Майкл Росбаш

З пляцоўкі Вікіпедыя
Майкл Росбаш
Michael Rosbash EM1B8756 (38847326642).jpg
Дата нараджэння 7 сакавіка 1944(1944-03-07)[1][2][3] (78 гадоў)
Месца нараджэння
Грамадзянства
Род дзейнасці генетык, выкладчык універсітэта, даследчык
Навуковая сфера генетыка
Месца працы
Альма-матар
Навуковы кіраўнік Sheldon Penman[d][5]
Член у
Узнагароды
Лагатып Вікісховішча Медыяфайлы на Вікісховішчы

Майкл Морыс Росбаш (англ.: Michael Morris Rosbash; нар. 7 сакавіка 1944, Канзас-Сіці, Місуры, ЗША) — амерыканскі генетык і хранабіёлаг. Ррафесар і даследчык Брандэйскага ўніверсітэта[6] і даследчык Медыцынскага інстытута Говарда Х’юза. Даследчая група Росбаша кланавала ген перыяду дразафілы ў 1984 годзе і прапанавала цыкл адмоўнай зваротнай сувязі транскрыпцыі[7] для цыркадных асцылятараў у 1990 годзе. У 1998 годзе яны выявілі ў дразафілы ген цыклу, ген CLOCK і фотарэцэптар крыптахрому ў дразафілы з дапамогай прамой генетыкі, спачатку вызначыўшы фенатып мутанта, а затым вызначыўшы генетыку, якая стаіць за мутацыяй. Быў абраны ў Нацыянальную акадэмію навук ЗША ў 2003 годзе. Разам з Майклам Янгам і Джэфры Холам ён быў узнагароджаны Нобелеўскай прэміяй па фізіялогіі і медыцыне ў 2017 годзе «за адкрыццё малекулярных механізмаў, якія кантралююць цыркадны рытм»[8][9].

Жыццё[правіць | правіць зыходнік]

Яго бацькі, Хільдэ і Альфрэд Росбаш, былі яўрэйскімі бежанцамі, якія пакінулі нацысцкую Германію ў 1938 годзе[10][11]. Яго бацька быў кантарам, што ў іўдаізме — гэта чалавек, які спявае набажэнствы. Сям’я Росбаша пераехала ў Бостан, калі яму было два гады, і з тых часоў ён з’яўляецца заўзятым прыхільнікам Red Sox.

Спачатку Росбаш цікавіўся матэматыкай, але курс біялогіі ў Каліфарнійскім тэхналагічным інстытуце (Калтэх) і лета працы ў лабараторыі Нормана Дэвідсана прывялі яго да біялагічных даследаванняў. Скончыў Каліфарнійскі тэхналагічны інстытут ў 1965 годзе са ступенню ў галіне хіміі, правёў год у Інстытуце фізіка-хімічнай біялогіі ў Парыжы на стыпендыі Фулбрайта, і атрымаў доктарскую ступень у галіне біяфізікі ў 1970 годзе ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце пад Шэлдан Пенманам. Правёўшы тры гады ў аспірантуры ў галіне генетыкі ў Эдынбургскім універсітэце, Росбаш далучыўся да факультэта Брандэйскага ўніверсітэта ў 1974 годзе.

Росбаш жанаты на калеге Надзе Абовіч, у іх ёсць падчарка Паўла і дачка Таня[12].

Даследаванні[правіць | правіць зыходнік]

Даследаванні Росбаша першапачаткова былі накіраваны на метабалізм і апрацоўка мРНК; мРНК — гэта малекулярная сувязь паміж ДНК і бялком. Пасля прыбыцця ў Брандэйс Росбаш супрацоўнічаў з Джэфры Холам[13] і даследаваў генетычны ўплыў на цыркадныя рытмы ўнутраных біялагічных гадзін. Яны выкарыстоўвалі Дразафілу фруктовую для вывучэння мадэляў актыўнасці і адпачынку. У 1984 году Росбаш і Хол кланавалі першы ген дразафілы. Вынікаючы з працы, праведзенай аспірантам і навуковым супрацоўнікам Полам Хардзінам, у адкрыцці таго, што мРНК перыяду і звязаны з ёй бялок (PER) мелі ваганні ўзроўню на працягу цыркаднага цыклу (TTFL), у 1990 годзе яны прапанавалі мадэль транскрыпцыйнай трансляцыі адмоўнай зваротнай сувязі ў якасці асновы цыркадных асцылятараў[14]. Пасля гэтай прапановы яны разгледзелі элементы, якія складаюць іншыя часткі гена Clock. У маі 1998 года Росбаш і суаўтары знайшлі гамолаг Clock для млекакормячых Clock, які выконваў тую ж функцыю актывацыі транскрыпцыі per і tim, якую яны пачалі называць dClock[15]. Таксама ў маі 1998 года Росбаш і суаўтары адкрылі ў дразафілы цыкл генаў Clock, гамолаг гена bmal1 млекакормячых[16]. У лістападзе 1998 года Росбаш і суаўтары адкрыў мутацыю cryb дразафілы, што прывяло да высновы, што бялок крыптахрома ўдзельнічае ў цыркаднай фотарэцэпцыі[17].

Храналогія асноўных адкрыццяў[правіць | правіць зыходнік]

  • 1984: Кланаваны ген перыяду дразафілы
  • 1990: прапанаваны цыкл адмоўнай зваротнай сувязі транскрыпцыі[7] для цыркадных генаў Clock
  • 1998: Ідэнтыфікаваны ген Clock дразафілы
  • 1998: Ідэнтыфікаваны ген цыкла дразафілы
  • 1998: Ідэнтыфікаваны крыптахром як цыркадны фотарэцэптар дразафілы
  • 1999: Ідэнтыфікаваны нейрон LNV як асноўны кардыёстымулятар дразафілы

Даследаванне мРНК[правіць | правіць зыходнік]

Росбаш пачаў вывучаць працэсінг мРНК, будучы аспірантам Масачусецкага тэхналагічнага інстытута. Яго праца ў Saccharomyces cerevisiae выявіла ферменты, бялкі і субклеткавыя арганэлы і іх канвергенцыю на мРНК у пэўным парадку, каб трансляваць мРНК у бялкі. Памылкі ў гэтым працэсе былі звязаны з такімі захворваннямі, як хвароба Альцгеймера, таму гэтая праца важная для лепшага разумення і лячэння захворванняў[18].

Адкрыццё цыркаднага TTFL у дразафілы[правіць | правіць зыходнік]

У 1990 годзе Росбаш, Хол і Хардзін выявілі ролю гена перыяду (per) у цыркадным асцылятары дразафілы. Яны выявілі, што ўзроўні бялку PER вагаюцца ў светла-цёмных цыклах, і гэтыя ваганні захоўваюцца ў пастаяннай цемры. Аналагічным чынам, колькасць мРНК таксама мае рытмічную экспрэсію, якая ўцягвае ў свет цёмныя цыклы. У галаве мухі ўзроўні мРНК вагаюцца як у 12-гадзінным цыкле святла, так і ў 12-гадзінным цёмным цыкле, а таксама ў пастаяннай цемры. Узровень мРНК дасягнуў максімуму ў пачатку суб’ектыўнай ночы, а затым пік узроўняў бялку PER прыкладна праз 6 гадзін. Мутацыі на гены паўплывалі на цыклічнасць per мРНК. На падставе гэтых эксперыментальных дадзеных Росбаш, Хол і Хардзін выказалі здагадку, што бялок PER уцягнуты ў цыкл адмоўнай зваротнай сувязі[7], які кантралюе ўзроўні мРНК, і што гэтая петля зваротнай сувязі транскрыпцыі-трансляцыі з’яўляецца цэнтральнай асаблівасцю цыркадных генаў Clock дразафілы[14].

Яны таксама глядзелі на дзве асобных Місенс-мутацыі, perS і perL1. Гэтыя мутацыі выклікаюць пік вячэрняй актыўнасці раней і пазней, адпаведна, у параўнанні з дзікім тыпам per+ на мух. Яны выявілі, што ўзроўні РНК для perS і perL1 таксама дэманструюць выразную рытмічнасць. Як і апорна-рухальная актыўнасць, пік экспрэсіі зрушваецца раней для perS і пазней для perL[14].

Яны трансфармавалі нулявую мутацыю перыяду0 мух з 7,2-кб функцыянальнай часткі ДНК і вымяралі ўзроўні мРНК у локусе per0 і новым локусе. Пасля трансфармацыі ўзроўні на мРНК былі рытмічнымі як у зыходным, так і ў новым локусе. Локус per0 быў здольны транскрыбаваць нармальны мРНК і трансляваць нармальны бялок PER, што азначае, што рытмічнасць была выратавана функцыянальным бялком PER, транскрыбаваным і пераведзеным з 7,2-кб фрагмента на ДНК. У працэсе дзейнічае цыкл зваротнай сувязі, у якім цыклічнасць узроўняў бялку PER у новым локусе вяртаецца, каб дыктаваць цыклічнасць узроўняў на мРНК на зыходным локусе per0[14]. У 1992 годзе Росбаш зноў супрацоўнічаў з Джэфры Холам і Полам Хардзінам, каб больш уважліва вывучыць механізмы TTFL. Яны цікавіліся асаблівасцю рэгулявання перыяду ваганняў узроўняў мРНК і выявілі, што ўзроўні на мРНК рэгулююцца транскрыпцыйна. Гэта было пацверджана доказамі таго, што цыклы РНК-папярэднікаў з той жа фазай, што і спелыя транскрыпты, і вагаюцца адносна часу Цайтгебера (ZT). Іншым доказам рэгуляцыі транскрыпцыі з’яўляецца тое, што уздеяння аднаго гена дастаткова, каб перадаць цыклічнасці гетэралагічным мРНК[19].

Праблемы з мадэллю TTFL у дразафілы[правіць | правіць зыходнік]

Група Akhilesh Reddy паказала, выкарыстоўваючы шэраг непрадузятых метадаў -оміка (секвенаванне РНК, пратэоміка, метабаломіка), што клеткі дразафілы S2 дэманструюць цыркадныя малекулярныя рытмы[20]. Гэтыя клеткі не экспрэсуюць вядомыя «гены гадзін», уключаючы per і tim[20][21][22]. Увядзенне бялкоў PER і TIM у клеткі не выклікае рытмічнасці гэтых клетак, што выяўляецца па колькасці і фасфаралявання бялкоў PER і TIM[22][23].Такім чынам, гэтыя клеткі дагэтуль лічыліся «без генаў Clock»[23][22]. Гэтыя высновы пацвярджаюць працу па дэманстрацыі TTFL мадэлі механізму Clock мухі не могуць растлумачыць генерацыю цыркадных рытмаў[20].

Адкрыццё гена Clock дразафілы[правіць | правіць зыходнік]

Верагодны гамолаг раней адкрытага гена Clock мышы быў ідэнтыфікаваны Росбашам і суаўтары шляхам кланавання гена дразафілы<i id="mwqw">,</i> вызначанага мутацыяй Jrk. Гэты ген атрымаў назву Drosophila Clock. Было паказана, што dClock ўзаемадзейнічае непасрэдна з per і tim Е-боксамі і спрыяе цыркаднай транскрыпцыі гэтых генаў. Мутацыя Jrk парушае цыкл транскрыпцыі per і tim. Гэта таксама прыводзіць да цалкам арытмічных паводзін у пастаяннай цемры для гамазіготных мутантаў і каля паловы прадэманстравала арытмічныя паводзіны ў гетэразігот. У гамазігот Jrk выяўлены нізкія ўзроўні без цыклу мРНК per і tim, а таксама бялку PER і TIM. З гэтага была зроблена выснова, што паводніцкая арытмічнасць у Jrk была звязана з дэфектам транскрыпцыі per і tim. Гэта сведчыць аб тым, што dClock удзельнічаў у актывацыі транскрыпцыі per і tim[15].

Адкрыццё гена цыкла дразафілы[правіць | правіць зыходнік]

У 1998 годзе Росбаш і суаўтары адкрылі новы Clock ген цыкла, а гамолагі з млекакормячых BMAL1 гена. Мутацыі гамазіготнага цыкла0 арытмічныя па рухальнай актыўнасці, а мухі гетэразіготнага цыкла0/+ маюць надзейныя рытмы са змененым перыядам рытмічнасці. Вестэрн-блот паказвае, што мутацыі гамазіготнага цыкла0 маюць вельмі мала бялку PER і TIM, а таксама нізкія ўзроўні мРНК per і tim. Гэта сведчыць аб тым, што адсутнасць цыкла прыводзіць да зніжэння транскрыпцыі генаў per і tim. Меятычнае адлюстраванне змясціла Cyc на трэцюю храмасому. Яны выявілі дамены bHLH-PAS у Cyc, што паказвае на звязванне з бялком і функцыі звязвання ДНК[24].

Адкрыццё крыптахрому як цыркаднага фотарэцэптара дразафілы[правіць | правіць зыходнік]

У 1998 годзе Росбаш і суаўтары выявілі мутацыю дразафілы, якая дэманструе плоскія, некачальныя ўзроўні мРНК per і tim з-за нулявой мутацыі ў гене крыптахрома. Гэтую мутацыю назвалі crybaby, або cryb. Няздольнасць матацый cryb сінхранізавацца са святлом цёмных цыклаў паказвае на тое, што нармальная функцыя крыптахрома ўключае цыркадную фотарэцэпцыю[25].

LNV нейроны як асноўны кардыёстымулятар дразафілы[правіць | правіць зыходнік]

У дразафілы было паказана, што некаторыя бакавыя нейроны (LN) маюць важнае значэнне для цыркадных рытмаў, уключаючы спінныя (LNd) і вентральныя (LNV) нейроны. Нейроны LNV экспрэсуюць PDF (каэфіцыент дысперсіі пігменту), які першапачаткова меркавалася, што гэта тактавы выхадны сігнал. Мутацыі гена нейрапептыда pdf (pdf01), а таксама мухі, селектыўна абліраваныя для LNV, выклікалі падобныя паводніцкія рэакцыі. Абодва былі ўцягнутыя ў знешнія светлавыя сігналы, але былі ў значнай ступені арытмічнымі ў пастаянных умовах. Некаторыя мухі ў кожным выпадку паказалі слабую рытмічнасць вольнага ходу. Гэтыя вынікі прымушаюць даследчыкаў меркаваць, што нейроны LNV былі крытычнымі цыркаднымі нейронамі стымулятара рытму і што PDF быў асноўным цыркадным перадатчыкам[26].

Сучасныя даследаванні[правіць | правіць зыходнік]

У апошнія гады Росбаш працаваў над мазгавымі-нейронавымі аспектамі цыркадных рытмаў. Было ідэнтыфікавана сем анатамічна розных груп нейронаў, усе яны экспрэсуюць асноўныя Clock гены. Тым не менш, мРНК выяўляюцца сутачным і нейрона-спецыфічным чынам, чым лабараторыя Росбаша зацікавілася, каб вызначыць, ці забяспечвае гэта сувязь з рознымі функцыямі некаторых нейрональных груп. Ён таксама даследаваў уплыў святла на пэўныя групы нейронаў і выявіў, што адна падгрупа святлоадчувальная да святла (на світанні), а іншая — да выключэння святла (змрок). Было паказана, што клеткі світання спрыяюць ўзбуджэнню, а клеткі прыцемку спрыяюць сну[27].

Пасады[правіць | правіць зыходнік]

  • Дырэктар Нацыянальнага цэнтра паводніцкай геномікі Брандэйса[28]
  • Інаўгурацыйная кафедра неўралогіі Пітэра Грубера[29]
  • Сузаснавальнік і член Навукова-кансультатыўнага савета Hypnion, Inc.[30]
  • Член кансультацыйнай групы Нацыянальнага цэнтра па парушэннях сну, Нацыянальны інстытут аховы здароўя[31]
  • Член Цэнтра біялагічных хронаметраў, Нацыянальны санітарны фонд
  • Следчы Медыцынскага інстытута Говарда Х’юза (1989)
  • Навуковы супрацоўнік Амерыканскай асацыяцыі па развіцці навукі (2007)
  • Член Нацыянальнай акадэміі навук (2003)
  • Член Амерыканскай акадэміі мастацтваў і навук (1997)
  • Стыпендыят Гугенхайма (1989—1990)
  • Стыпендыят Хелен Хэй Уітні (1971—1974) [32]
  • Стыпендыят Фулбрайта (1965—1966)[33]

Узнагароды[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. Michael Rosbash // Encyclopædia Britannica Праверана 9 кастрычніка 2017.
  2. Michael Morris Rosbash // Brockhaus Enzyklopädie / Hrsg.: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Wissen Media Verlag
  3. Michael Rosbash // Munzinger Personen Праверана 9 кастрычніка 2017.
  4. выгрузка даных FreebaseGoogle.
  5. Матэматычная генеалогія — 1997.
  6. Life Sciences Faculty – Michael Rosbash. www.bio.brandeis.edu.
  7. а б в The Drosophila Molecular Clock Model – HHMI's BioInteractive (недаступная спасылка). www.hhmi.org. Архівавана з першакрыніцы 17 лютага 2013. Праверана 15 снежня 2021. Памылка ў зносках: памылковы тэг <ref>; імя "hhmi.org" вызначана некалькі разоў з розным зместам Памылка ў зносках: памылковы тэг <ref>; імя "hhmi.org" вызначана некалькі разоў з розным зместам
  8. Nobel in physiology, medicine awarded to three Americans for discovery of 'clock genes', Washington Post .
  9. The 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine – Press Release.
  10. Americans win Nobel medicine prize for circadian rhythm work.
  11. Cantor Alfred Ludwig Rosbasch Rosbash (1912-1954).
  12. Michael Rosbash, PhD - HHMI.org.
  13. Life Sciences Faculty – Jeffrey Hall, Emeritus. www.bio.brandeis.edu.
  14. а б в г Feedback of the Drosophila period gene product on circadian cycling of its messenger RNA levels. 
  15. а б A Mutant Drosophila Homolog of Mammalian Clock Disrupts Circadian Rhythms and Transcription of period and timeless. 
  16. CYCLE Is a Second bHLH-PAS Clock Protein Essential for Circadian Rhythmicity and Transcription of Drosophila period and timeless. 
  17. The cryb Mutation Identifies Cryptochrome as a Circadian Photoreceptor in Drosophila. 
  18. Michael Rosbash, PhD - HHMI.org.
  19. Hardin, P. E.; Hall, J. C.; Rosbash, M. (1992). "Circadian oscillations in period gene mRNA levels are transcriptionally regulated". PNAS 89 (24): 11711–11715. doi:10.1073/pnas.89.24.11711. PMID 1465387. Bibcode1992PNAS...8911711H. 
  20. а б в Metabolic oscillations on the circadian time scale in Drosophila cells lacking clock genes. 
  21. Regulation of Nuclear Entry of the Drosophila Clock Proteins Period and Timeless. 
  22. а б в Closing the Circadian Loop: CLOCK-Induced Transcription of Its Own Inhibitors per and tim. 
  23. а б Regulation of Nuclear Entry of the Drosophila Clock Proteins Period and Timeless. 
  24. Rutila, J. E.; Suri, V.; Le, M.; So, W. V.; Rosbash, M. (1998). "CYCLE Is a Second bHLH-PAS Clock Protein Essential for Circadian Rhythmicity and Transcription of Drosophila period and timeless". Cell 93 (5): 805–814. doi:10.1016/S0092-8674(00)81441-5. PMID 9630224. Rutila, J. E.; Suri, V.; Le, M.; So, W. V.; Rosbash, M. (1998). «CYCLE Is a Second bHLH-PAS Clock Protein Essential for Circadian Rhythmicity and Transcription of Drosophila period and timeless». Cell. 93 (5): 805—814. doi:10.1016/S0092-8674(00)81441-5. PMID 9630224. S2CID 18175560.
  25. Stanewsky, R.; Kaneko, M.; Emery, P.; Beretta, B.; Wager-Smith, K.; Kay, S. A.; Rosbash, M.; Hall, J. C. (1998). "The cryb Mutation Identifies Cryptochrome as a Circadian Photoreceptor in Drosophila". Cell 95 (5): 681–682. doi:10.1016/S0092-8674(00)81638-4. PMID 9845370. Stanewsky, R.; Kaneko, M.; Emery, P.; Beretta, B.; Wager-Smith, K.; Kay, S. A.; Rosbash, M.; Hall, J. C. (1998). «The cryb Mutation Identifies Cryptochrome as a Circadian Photoreceptor in Drosophila». Cell. 95 (5): 681—682. doi:10.1016/S0092-8674(00)81638-4. PMID 9845370. S2CID 6996815.
  26. Renn, S. C. P.; Park, J. H.; Rosbash, M.; Hall, J. C.; Taghert, P. H. (1999). "A pdf Neuropeptide Gene Mutation and Ablation of PDF Neurons Each Cause Severe Abnormalities of Behavioral Circadian Rhythms in Drosophila". Cell 99 (7): 791–802. doi:10.1016/S0092-8674(00)81676-1. PMID 10619432. 
  27. Rosbash Lab. Rosbash Lab.
  28. National Center for Behavioral Genomics. www.bio.brandeis.edu.
  29. Rosbash receives new Gruber neuroscience chair – BrandeisNOW. BrandeisNOW.
  30. Hypnion, Inc.: Board of Directors – Bloomberg. investing.businessweek.com.
  31. Sleep Disorders Research Advisory Board Membership. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK19964/. Retrieved on 2 October 2017. 
  32. Helen Hay Whitney Foundation Fellows (недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 6 кастрычніка 2015. Праверана 15 снежня 2021.
  33. а б The Louisa Gross Horwitz Prize – Columbia University Medical Center. www.cumc.columbia.edu.
  34. а б в Society for Research on Biological Rhythms (недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 25 лютага 2010. Праверана 15 снежня 2021.
  35. Майкл Росбаш на сайце Мемарыяльнага фонду Джона Саймана Гугенхайма
  36. California Institute of Technology Distinguished Alumni Awards (недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 18 ліпеня 2012. Праверана 15 снежня 2021.
  37. Michael Rosbash – Gairdner Foundation.
  38. Lebovits, Susan Chaityn. Rosbash awarded Massry for circadian rhythms work | BrandeisNOW (англ.) . BrandeisNOW (14 жніўня 2012).
  39. Wiley: Twelfth Annual Wiley Prize in Biomedical Sciences Awarded to Dr. Michael Young, Dr. Jeffrey Hall and Dr. Michael Rosbash. www.wiley.com.
  40. Sample, Ian. Jeffrey C Hall, Michael Rosbash and Michael W Young win 2017 Nobel prize in physiology or medicine – as it happened(нявызн.) , The Guardian (2 кастрычніка 2017).

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]