Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сьюзан С. Голден
НациональностьАмериканец
Альма-матерBA в биологии из Миссисипи университета для женщин (1978), доктор философии в Генетики из Университета Миссури (1983)
Научная карьера
ПоляХронобиология , биоинженерия
УчрежденияЧикагский университет (1983), Техасский университет A&M (1986), Отделение биологических наук UCSD (2008)

Сьюзан Голден (урожденная Стивенс) родилась в Пайн-Блафф, штат Арканзас, в 1957 году. [1] Она училась в местной государственной средней школе, где работала с оркестром и школьной газетой. В 1976 году ее приняли в Женский университет штата Миссисипи на специальность "журналистика", но вскоре она перешла на специализацию по биологии и химию.

Голден окончила MUW через два года, после чего ей предложили место в первой группе слушателей докторской программы генетики в Университете Миссури, финансируемой Национальным институтом здравоохранения . Во время обучения в аспирантуре Голден познакомилась со своим мужем, Джеймсом Голденом, еще одним студентом программы NIH. [2] Они поженились в 1979 году. В Университете Миссури Голден исследовала белковый состав фотосинтетического центра у цианобактерий , эту работу она продолжила, когда переехала в Чикагский университет в 1983 году в качестве постдокторского научного сотрудника Национального института здравоохранения. [1]

В 1986 году Голден приняла должность преподавателя в Texas A&M, чтобы продолжить свои исследования светозависимой регуляции генов у бактерий. Именно в Texas A&M Голден впервые познакомился с доктором. Карл Х. Джонсон и Такао Кондо (двое других исследователей, ответственных за открытие комплекса Кай ) первыми заинтересовались изучением циркадных ритмов . [2] Доктор Голден была повышена до заслуженного профессора Техасского отделения A&M в 2003 году, а затем перешла в Калифорнийский университет в 2008 году, где в настоящее время является заслуженным профессором и директором Центра циркадной биологии. [3]

Вклад в исследования [ править ]

Ранние работы [ править ]

Доктор Голден начала свою карьеру в лаборатории доктора Луи А. Шермана, где она работала над разработкой генетических подходов к исследованию белкового состава фотосинтетических комплексов цианобактерий Synechoccus elongatus . Голден был первым, кто продемонстрировал, что мутантный аллель гена psbA достаточен для придания устойчивости цианобактериям к гербицидам . [2] Другое исследование позже подтвердило, что этот ген кодирует белок, являющийся неотъемлемой частью фотосинтетического комплекса Photosystem II . [4] Эти результаты также продемонстрировали, что генетические манипуляции с цианобактериями были несложными, что сделало S. elongatus модельным организмом.для будущих генетических экспериментов. [2] Во время своего постдокторского исследования в Чикагском университете, в лаборатории доктора Роберта Хазелкорна , доктор Голден продолжала работать над разработкой методов генетических манипуляций с Synechoccus elongatus, чтобы выяснить механизмы регуляции генов в генах фотосинтеза. В 1989 году команда доктора Голдена обнаружила, что конкретный аллель psbA, экспрессируемый цианобактериями, зависит от условий освещения, в которых выращивалась колония. [5] Это открытие привело ее к более общему исследованию того, как свет влияет на экспрессию фотосинтетических генов в организме, [6] и способствовало общему пониманию реакции бактерий на воздействие окружающей среды. [7]Это направление исследований потребовало разработки техники для визуализации изменений в экспрессии генов в живых организмах. Будучи профессором Техасского A&M, Голден попытался решить эту проблему, прикрепив ген люциферазы к промоторам интересующих генов цианобактерий и просмотрев колонии с помощью прибора ночного видения . [2] Подход оказался успешным, позволив количественно оценить экспрессию генов цианобактерий in vivo в течение длительного периода времени. Этот метод привлек внимание хронобиолога доктора Карла Х. Джонсона , с которым доктор Голден продолжал сотрудничать в открытии комплекса KaiABC. [2]

Открытие комплекса кай [ править ]

Голден изучает эндогенные ритмы цианобактерий , группы прокариот, у которых есть циркадные часы. Она трансформировала Synechococcus elongatus, одну из наиболее изученных моделей, репортерным геном люциферазы и показала циркадный ритм в биолюминесценции. Это было использовано для открытия цианобактериальных часов, основанных на трех белках: KaiA , KaiB и KaiC . В сотрудничестве с Карлом Х. Джонсоном и Такао Кондо она продемонстрировала циркадные ритмы у S. elongatus PCC 7942 [8], единственного модельного организма для прокариотических организмов.циркадные часы. [3] Сьюзан Голден идентифицирует гены в геноме S. elongatus, которые вносят вклад в циркадный ритм с помощью обратной генетики , создавая мутации в гене и проводя скрининг мутантных фенотипов . Транспозоны вставляются для рекомбинации в геном , вызывая нокаут гена . [3] В одном исследовании девятнадцать часовых мутаций были сопоставлены с тремя генами kai , и инактивация любого отдельного гена kai отменила циркадный ритм экспрессии KaiA.и KaiB и снижение активности промотора kaiBC. [9]

Циркадная система белка кай [ править ]

S. elongatus имеет циркадные часы с осциллятором, основанным только на трех белках , KaiA , KaiB и KaiC, где ритм генерируется на основе фосфорилирования и дефосфорилирования KaiC in vitro . Фотосинтез используется для передачи световой информации, что приводит к управляемым часами выходным сигналам, влияющим на транскрипцию . Этот 24-часовой ритм можно воссоздать in vitro с добавлением АТФ . [10] Соотношение АТФ / АДФколеблется в течение дня и воспринимается KaiC, который фосфорилирует или дефосфорилирует на основе этого сигнала. Эта белковая система Kai - самый простой из известных на сегодняшний день посттрансляционных осцилляторов.

В фотосинтезирующих цианобактериях свет управляет часами, а тьма сбрасывает их. Когда Золотой мутировавший ген Cika, часы не могут быть сброшены, ( в результате постоянной смены часовых поясов ), но часы все еще функционировал. CikA содержал белковый домен, похожий на KaiA , который, как было обнаружено, также важен для сброса часов. Cika и KA связываются с хинонами , которые несут электроны в цепи переноса электронов в процессе фотосинтеза . Хиноны окисляются в темноте и восстанавливаются на свету, а окислительно-восстановительный потенциалсостояние влияет на активность KaiA. Когда хиноны окисляются, KaiA отделяется от KaiC и связывается с ними, сбрасывая часы. Следовательно, хиноны необходимы для передачи световой информации в KaiC . [2]

Текущее исследование [ править ]

Метаболическая инженерия [ править ]

После перехода в UCSD в 2008 году исследования Сьюзан Голден совпали с исследованиями ее мужа, Джеймса Голдена, по изучению биотоплива . [2] Она проводит исследования по использованию цианобактерий в промышленных целях. Цианобактерии являются привлекательными модельными организмами из-за упрощенных геномов и использования ими фотосинтеза , и они могут быть использованы для замены нефтяного топлива в будущем за счет производства биотоплива . [3]Цианобактерии также быстро растут и фиксируют атмосферный углерод, превращая углекислый газ в биомассу, которая затем может быть преобразована в биомасла и биотопливо. Им нужен только солнечный свет, вода и неорганические микроэлементы для роста, а также прямая фиксация углерода для биотоплива. [11]

В 2016 году Голден и его коллеги вручную создали модель метаболизма S. elongates, указав на важность линейного пути TCA (цикла трикарбоновых кислот) и открытие модели, лежащей в основе метаболического дизайна. [12]

Почести и награды [2] [ править ]

  • Премия президента Национального научного фонда молодым исследователям, 1989–1995 гг.
  • Стипендия Американской академии микробиологии, 2000 г.
  • Заслуженный профессор A&M Техаса, 2003 г.
  • Член 1000 биологического факультета
  • Член Национальной Академии Наук.
  • Профессор Медицинского института Говарда Хьюза
  • Почетный профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего и председатель совета директоров
  • Лауреат премии Honma (2018)

Избранные публикации [ править ]

  • Кондо Т., Страйер К.А., Кулкарни Р.Д., Тейлор В., Ишиура М., Голден СС, Джонсон С.Х. (1993). «Циркадные ритмы у прокариот: люцифераза как репортер экспрессии циркадных генов у цианобактерий» . Proc Natl Acad Sci USA . 90 (12): 5672–6. DOI : 10.1073 / pnas.90.12.5672 . PMC  46783 . PMID  8516317 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Кондо Т., Циноремас Н.Ф., Голден СС, Джонсон С.Х., Куцуна С., Ишиура М. (1994). «Циркадные часы мутанты цианобактерий». Наука . 266 (5188): 1233–6. DOI : 10.1126 / science.7973706 . PMID  7973706 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Лю Ю., Голден СС, Кондо Т., Ишиура М., Джонсон С.Х. (1995). «Бактериальная люцифераза как репортер экспрессии циркадных генов в цианобактериях» . J Bacteriol . 177 (8): 2080–6. DOI : 10.1128 / jb.177.8.2080-2086.1995 . PMC  176852 . PMID  7536731 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Золотой СС (1995). «Экспрессия светочувствительных генов в цианобактериях» . J Bacteriol . 177 (7): 1651–4. DOI : 10.1128 / jb.177.7.1651-1654.1995 . PMC  176789 . PMID  7896684 .
  • Лю Ю., Циноремас Н.Ф., Джонсон С.Х., Лебедева Н.В., Голден СС, Ишиура М., Кондо Т. (1995). «Циркадная оркестровка экспрессии генов в цианобактериях» . Genes Dev . 9 (12): 1469–78. DOI : 10,1101 / gad.9.12.1469 . PMID  7601351 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Циноремас Н.Ф., Ишиура М., Кондо Т., Андерссон К.Р., Танака К., Такахаши Н., Джонсон С.Х., Голден СС (1996). «Сигма-фактор, который изменяет циркадную экспрессию подмножества генов цианобактерий» . EMBO J . 15 (10): 2488–95. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1996.tb00606.x . PMC  450181 . PMID  8665856 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Джонсон СН, Голден СС, Ишиура М, Кондо Т (1996). «Циркадные часы прокариот». Mol Microbiol . 21 (1): 5–11. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.1996.00613.x . PMID  8843429 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Кондо Т., Мори Т., Лебедева Н.В., Аоки С., Ишиура М., Golden SS (1997). «Циркадные ритмы у быстро делящихся цианобактерий». Наука . 275 (5297): 224–7. DOI : 10.1126 / science.275.5297.224 . PMID  8985018 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Голден СС, Ишиура М, Джонсон СН, Кондо Т (1997). «Цианобактериальные циркадные ритмы». Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol . 48 : 327–354. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.48.1.327 . PMID  15012266 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Оуян Y, Андерссон CR, Кондо Т., Golden SS, Johnson CH (1998). «Резонирующие циркадные часы улучшают приспособленность цианобактерий» . Proc Natl Acad Sci USA . 95 (15): 8660–4. DOI : 10.1073 / pnas.95.15.8660 . PMC  21132 . PMID  9671734 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Ишиура М., Куцуна С., Аоки С., Ивасаки Х., Андерссон С.Р., Танабе А., Голден СС, Джонсон С.Х., Кондо Т. (1998). «Экспрессия кластера генов kaiABC как циркадный процесс обратной связи у цианобактерий». Наука . 281 (5382): 1519–23. DOI : 10.1126 / science.281.5382.1519 . PMID  9727980 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Джонсон СН, Голден СС, Кондо Т (1998). «Адаптивное значение циркадных программ у цианобактерий». Trends Microbiol . 6 (10): 407–10. DOI : 10.1016 / s0966-842x (98) 01356-0 . PMID  9807785 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Голден СС, Джонсон СН, Кондо Т (1998). «Циркадная система цианобактерий: на расстоянии часов». Curr Opin Microbiol . 1 (6): 669–73. DOI : 10.1016 / s1369-5274 (98) 80113-6 . PMID  10066545 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Катаяма М., Циноремас Н.Ф., Кондо Т., Golden SS (1999). «cpmA, ген, участвующий в сигнальном пути циркадной системы цианобактерий» . J Bacteriol . 181 (11): 3516–24. DOI : 10.1128 / JB.181.11.3516-3524.1999 . PMC  93820 . PMID  10348865 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Джонсон CH, Golden SS (1999). «Циркадные программы у цианобактерий: адаптивность и механизм». Annu Rev Microbiol . 53 : 389–409. DOI : 10.1146 / annurev.micro.53.1.389 . PMID  10547696 .
  • Андерссон ЧР, Циноремас Н.Ф., Шелтон Дж., Лебедева Н.В., Ярроу Дж., Мин Х., Голден СС (2000). «Применение биолюминесценции для изучения циркадных ритмов цианобактерий». Методы Энзимол . Методы в энзимологии. 305 : 527–42. DOI : 10.1016 / s0076-6879 (00) 05511-7 . ISBN 9780121822064. PMID  10812624 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Уильямс С.Б., Ваконакис I, Golden SS, LiWang AC (2002). «Структура и функция циркадного часового белка KaiA Synechococcus elongatus: потенциальный механизм ввода часов» . Proc Natl Acad Sci USA . 99 (24): 15357–62. DOI : 10.1073 / pnas.232517099 . PMC  137721 . PMID  12438647 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Дитти JL, Уильямс SB, Golden SS (2003). «Цианобактериальный циркадный временной механизм» . Анну Рев Жене . 37 : 513–43. DOI : 10.1146 / annurev.genet.37.110801.142716 . PMID  14616072 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Золотой СС (2003). «Хронометраж в бактериях: циркадные часы цианобактерий». Curr Opin Microbiol . 6 (6): 535–40. DOI : 10.1016 / j.mib.2003.10.012 . PMID  14662347 .
  • Золотой СС (2004). «Переключение механизмов циркадных часов цианобактерий» . Proc Natl Acad Sci USA . 101 (38): 13697–8. DOI : 10.1073 / pnas.0405623101 . PMC  518819 . PMID  15367731 .
  • Макки С.Р., Золотой СС (2007). «Заводим циркадные часы цианобактерий». Trends Microbiol . 15 (9): 381–8. DOI : 10.1016 / j.tim.2007.08.005 . PMID  17804240 .
  • Ким Йи, Донг Джи, Каррутерс CW младший, Голден СС, ЛиВанг А (2008). «Переключатель день / ночь в KaiC, компоненте центрального осциллятора циркадных часов цианобактерий» . Proc Natl Acad Sci USA . 105 (35): 12825–30. DOI : 10.1073 / pnas.0800526105 . PMC  2529086 . PMID  18728181 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Донг Джи, Золотой СС (2008). «Как цианобактерия показывает время» . Curr Opin Microbiol . 11 (6): 541–6. DOI : 10.1016 / j.mib.2008.10.003 . PMC  2692899 . PMID  18983934 .
  • Чен Й, Ким Йи, Макки С.Р., Холтман К.К., Ливанг А., Golden SS (2009). «Новый аллель kaiA сокращает циркадный период и усиливает взаимодействие компонентов осциллятора в цианобактерии Synechococcus elongatus PCC 7942» . J Bacteriol . 191 (13): 4392–400. DOI : 10.1128 / JB.00334-09 . PMC  2698500 . PMID  19395479 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Донг Джи, Ян Кью, Ван Кью, Ким И.И., Вуд Т.Л., Остерён К.В., Ван Ауденаарден А., Golden SS (2010). «Повышенная АТФазная активность KaiC обеспечивает циркадный контроль деления клеток у Synechococcus elongatus» . Cell . 140 (4): 529–39. DOI : 10.1016 / j.cell.2009.12.042 . PMC  3031423 . PMID  20178745 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Донг Джи, Ким Йи, Golden SS (2010). «Простота и сложность в механизме циркадных часов цианобактерий» . Curr Opin Genet Dev . 20 (6): 619–25. DOI : 10.1016 / j.gde.2010.09.002 . PMC  2982900 . PMID  20934870 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Коэн С.Е., Golden SS (2015). «Циркадные ритмы цианобактерий» . Microbiol Mol Biol Rev . 79 (4): 373–85. DOI : 10.1128 / MMBR.00036-15 . PMC  4557074 . PMID  26335718 .
  • Рубин Б.Е., Ветмор К.М., Прайс М.Н., Даймонд С., Шульцабергер Р.К., Лоу Л.К., Куртин Г., Аркин А.П., Дойчбауэр А., Golden SS (2015). «Существенный набор генов фотосинтетического организма» . Proc Natl Acad Sci USA . 112 (48): E6634–43. DOI : 10.1073 / pnas.1519220112 . PMC  4672817 . PMID  26508635 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Ценг Р., Гуларте Н.Ф., Чаван А., Луу Дж., Коэн С.Е., Чанг Ю.Г., Хейслер Дж., Ли С., Майкл А.К., Трипати С., Голден СС, ЛиВанг А., Партч К.Л. (2017). «Структурные основы перехода дня и ночи в бактериальных циркадных часах» . Наука . 355 (6330): 1174–1180. DOI : 10.1126 / science.aag2516 . PMC  5441561 . PMID  28302851 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "SQ Online / Обзор факультета: доктор Сьюзан Голден" . sqonline.ucsd.edu . Проверено 12 апреля 2017 .
  2. ^ Б с д е е г ч я Гупта, Суджате (2013-05-28). "Профиль Сьюзен С. Голден" . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (22): 8758–8760. DOI : 10.1073 / pnas.1305064110 . ISSN 0027-8424 . PMC 3670312 . PMID 23620521 .   
  3. ^ a b c d "Сьюзен С. Голден" . biology.ucsd.edu . Проверено 12 апреля 2017 .
  4. ^ Goussias, Charilaos; Буссак, Ален; Резерфорд, Уильям (2002-10-29). «Фотосистема II и фотосинтетическое окисление воды: обзор» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 357 (1426): 1369–1420. DOI : 10.1098 / rstb.2002.1134 . ISSN 0962-8436 . PMC 1693055 . PMID 12437876 .   
  5. ^ Шефер, MR; Голден, СС (1989-05-05). «Доступность света влияет на соотношение двух форм D1 в тилакоидах цианобактерий» . Журнал биологической химии . 264 (13): 7412–7417. ISSN 0021-9258 . PMID 2496127 .  
  6. ^ http://www.nasonline.org , Национальная академия наук -. «Сьюзан Голден» . www.nasonline.org . Проверено 12 апреля 2017 .
  7. ^ Тандо де Марсак, Николь; Хумар, Жан (1993-01-01). «Адаптация цианобактерий к раздражителям окружающей среды: новые шаги к молекулярным механизмам» . Письма о микробиологии FEMS . 104 (1–2): 119–189. DOI : 10.1111 / j.1574-6968.1993.tb05866.x . ISSN 0168-6445 . 
  8. Рианна Коэн, Сьюзен (1 декабря 2015 г.). «Циркадные ритмы цианобактерий» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 79 (4): 373–385. DOI : 10.1128 / MMBR.00036-15 . PMC 4557074 . PMID 26335718 .  
  9. ^ Ишиура, Масахиро; Куцуна, Шинсуке; Аоки, Сэцуюки; Ивасаки, Хидео; Андерссон, Кэрол Р .; Танабэ, Акио; Golden, Susan S .; Джонсон, Карл Х .; Кондо, Такао (1998-09-04). «Экспрессия генного кластера kaiABC как циркадный процесс обратной связи в цианобактериях». Наука . 281 (5382): 1519–1523. DOI : 10.1126 / science.281.5382.1519 . ISSN 0036-8075 . PMID 9727980 .  
  10. ^ Dong, Guogang (10 ноября 2008). «Как цианобактерии определяют время» . Текущее мнение в микробиологии . 11 (6): 541–546. DOI : 10.1016 / j.mib.2008.10.003 . PMC 2692899 . PMID 18983934 .  
  11. ^ Sarsekeyeva, Фариза (22 февраля 2015). «Цианотопливо: биотопливо из цианобактерий. Реальность и перспективы». Фотосинтез Исследования . 125 (1): 325–340. DOI : 10.1007 / s11120-015-0103-3 . PMID 25702086 . 
  12. ^ Броддрик, Джаред Т .; Рубин, Бенджамин Е .; Велки, Дэвид Дж .; Ду, Ниу; Мих, Натан; Даймонд, Спенсер; Ли, Дженни Дж .; Golden, Susan S .; Палссон, Бернхард О. (20 декабря 2016 г.). «Уникальные признаки метаболизма цианобактерий, выявленные с помощью улучшенного метаболического моделирования в масштабе генома и анализа основных генов» . Труды Национальной академии наук . 113 (51): E8344 – E8353. DOI : 10.1073 / pnas.1613446113 . ISSN 0027-8424 . PMC 5187688 . PMID 27911809 .