, чтобы включить определение последовательности целых геномов , в которой Джон Салстон играл ключевую роль. Как молекулы-предшественники тРНК обрабатываются с образованием функциональной тРНК, было выяснено Джоном Смитом и Сидом Альтманом , что позже привело к открытию рибозимов . Атомная структура первой молекулы тРНК была решена, и цинковые пальцыоткрыта Клугом (получившим Нобелевскую премию по химии в 1982 г.). Структура АТФ-синтазы была решена Джоном Э. Уокером и Эндрю Лесли, за что Уокер получил Нобелевскую премию по химии в 1997 году. ^[1] Структура рибосомы была решена Венкатраманом Рамакришнаном , за что он разделил Нобелевскую премию. по химии в 2009 г. ^[4]

1960-е: Разработка и C.elegans [ править ]

К концу десятилетия 1960-х казалось, что новые проблемы в биологии могут быть решены с использованием подходов, которые оказались столь успешными в молекулярной биологии.

Сидней Бреннер начал работать над генетикой нематоды C.elegans в 1965 году. Эта группа расширилась, особенно за счет многих иностранных посетителей, которые сегодня составляют основу исследований C.elegans . Сулстон определил клеточную линию этого маленького червя, а Джон Грэм Уайт - всю электрическую схему его нервной системы. Роберт Хорвиц , который помог в клеточном происхождении, должен был разделить Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Бреннером и Салстоном в 2002 году. Джонатан Ходжкин установил генетический путь у C.elegans, который контролирует определение пола. Джон Гэрдон разработал использование ооцитов лягушки для трансляции мРНК, получив Нобелевскую премию 2012 года по физиологии и медицине за свою более раннюю работу, показавшую, что генетическая информация остается неизменной во время развития.

Питер Лоуренс приехал, чтобы изучить формирование паттернов, помогая обнаружить, как компартменты у дрозофилы определяют план тела мухи. Под его влиянием Крик также заинтересовался морфогенетическими градиентами и тем, как они могут помочь определить биологические закономерности.

Иммунология [ править ]

Сезар Мильштейн на протяжении многих лет работал над вариациями антител. К нему присоединился Джордж Кёлер, и вместе они открыли, как производить моноклональные антитела . За это они разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1984 году. Эта область была расширена Грегом Винтером ^[5], который первым разработал антитела для создания новых человеческих антител и их фрагментов. И моноклональные антитела, и их фрагменты в настоящее время имеют большое медицинское значение.

Майкл Нойбергер открыл механизм, с помощью которого происходит диверсификация антител с помощью индуцированной активацией (цитидин) дезаминазы . Это фундаментальное открытие является краеугольным камнем к пониманию молекулярного механизма, с помощью которого организмы могут производить разнообразный набор антител для распознавания новых патогенов. Это имеет более широкое значение для понимания роли направленного мутагенеза и репарации ДНК в физиологии. Наконец, молекулярные механизмы, выясненные Нойбергером, могут иметь большое значение для понимания мутационного паттерна катаегиса при раке груди. К сожалению, Майкл Нойбергер умер от миеломы, ирония этого обстоятельства была для него неоценимой.

Клеточная биология [ править ]

Акцент на классической молекулярной биологии сместился в сторону клеточной биологии и развития, поэтому подразделение молекулярной генетики было переименовано в клеточную биологию. Марк Бретшер открыл топологическое расположение белков в мембране эритроцитов человека и его фосфолипидную асимметрию . Ричард Хендерсон и Найджел Анвин разработали электронную кристаллографию для определения структуры двумерных массивов, применив ее к бактериальному пурпурному белку, бактериородопсину . Барбара Пирс обнаружила основные компоненты везикул, покрытых клатрином , структур, образующихся во время эндоцитоза., и определена структура с низким разрешением клеточной решетки вокруг них. Как белки локализуются в различных частях клетки - например, в эндоплазматическом ретикулуме , аппарате Гольджи или плазматической мембране - и роль этого в полярности клеток выяснили Бретчер, Хью Пелхэм ^[6] и Шон Манро. В шпинделях полюсные тел - крупные структуры в клетках дрожжей , которые действуют как очаги , к которым хромосомы перемещаются во время митоза - были очищены и низкая структура разрешения из них выводится Джон Килмартина. ^[7]

Неизменный интерес вызывает структура хромосом. Это было инициировано посетителем, Роджером Корнбергом , который открыл первый уровень конденсации ДНК, нуклеосомы , и продолжает заниматься изучением высших порядков складывания ДНК.

Нейробиология [ править ]

В 1993 году было создано новое подразделение нейробиологии с широким спектром тем. Анвин разработал электронную кристаллографию и решил структуру рецептора ацетилхолина , который активирует многие нейроны. Мишель Гёдерт идентифицировал вариантные белки, связанные с болезнью Альцгеймера .

Инструменты [ править ]

Научные достижения часто зависят от технологических достижений: LMB был в авангарде многих из них. Некоторые основные примеры включают секвенирование нуклеиновых кислот, инженерию белков и антител, создание нового рентгеновского оборудования и изобретение сканирующего конфокального микроскопа. ^[1]

Административная структура [ править ]

LMB имеет заведомо простую административную среду. ^[8] Из-за пределов LMB, родительский MRC обеспечил, чтобы пятилетняя оценка была легкой: только краткое объяснение прошлых достижений и указание того, где лежат планы на будущее, требовалось внешним комитетом. Их рекомендации носили чисто рекомендательный характер, давая руководителям дивизий полную свободу действий в том, как вести свои дела: считалось, что они лучше всех знают. ^{[ необходима цитата ]}

В рамках ЛКМ критерий Перутца относительно того, как организовать вещи, заключался в том, что научный акт должен быть облегчен на всех уровнях. У ЛКМ был единый бюджет: не было ни личных бюджетов, ни оборудования - все было коммунальным. Он имел самое современное оборудование и хорошо финансировался MRC. ^{[ необходима цитата ]} Химические реактивы, стеклянная посуда и другие расходные материалы могут быть изъяты из единого магазина с требованием только подписи. Ключом к бесперебойной работе лаборатории был Майкл Фуллер, который отвечал за ее повседневную работу. ^[9]

Не было явной иерархии; все были на именных условиях. Большинство сотрудников лаборатории свободно собирались в столовой, что, как утверждается, способствовало общению и сотрудничеству между отделами. ^[1] Сегодня в LMB работает около 400 ученых, из которых 130 - исследователи с докторской степенью и 90 студентов. Новое здание (расположенное на территории Кембриджского биомедицинского кампуса ) было открыто в 2013 году ^[10] и имеет четыре помещения для семинаров, названных в честь ученых LMB: Сиднея Бреннера , Аарона Клуга , Сезара Мильштейна и Фредерика Сэнгера , а также еще один лекционный зал, названный в честь покойного Макс Перуц .

Группы у ЛКМ [ править ]

По состоянию на 2020 год ^{[Обновить]}насчитывается около пятидесяти руководителей групп ^{[5] [11]} Группы являются частью одного из четырех подразделений LMB: клеточной биологии , нейробиологии , химии белков и нуклеиновых кислот и структурных исследований . По состоянию на 2020 год в ^{[Обновить]}лидеры групп входят следующие люди:

Почетный [ править ]

LMB также является домом для ряда заслуженных ученых, которые после формального выхода на пенсию преследуют свои исследовательские интересы в лаборатории ^{[11], в} том числе:

Выпускники [ править ]

Научные сотрудники LMB, которые были награждены индивидуально или совместно с Нобелевскими премиями ^{[24] [25] [26]} :

Посетители, получившие Нобелевскую премию за проделанную работу или инициированные в LMB, и выпускники включают:

Среди других известных выпускников LMB:

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Лаборатория молекулярной биологии .

• Официальный веб-сайт