Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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 , штат Миссури , США
НациональностьАмериканец
Альма-матерКалифорнийский технологический институт ( BS )
Массачусетский технологический институт ( MS , PhD )
Супруг (а)Надя Абович
НаградыПремия Грубера в области нейробиологии (2009 г.),
Нобелевская премия по физиологии и медицине (2017 г.)
Научная карьера
ПоляГенетика
Хронобиология
УчрежденияЭдинбургский
университет Медицинский институт имени Говарда Хьюза Университета Брандейса
ДокторантШелдон Пенман

Майкл Моррис Росбаш (родился 7 марта 1944 года) - американский генетик и хронобиолог . Росбаш - профессор и исследователь Университета Брандейса [1] и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза . Исследовательская группа Росбаша клонировала ген периода дрозофилы в 1984 году и предложила петлю отрицательной обратной связи транскрипции трансляции [2] для циркадных часов в 1990 году. В 1998 году они открыли ген цикла, ген часов и фоторецептор криптохрома у дрозофилы с помощью вперед в генетике , сначала идентифицируя фенотип мутанта, а затем определяя генетику, стоящую за мутацией. Росбаш был избран членом Национальной академии наук в 2003 году. Вместе с Майклом У. Янгом и Джеффри С. Холлом он был удостоен Нобелевской премии 2017 года по физиологии и медицине «за открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм». [3] [4]

Жизнь [ править ]

Майкл Росбаш родился в Канзас-Сити , штат Миссури. Его родители, Хильда и Альфред Росбаш, были еврейскими беженцами, которые покинули нацистскую Германию в 1938 году. [5] [6] Его отец был кантором , который в иудаизме является человеком, который воспевает богослужения. Семья Росбаша переехала в Бостон, когда ему было два года, и с тех пор он является ярым фанатом Red Sox .

Изначально Росбаш интересовался математикой, но бакалавриат по биологии в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) и летняя работа в лаборатории Нормана Дэвидсона привели его к биологическим исследованиям. Росбаш окончил Калифорнийский технологический институт в 1965 году со степенью в области химии, провел год в Институте биологии и химии в Париже по стипендии Фулбрайта , а в 1970 году получил докторскую степень по биофизике в Массачусетском технологическом институте под руководством Шелдона Пенмана. Проведя три года в аспирантуре по генетике в Эдинбургском университете , Росбаш поступил 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 [ править ]

Первоначально исследования Росбаша были сосредоточены на метаболизме и переработке мРНК ; мРНК - это молекулярная связь между ДНК и белком . После прибытия в Брандейс, Росбаш сотрудничал с коллегой Джеффри Холлом [8] и исследовал генетическое влияние на циркадные ритмы внутренних биологических часов. Они использовали Drosophila melanogaster для изучения моделей активности и отдыха. В 1984 году Росбаш и Холл клонировали первый ген часов дрозофилы , точка . По результатам работы, проделанной докторантом Полом Хардином, обнаружив, что уровень мРНК и связанного с ней белка (PER) колеблется в течение циркадного цикла, в 1990 году они предложили модель петли отрицательной обратной связи трансляции транскрипции (TTFL) в качестве основы для циркадных часов . [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 and tim, которую они начали называть dClock. [10] Также в мае 1998 г. Росбаш и др. открыл у дрозофилы цикл часового гена, гомолог гена bmal1 млекопитающих. [11]В ноябре 1998 г. Росбаш и др. обнаружили мутант дрозофилы cry b , что привело к заключению, что белок криптохрома участвует в циркадной фоторецепции. [12]

Хронология основных открытий [ править ]

  • 1984: Клонирован ген периода дрозофилы
  • 1990: Предложил цикл отрицательной обратной связи трансляции транскрипции [2] для циркадных часов.
  • 1998: Идентифицирован ген часов дрозофилы
  • 1998: Идентифицирован ген цикла дрозофилы
  • 1998: Идентифицирован криптохром как циркадный фоторецептор дрозофилы.
  • 1999: Идентифицированы нейроны LN V как основные циркадные кардиостимуляторы дрозофилы

исследование мРНК [ править ]

Росбаш начал изучать процессинг мРНК, будучи аспирантом Массачусетского технологического института . Его работа с Saccharomyces cerevisiae выявила 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 имеет важное значение для лучшего понимания и лечения заболеваний. [13]

Открытие циркадного TTFL у дрозофилы [ править ]

В 1990 году Росбаш, Холл и Хардин открыли роль гена периода (per) в циркадном осцилляторе дрозофилы . 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]это контролирует уровни мРНК, и что эта петля обратной связи транскрипции-трансляции является центральной особенностью циркадных часов дрозофилы . [9]

Они также рассмотрели две другие мутации с единичным миссенс- периодом для S и L1 . Эти мутации вызывают пик вечерней активности раньше и позже, соответственно, по сравнению с мухами per + дикого типа . Они обнаружили, что уровни РНК для S и L1 также демонстрируют четкую ритмичность. Как и в случае с двигательной активностью, пик экспрессии сдвигается раньше для per S, а затем для L1 . [9]

Они трансформировали мух с нулевой мутацией периода 0 фрагментом функциональной ДНК размером 7,2 т.п.н. и измеряли уровни мРНК в локусе per 0 и новом локусе. После трансформации уровни мРНК были ритмичными как в исходном, так и в новом локусе. Локус per 0 был способен транскрибировать нормальный 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.н. Действует петля обратной связи, в которой циклическое изменение уровней белка PER в новом локусе дает обратную связь, чтобы диктовать циклическое изменение уровней на мРНК в исходном локусе на 0 . [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 времени Цайтгебера (ZT). Другое свидетельство регуляции транскрипции состоит в том, что промотора гена достаточно для передачи цикла гетерологичной мРНК. [14]

Проблемы модели TTFL у Drosophila [ править ]

Группа Ахилеша Редди показала, используя ряд непредвзятых методов -омики (секвенирование РНК, протеомика, метаболомика), что клетки S2 дрозофилы демонстрируют циркадные молекулярные ритмы. [15] Эти клетки не экспрессируют известные «гены часов», включая per и tim . [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" мухами. [18] [17]Эти результаты подтверждают вышеприведенную работу по демонстрации модели TTFL часового механизма мух, неспособного объяснить генерацию циркадных ритмов. [15]

Открытие гена часов дрозофилы [ править ]

Вероятный гомолог ранее открытого мышиного гена Clock был идентифицирован Rosbash et al. путем клонирования гена дрозофилы , определенного мутацией Jrk . Этот ген получил название Часы дрозофилы . dClock было показано , непосредственно взаимодействовать с пер и Тим E-боксахи 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 гена цикла дрозофилы [ править ]

В 1998 году Росбаш и др. открыли новый цикл часового гена , гомолог гена Bmal1 млекопитающих . Гомозиготные мутанты цикла 0 имеют аритмию в двигательной активности, а мухи гетерозиготного цикла 0 / + имеют устойчивые ритмы с измененным периодом ритмичности. Вестерн-блоттинг показывает, что гомозиготные мутанты цикла 0 имеют очень мало PER и TIM.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 циркадного фоторецептора дрозофилы [ править ]

В 1998 году Росбаш и др. обнаружили мутант дрозофилы, демонстрирующий плоские, неосциллирующие уровни мРНК per и tim из-за нулевой мутации в гене криптохрома . Эта мутация получила название cry baby , или cry b . Неспособность мутантов cry b синхронизироваться с циклами света и темноты указывает на то, что нормальная функция криптохрома включает циркадную фоторецепцию . [12]

Нейроны LN V как основные циркадные ритмы дрозофилы [ править ]

У дрозофилы определенные латеральные нейроны (LN), как было показано, важны для циркадных ритмов, включая дорсальные (LN d ) и вентральные (LN V ) нейроны. Нейроны LN V выражают PDF (коэффициент дисперсии пигмента), который изначально предполагался как выходной сигнал часов. Мутанты гена нейропептида pdf (pdf 01 ), а также мухи, избирательно удаленные для LN V, вызвали аналогичные поведенческие реакции. Оба были подвержены 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 LN Vнейроны были критическими нейронами, задающими циркадный ритм, и этот PDF был основным циркадным передатчиком. [19]

Текущее исследование [ править ]

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 групп нейронов. 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]

Должности [ править ]

  • Директор Национального центра поведенческой геномики Брандейса [22]
  • Открытие кафедры неврологии им. Питера Грубера [23]
  • Соучредитель и член Научно-консультативного совета Hypnion, Inc. [24]
  • Член Консультативной группы Национального центра расстройств сна NIH [25]
  • Член Центра биологического хронометража NSF
  • Исследователь Медицинского института Говарда Хьюза (1989-настоящее время)
  • Научный сотрудник Американской ассоциации развития науки (2007)
  • Член Национальной академии наук (2003)
  • Член Американской академии искусств и наук (1997).
  • Сотрудник Гуггенхайма (1989–1990) [26]
  • Товарищ Хелен Хэй Уитни (1971–1974) [27]
  • Стипендиат Фулбрайта (1965–1966) [28]

Награды [ править ]

  • Нобелевская премия по физиологии и медицине (2017) [29]
  • 12-я ежегодная премия Вили в области биомедицинских наук (2013 г.) [30]
  • Премия Массри (2012) [31]
  • Международная премия Канады Гэрднер (2012) [32]
  • Премия Луизы Гросс Хорвиц от Колумбийского университета (2011 г.) [28]
  • Премия Грубера в области нейробиологии (2009) [33]
  • Правило Ашоффа (2008) [33]
  • Премия выдающихся выпускников Калифорнийского технологического института (2001 г.) [34]
  • Премия NIH за развитие научной карьеры (1976–1980) [33]

См. Также [ править ]

  • Циркадный ритм
  • Циркадные часы
  • Период (ген)

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Факультет естественных наук - Михаил Росбаш" . www.bio.brandeis.edu . Дата обращения 2 октября 2017 .
  2. ^ a b c «Модель молекулярных часов дрозофилы - BioInteractive HHMI» . www.hhmi.org . Архивировано из оригинального 17 февраля 2013 года . Дата обращения 2 октября 2017 .
  3. ^ Ча, Арлин Eujung (2017-10-02). «Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждается трем американцам за открытие« часовых генов » » . Вашингтон Пост . Проверено 2 октября 2017 .
  4. ^ «Нобелевская премия 2017 года по физиологии и медицине - пресс-релиз» . Нобелевский фонд. 2017-10-02 . Проверено 2 октября 2017 .
  5. ^ «Американцы получают Нобелевскую премию по медицине за работу с циркадным ритмом» . Дата обращения 2 октября 2017 .
  6. ^ https://www.findagrave.com/cgi-bin/fg.cgi?page=gr&GRid=132882242
  7. ^ "Михаил Росбаш, доктор философии - HHMI.org" . Дата обращения 2 октября 2017 .
  8. ^ "Факультет естественных наук - Джеффри Холл, заслуженный" . www.bio.brandeis.edu . Дата обращения 2 октября 2017 .
  9. ^ а б в г Хардин, ЧП; Холл, JC; Росбаш, М. (1990). «Обратная связь продукта гена периода Drosophila на циркадном цикле уровней его информационной РНК». Природа . 343 (6258): 536–540. Bibcode : 1990Natur.343..536H . DOI : 10.1038 / 343536a0 . PMID 2105471 . S2CID 4311836 .  
  10. ^ а б Аллада, Р .; Белый, NE; Итак, WV; Холл, JC; Росбаш, М. (1998). "Мутантный гомолог дрозофилы часов млекопитающих нарушает циркадные ритмы и транскрипцию периода и времени". Cell . 93 (5): 791–804. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81440-3 . PMID 9630223 . S2CID 1779880 .  
  11. ^ a b Рутила, JE; Сури, В .; Le, M .; Итак, WV; Росбаш, М. (1998). «ЦИКЛ - это второй часовой белок bHLH-PAS, необходимый для циркадной ритмичности и транскрипции периода дрозофилы и вне времени». Cell . 93 (5): 805–814. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81441-5 . PMID 9630224 . S2CID 18175560 .  
  12. ^ a b Станевский, Р .; Канеко, М .; Emery, P .; Beretta, B .; Wager-Smith, K .; Кей, С.А.; Росбаш, М .; Холл, JC (1998). « Мутация cry b определяет криптохром как циркадный фоторецептор у дрозофилы». Cell . 95 (5): 681–682. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81638-4 . PMID 9845370 . S2CID 6996815 .  
  13. ^ "Михаил Росбаш, доктор философии - HHMI.org" . Дата обращения 2 октября 2017 .
  14. ^ Хардин, ЧП; Холл, JC; Росбаш, М. (1992). «Циркадные колебания уровней мРНК периодических генов регулируются транскрипционно» . PNAS . 89 (24): 11711–11715. Bibcode : 1992PNAS ... 8911711H . DOI : 10.1073 / pnas.89.24.11711 . PMC 50626 . PMID 1465387 .  
  15. ^ a b 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. DOI : 10.15252 / msb.20188376 . ISSN 1744-4292 . PMC 6078164 . PMID 30072421 .   
  16. ^ Саез, Лино; Янг, Майкл В. (1996-11-01). "Регулирование ядерного входа в период белковых часов дрозофилы и вне времени" . Нейрон . 17 (5): 911–920. DOI : 10.1016 / S0896-6273 (00) 80222-6 . ISSN 0896-6273 . PMID 8938123 . S2CID 2106981 .   
  17. ^ a b 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 . DOI : 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. DOI : 10.1016 / S0896-6273 (00) 80222-6 . PMID 8938123 . S2CID 2106981 .  
  19. ^ Ренн, SCP; Парк, JH; Росбаш, М .; Холл, JC; Taghert, PH (1999). " Мутация гена нейропептида в формате pdf и устранение нейронов PDF, вызывающих серьезные нарушения поведенческих циркадных ритмов у дрозофилы ". Cell . 99 (7): 791–802. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81676-1 . PMID 10619432 . S2CID 62796150 .  
  20. ^ "Росбаш Лаб" . Росбаш Лаб . Дата обращения 2 октября 2017 .
  21. ^ Rosbash, Майкл (2017-11-30). «Жизнь - номер 1» . Cell . 171 (6): 1241–1245. DOI : 10.1016 / j.cell.2017.11.027 . ISSN 0092-8674 . PMID 29195068 .  
  22. ^ "Национальный центр поведенческой геномики" . www.bio.brandeis.edu . Дата обращения 2 октября 2017 .
  23. ^ "Росбаш получает новую кафедру нейробиологии Грубера - BrandeisNOW" . BrandeisNOW . Дата обращения 2 октября 2017 .
  24. ^ "Hypnion, Inc .: Совет директоров - Bloomberg" . investing.businessweek.com . Дата обращения 2 октября 2017 .
  25. ^ Колтен, Харви 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) . Проверено 2 октября 2017 г. - через www.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. ^ "Стипендиаты Фонда Мемориала Джона Саймона Гуггенхайма" . Дата обращения 2 октября 2017 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  27. ^ "Стипендиаты Фонда Хелен Хэй Уитни" . Архивировано из оригинала на 6 октября 2015 года . Дата обращения 2 октября 2017 .
  28. ^ a b «Премия Луизы Гросс Хорвиц - Медицинский центр Колумбийского университета» . www.cumc.columbia.edu . 26 ноября 2013 . Дата обращения 2 октября 2017 .
  29. ^ Образец, 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 . Проверено 2 октября 2017 . 
  30. ^ "Wiley: Двенадцатая ежегодная премия Wiley в области биомедицинских наук, присужденная доктору Майклу Янгу, доктору Джеффри Холлу и доктору Майклу Росбашу" . www.wiley.com . Дата обращения 2 октября 2017 .
  31. ^ Lebovits, Сьюзен Chaityn (14 августа 2012). «Росбаш наградил Массри за работу над циркадными ритмами | BrandeisNOW» . BrandeisNOW . Проверено 2 октября 2017 .
  32. ^ "Майкл Росбаш - Фонд Гэрднера" . Дата обращения 2 октября 2017 .
  33. ^ a b c «Общество исследования биологических ритмов» . Архивировано из оригинального 25 февраля 2010 года . Дата обращения 2 октября 2017 .
  34. ^ "Премия выдающихся выпускников Калифорнийского технологического института" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 18 июля 2012 года . Дата обращения 2 октября 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Праздничные лекции 2000 года по науке - Заводные гены: открытия в биологическом времени
  • Колебательные механизмы, лежащие в основе циркадных часов дрозофилы
  • Майкл Росбаш на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию 7 декабря 2017 г. Циркадные часы, транскрипционная обратная связь и регуляция экспрессии генов