Michael Rosbash

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Michael Morris Rosbash ( Brooklyn , 7 martie 1944 ) este un genetician american .

Michael Rosbash

Rosbash este profesor la Universitatea Brandeis [1] și cercetător la Institutul Medical Howard Hughes . Grupul său de cercetare a clonat gena perioadei Drosophila și a propus în 1990 circuitul de feedback negativ al transcrierii și al traducerii [2] pentru ceasurile circadiene .

În 1998 au descoperit ciclul genei, gena ceasului și citocromul fotoreceptorului în Drosophila prin utilizarea geneticii avansate, identificând mai întâi fenotipul unui mutant și apoi determinând genetica din spatele mutației.

Rosbash a fost ales de Academia Națională de Științe (Statele Unite ale Americii) în 2003. Împreună cu Jeffrey C. Hall și Michael W. Young , a fost distins cu Premiul Nobel pentru Fiziologie / Medicină în 2017 „pentru descoperirile lor. mecanisme care controlează ritmul circadian ”. [3] [4]

„Sistemul circadian are tentaculele sale în jurul tuturor. [3] "

( Michael Rosbash )

Biografie

Michael Rosbash s-a născut în Kansas City , Missouri . Părinții săi erau refugiați evrei care au fugit din Germania nazistă în 1938 din cauza persecuțiilor teribile anti-evrei. [5] [6] Tatăl era cantor în sinagoga Ohabei Shalom . Familia lui Rosbash s-a mutat la Boston când avea doar doi ani și de atunci a fost un mare fan al Red Sox .

Inițial, Rosbash a fost interesat de matematică, dar un curs de biologie la California Institute of Technology (Caltech) și o vară de muncă în laboratorul lui Norman Davidson l-au îndreptat către cercetarea biologică. A absolvit Caltech în 1965 cu o diplomă de licență în chimie, a petrecut un an la Institutul de Biologie Fizico-Chimică din Paris și a primit licența în biofizică în 1970 de la Massachusetts Institute of Technology . După ce a petrecut trei ani ca postdoctor la Universitatea din Edinburgh , Rosbash s-a înscris la Universitatea Brandeis în 1974. Este căsătorit cu colega de știință Nadja Abovich și are o fiică vitregă în vârstă de 38 de ani pe nume Paula și o fiică. bătrân pe nume Tanya. [7]

Cercetare

Cercetările lui Rosbash s-au axat inițial pe metabolismul și procesarea ARNm ; ARNm este legătura moleculară dintre ADN și proteine .

După sosirea în Brandeis, Rosbash a colaborat cu colegul Jeffrey Hall [8] și a studiat influențele genetice asupra ritmurilor circadiene ale ceasului biologic intern. Au folosit Drosophila melanogaster pentru a studia tiparele de activitate și de odihnă. În 1984, Rosbash și Hall au clonat prima genă a ceasului Drosophila , perioada . În urma muncii făcute de medicul postdoctoral, Paul Hardin , în descoperirea faptului că perioada ARNm și proteina sa asociată (PER) au niveluri fluctuante în timpul ciclului circadian, în 1990 au propus un model de transcriere și traducere bazat pe circuite. Feedback negativ (TTFL) ca baza ceasului circadian. [9] În urma acestui proiect, au analizat elementele care alcătuiesc alte părți ale ceasului biologic.

În mai 1998, Rosbash și colab. au găsit un omolog de ceas de mamifer care îndeplinea aceeași funcție de a activa transcrierea per și tim, pe care au numit-o dClock . [10] Mai mult, în mai 1998, Rosbash și colab. a descoperit în Drosophila ciclul genei ceasului , un omolog al genei bmal1 a mamiferelor. [11] În noiembrie 1998, Rosbash și colab. a descoperit mutantul Drosophila cryb, care a condus la concluzia că proteina criptocromă este implicată în fotorecepția circadiană. [12]

Cronologia principalelor descoperiri

  • 1984: Clonează gena perioadei Drosophila
  • 1990: a propus circuitul de feedback negativ pentru transcriere și traducere [2] pentru ceasurile circadiene
  • 1998: identificarea genei Drosophila Clock
  • 1998: identificarea genei ciclului Drosophila
  • 1998: a identificat criptocromul ca fotoreceptor circadian al Drosophila
  • 1999: Identificarea neuronilor LN V drept principalul stimulator cardiac circadian al Drosophila

Cercetări privind ARNm

Rosbash a început să studieze procesarea ARNm când era student la Universitatea din Massachusetts . Munca sa asupra Saccharomyces cerevisiae a dezvăluit enzime , proteine ​​și organite subcelulare și convergența acestora pe mARN într-o ordine specifică pentru a traduce mARN în proteine. Erorile din acest proces au fost legate de boli precum boala Alzheimer ; această lucrare este, prin urmare, esențială pentru o mai bună înțelegere și tratament a unor boli. [13]

Descoperirea TTFL circadian în Drosophila

În 1990, Rosbash, Hall și Hardin au descoperit rolul genei (per) în oscilatorul circadian Drosophila. Ei au observat că nivelurile de proteine ​​de per fluctuează în ciclurile de lumină / întuneric și aceste fluctuații persistă în întuneric constant. În mod similar, abundența ARNm pentru are, de asemenea, o expresie ritmică care intră în ciclurile de lumină / întuneric. În capul unei muște, nivelurile de ARNm fluctuează atât în ​​ciclul de lumină de 12 ore, cât și în ciclurile de întuneric de 12 ore, precum și în întunericul constant. Nivelurile per ARNm au atins un vârf la începutul nopții subiective, urmat de un vârf al nivelurilor de proteine ​​PER aproximativ 6 ore mai târziu. Genele pentru mutații influențează ciclul ARNm pentru. Din aceste date experimentale, Rosbash, Hall și Hardin au emis ipoteza că proteina PER este implicată într-o buclă de feedback negativ [2], care controlează nivelurile per ARNm și că această buclă de feedback de transcriere-traducere este o caracteristică centrală a ceasului circadian. de Drosophila. [9]

Aceștia au examinat, de asemenea, alte două mutații cu sens unic de perioadă, pentru S și pentru L1 . Aceste mutații duc la apariția vârfului activității de seară mai devreme și, respectiv, mai târziu, comparativ cu muștele cu tip sălbatic per + . Au descoperit că nivelurile de ARN pentru S și L1 prezintă, de asemenea, o ritmicitate clară. La fel ca activitatea locomotorie, expresia vârfului este mutată mai întâi pentru S și apoi pentru L1 . [9]

Aceștia au transformat mutațiile perioadei cu o bucată de ADN funcțional de 7,2 kb și au măsurat nivelurile de ARNm la locusul 0 și la noul locus. După transformare, nivelurile per ARNm au fost ritmice, atât la locusul original, cât și la cel nou. Locusul pentru 0 a fost capabil să transcrie ARNm normal pentru și să traducă proteina normală PER, ceea ce înseamnă că ritmicitatea a fost salvată de proteina funcțională transcrisă și tradusă din bucata de ADN de 7,2 kb pentru. Există o buclă de feedback în joc, în care bucla nivelurilor de proteine ​​PER la noul locus se întoarce și marchează ciclicitatea nivelurilor de ARNm la locusul original la 0 .

În 1992, Rosbash a făcut din nou echipă cu Jeffrey Hall și Paul Hardin pentru a arunca o privire mai atentă asupra mecanicii TTFL. Ei au pus sub semnul întrebării în mod specific reglarea fluctuațiilor nivelului per-ARNm și au constatat că nivelurile per-ARNm au fost reglementate transcripțional. Acest lucru a fost susținut de faptul că ARN-ul precursor al unui ciclu cu aceeași fază ca transcrierile mature și oscilează în raport cu timpul Zeitgeber (ZT). Alte dovezi pentru reglarea transcripțională se găsesc în faptul că promotorul genei este suficient pentru a conferi ciclicitate ARNm heterolog. [14]

Descoperirea genei Drosophila Clock

Un omolog probabil al genei șoarecelui descoperit anterior a fost identificat de Rosbash și colab. prin clonarea genei Drosophila definită de mutația Jrk. Această genă a primit numele de Drosophila Clock. [10]

S-a demonstrat că dClock interacționează direct cu casetele E ale per și tim și contribuie la transcrierea circadiană a acestor gene. Mutația Jrk perturbă ciclicitatea transcripției per și tim. De asemenea, rezultă un comportament complet aritmic în întuneric constant pentru mutanții homozigoti și aproximativ jumătate din comportamentul aritmic demonstrat la heterozigoți.

Homozigoții Jrk au exprimat niveluri scăzute și neciclice de per și tim mARN și proteine ​​PER și TIM. Din aceasta s-a ajuns la concluzia că aritmia comportamentală în Jrk se datorează unui defect al transcrierii per și tim. Acest lucru a indicat faptul că dClock este implicat în activarea transcripțională a per și tim. [10]

Descoperirea genei ciclului Drosophila

În 1998, Rosbash și colab. a descoperit gena unică a Ciclului ceasului, un omolog al genei Bmal1 a mamiferelor. Mutanții ciclului homozigot 0 sunt aritmici în activitatea locomotorie iar muștele ciclului heterozigot 0 / + au ritmuri robuste cu o perioadă de ritmicitate modificată. Analiza Western Blot arată că mutanții homozigoti ai ciclului 0 au foarte puține proteine ​​PER și TIM, precum și niveluri scăzute de ARNm per și tim. Acest lucru indică faptul că lipsa ciclului duce la o transcriere redusă a genelor per și tim. Cartografierea meiotică a plasat cyc pe al treilea cromozom. Ei au descoperit bHLH-PAS domeniilor în cyc, indicând funcțiile de legare ale proteinelor și ADN - ului. [11]

Descoperirea citocromului ca fotoreceptor circadian al Drosophila

În 1998, Rosbash și colab. au descoperit un mutant Drosophila care a prezentat niveluri plate, neoscilante de ARNm per și tim, datorită unei mutații a genei criptocromului. Această mutație a fost numită plânge copil , sau plânge b . Eșecul mutanților cry b de a sincroniza ciclurile de lumină / întuneric indică faptul că funcția normală a criptocromului implică fotorecepție circadiană. [12]

Neuronii LN V ca principal stimulator cardiac circadian al Drosophila

În Drosophila, unii neuroni laterali (LN s ), precum și neuronii dorsali (LN d ) și ventral (LN v ) , s-au dovedit a fi importanți pentru ritmurile circadiene. [15]

Neuronii LN v au exprimat PDF (factor de dispersie a pigmentului), care inițial a fost presupus a fi o ieșire de ceas. Mutanții pentru gena neuropeptidică pdf (pdf 01 ) și muștele ablate selectiv pentru LN v au produs reacții comportamentale similare. Amândoi erau sincronizați când erau supuși la semnale luminoase externe, dar în mare parte aritmici în condiții constante. În fiecare dintre cazuri, unii mușchi au prezentat o ritmicitate slabă în cursa liberă.

Aceste descoperiri i-au determinat pe cercetători să creadă că LN v sunt neuronii circadieni critici ai stimulatorului cardiac și că PDF este principalul transmițător circadian. [15]

Cercetări actuale

În ultimii ani, Rosbash a studiat creierul și aspectele neuronale ale ritmurilor circadiene. Au fost identificate șapte grupuri neuronale distincte din punct de vedere anatomic, exprimând toate genele ceasului central. Cu toate acestea, mARN-urile par a fi exprimate într-un mod circadian și neuron-specific, iar laboratorul său este interesat să stabilească dacă acesta oferă o legătură cu diferitele funcții ale anumitor grupuri neuronale. [16]

Rosbash a studiat, de asemenea, efectele luminii asupra anumitor grupuri neuronale și a constatat că un subgrup este sensibil la lumina zorilor și altul la lumina crepusculară. S-a demonstrat că celulele luminoase ale zorilor promovează excitația, în timp ce celulele crepusculare favorizează somnul. [16]

Astăzi, Rosbash continuă să studieze procesarea ARNm și mecanismele genetice care stau la baza ritmurilor circadiene.

Scrierile principale

  • Feedback-ul produsului genetic din perioada Drosophila asupra ciclului circadian al nivelurilor sale de ARN mesager, Springer, 1990
  • Mutația cryb identifică criptocromul ca fotoreceptor circadian în Drosophila, Elsevier, 1998
  • O mutație a genei neuropeptidice pdf și ablația neuronilor PDF determină fiecare anomalii severe ale ritmurilor circadiene comportamentale în Drosophila, Elsevier, 1999
  • Microarray Analysis and Organisation of Circadian Gene Expression in Drosophila, Elsevier, 2001

Poziții

Premii

Notă

  1. ^ Facultatea de Științe a Minciunii - Michael Rosbash , pe bio.brandeis.edu .
  2. ^ a b c The Drosophila Molecular Clock Model - HHMI's BioInteractive , la hhmi.org .
  3. ^ a b Nobel în fiziologie, medicină acordată a trei americani pentru descoperirea „genelor ceasului” , pe washingtonpost.com .
  4. ^ Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină 2017 - Comunicat de presă , pe nobelprize.org .
  5. ^ Americanii câștigă premiul Nobel pentru medicină pentru ritm circadian , la timesofisrael.com .
  6. ^ findagrave.com , https://www.findagrave.com/cgi-bin/fg.cgi?page=gr&GRid=132882242 .
  7. ^ hhmi.org , http://www.hhmi.org/scientsts/michael-rosbash .
  8. ^ Facultatea de Științe ale Vieții - Jeffrey Hall, Emeritus , pe bio.brandeis.edu .
  9. ^ a b c nature.com , https://www.nature.com/articles/343536a0 .
  10. ^ a b c Un omolog Drosophila mutant al ceasului de mamifere perturbă ritmurile circadiene și transcrierea perioadei și a timpului , DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81440-3 .
  11. ^ a b CICLUL Este a doua proteină de ceas bHLH-PAS esențială pentru ritmicitatea și transcrierea circadiană a perioadei Drosophila și atemporală , DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81441-5 .
  12. ^ a b Mutația cryb identifică criptocromul ca fotoreceptor circadian în Drosophila , pe doi.org .
  13. ^ hhmi.org , http://www.hhmi.org/research/investigators/rosbash_bio.html .
  14. ^ Oscilațiile circadiene în nivelurile de mARN ale genei perioadei sunt reglate transcripțional , la pnas.org .
  15. ^ a b A pdf Mutația genei neuropeptidelor și ablația neuronilor PDF Fiecare cauzează anomalii severe ale ritmurilor circadiene comportamentale în Drosophila , DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81676-1 .
  16. ^ a b Rosbash Lab , pe bio.brandeis.edu .

Bibliografie

  • Dennis Liu, Michael Rosbash, Donna Messersmith, "Modelul de ceas molecular Drosophila", hhmi
  • Ariana Eunjung Cha, „Nobel în fiziologie, medicină acordată a trei americani pentru descoperirea„ genelor ceasului ””, The Washington Post, 2017
  • Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash, Michael W. Young, „Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină 2017”, Nobelprize.org, 2017
  • Paul E. Hardin, Jeffrey C. Hall, Michale Rosbash, „Feedback of the Drosophila period gene product on circadian cycle of its messenger RNA levels”, natura, 1990
  • Ravi Allada, Neal E. White, W. Venus So, Jeffrey C, Hall, Michael Rosbash, „A Mutant Drosophila Homologu of Mammalian Clock Disrupts Circadian Rhymms and Transcription of period and timeless”, ScienceDirect , 2000
  • Joan E Rutila, Vipin Suri, Myai Le, W. Venus So, Michael Rosbash, Jeffrey C. Hall, "CYCLE Is a Second bHLH-PAS Clock Protein Essential for Circadian Rhythmicity and Transcription of Drosophila period and timeless", ScienceDirect, vol. 93, 1998
  • Ralf Stanewsky, Maki Kaneko, Patrick Emery, Bonnie Beretta, Karen Wager-Smith, Steve A. Kay, Michael Rosbash, Jeffrey C. Hall, „The cryb Mutation Identifies Cryptochrome as a Circadian Photoreceptor in Drosophila ”, ScienceDirect, vol. 95, 1998
  • Susan CP Renn, Jae H. Park, Michael Rosbash, Jeffrey C. Hall, Paul H. Taghert, "A pdf Neuropeptide Gene Mutation and Ablation of PDF Neurons Each Caus Anormalities Severe of Behavioral Circadian Rhymms in Drosophila", ScienceDirect, vol. 99, 1999

Alte proiecte

linkuri externe

Controllo di autorità VIAF ( EN ) 46161786 · LCCN ( EN ) n2004123710 · ORCID ( EN ) 0000-0003-3366-1780 · GND ( DE ) 1140790366 · WorldCat Identities ( EN )lccn-n2004123710
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Michael_Rosbash&oldid=116572765 "