Gary Ruvkun - Gary Ruvkun

Gary Bruce Ruvkun (n. Martie 1952, Berkeley, California ) este un biolog molecular american la Spitalul General din Massachusetts și profesor de genetică la Harvard Medical School din Boston . Ruvkun a descoperit mecanismul prin care lin-4 , primul microARN (miARN) descoperit de Victor Ambros , reglementează traducerea ARN-urilor mesagere țintă prin asocierea imperfectă a bazelor cu acele ținte și a descoperit al doilea miARN, let-7 , și că este conservat în filogenia animalelor, inclusiv la om. Aceste descoperiri miARN au dezvăluit o nouă lume a reglării ARN la o scară de dimensiuni mici fără precedent și mecanismul reglării respective. De asemenea, Ruvkun a descoperit multe caracteristici ale semnalizării asemănătoare insulinei în reglarea îmbătrânirii și a metabolismului. A fost ales membru al Societății Filozofice Americane în 2019.

Educaţie

Ruvkun și-a obținut diploma de licență în 1973 la Universitatea din California, Berkeley . Lucrarea sa de doctorat a fost făcută la Universitatea Harvard în laboratorul lui Frederick M. Ausubel , unde a investigat genele de fixare a azotului bacterian . Ruvkun a finalizat studii post-doctorale cu Robert Horvitz la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și Walter Gilbert de la Harvard.

Cercetare

ARNm lin-4

Cercetările lui Ruvkun au arătat că miARN ARN -4 , un ARN de reglare cu 22 nucleotide descoperit în 1992 de laboratorul lui Victor Ambros , își reglează ARNm țintă lin-14 prin formarea de duplexuri ARN imperfecte pentru a regla în jos traducerea. Primul indiciu că elementul reglator cheie al genei lin-14 recunoscut de produsul genei lin-4 se afla în regiunea netradusă lin-14 3 'a venit din analiza mutațiilor de câștig de funcție lin-14 care au arătat că sunt ștergeri de elemente conservate în regiunea netradusă lin-14 3 '. Ștergerea acestor elemente ameliorează reprimarea normală specifică etapei târzii a producției de proteine ​​LIN-14, iar lin-4 este necesară pentru acea reprimare de către regiunea normală netradusă lin-14 3 '. Într-o descoperire cheie, laboratorul Ambros a descoperit că lin-4 codifică un produs ARN foarte mic, definind cei 22 nucleotidi miARN. Când Ambros și Ruvkun au comparat secvența mi - ARN lin-4 și regiunea netradusă lin-14 3 ', au descoperit că baza ARN lin-4 se împerechează cu umflături și bucle conservate cu regiunea netranslată 3' a țintei lin-14 ARNm și că câștigul lin-14 al mutațiilor funcționale șterge aceste site-uri complementare lin-4 pentru a ameliora reprimarea normală a traducerii prin lin-4 . În plus, au arătat că regiunea netradusă a lin-14 3 'ar putea conferi această represiune tradițională lin-4 dependentă de ARNm fără legătură prin crearea de ARNm himerici care au răspuns la lin-4 . În 1993, Ruvkun a raportat în revista Cell (jurnal) despre reglementarea lin-14 cu lin-4 . În același număr al Cell , Victor Ambros a descris produsul de reglementare al lin-4 ca un ARN mic. Aceste lucrări au dezvăluit o nouă lume a reglementării ARN la o scară de dimensiuni mici fără precedent și mecanismul acestei reglementări. Împreună, această cercetare este acum recunoscută ca prima descriere a microARN-urilor și a mecanismului prin care duplexurile miARN ARN :: mARN parțial bazate inhibă traducerea.

microARN, let-7

În 2000, laboratorul Ruvkun a raportat identificarea celui de-al doilea microRNA de C. elegans , let-7 , care, la fel ca primul microARN, reglează translația genei țintă, în acest caz lin-41 , prin asocierea imperfectă a bazelor la regiunea 3 'netradusă a acel ARNm. Aceasta a fost o indicație că reglarea miARN prin complementaritatea 3 'UTR poate fi o caracteristică comună și că este posibil să existe mai mulți microARN. Generalitatea reglării microRNA față de alte animale a fost stabilită de laboratorul Ruvkun mai târziu în 2000, când au raportat că secvența și reglarea micro - ARN -ului let-7 sunt conservate în filogenia animalelor, inclusiv la oameni. În prezent, mii de miARN au fost descoperite, indicând o lume a reglării genelor la acest regim de dimensiuni.

miARN și siARN

Când siARN-urile cu aceeași dimensiune de 21-22 nucleotide ca lin-4 și let-7 au fost descoperite în 1999 de Hamilton și Baulcombe în plante, câmpurile de ARNi și miARN au convergit brusc. Se părea probabil că miARN-urile și ARNsi-urile de dimensiuni similare ar folosi mecanisme similare. Într-un efort de colaborare, laboratoarele Mello și Ruvkun au arătat că primele componente cunoscute ale interferenței ARN și paralogii lor, Dicer și proteinele PIWI, sunt utilizate atât de miARN, cât și de siARN. Laboratorul lui Ruvkun în 2003 a identificat mult mai mulți miARN, a identificat miARN de la neuronii mamiferelor și, în 2007, a descoperit mulți noi cofactori proteici pentru funcția miARN.

C. elegans metabolism și longevitate

Laboratorul Ruvkun a descoperit, de asemenea, că o cale de semnalizare asemănătoare insulinei controlează metabolismul și longevitatea C. elegans. Klass Johnson și Kenyon au arătat că programul de arestare a dezvoltării mediat de mutații la vârsta de 1 și daf-2 crește longevitatea C. elegans. Laboratorul Ruvkun a stabilit că aceste gene constituie un receptor asemănător insulinei și o fosfatidilinozitol kinază din aval care se cuplează cu produsul genei daf-16 , un factor de transcripție Forkhead foarte conservat. Omologii acestor gene au fost implicați acum în reglarea îmbătrânirii umane. Aceste descoperiri sunt, de asemenea, importante pentru diabet, deoarece ortologii mamiferelor daf-16 (denumiți factori de transcripție FOXO) sunt, de asemenea, reglementați de insulină. Laboratorul Ruvkun a folosit biblioteci complete ARNi ale genomului pentru a descoperi un set cuprinzător de gene care reglează îmbătrânirea și metabolismul. Multe dintre aceste gene sunt în general conservate în filogenia animalelor și sunt susceptibile să dezvăluie sistemul neuroendocrin care evaluează și reglează depozitele de energie și atribuie căi metabolice pe baza acestui statut.

SETG: Căutarea genomurilor extraterestre

Din 2000, laboratorul Ruvkun, în colaborare cu Maria Zuber la MIT , Chris Carr (acum la Georgia Tech) și Michael Finney (acum un antreprenor de biotehnologie din San Francisco) dezvoltă protocoale și instrumente care pot amplifica și secvența ADN și ARN pentru a căuta pentru viața de pe altă planetă care este legată ancestral de Arborele Vieții de pe Pământ. Proiectul Search for Extraterrestrial Genomes, sau SETG, a dezvoltat un mic instrument care poate determina secvențele ADN de pe Marte (sau orice alt corp planetar) și poate trimite informațiile din acele fișiere de secvență ADN pe Pământ pentru a fi comparate cu viața de pe Pământ.

Supravegherea imună înnăscută

În 2012, Ruvkun a adus o contribuție originală în domeniul imunologiei prin publicarea unei lucrări prezentate în revista Cell, care descrie un mecanism elegant de supraveghere imună înnăscută la animale, care se bazează pe monitorizarea funcțiilor celulare de bază ale gazdei, care sunt adesea sabotată de toxine microbiene în cursul infecției.

Viața microbiană dincolo de sistemul solar

În 2019, Ruvkun, împreună cu Chris Carr, Mike Finney și Maria Zuber , au prezentat argumentul că apariția vieții microbiene sofisticate pe Pământ la scurt timp după ce s-a răcit, iar descoperirile recente ale Jupiterilor fierbinți și migrațiile planetare perturbatoare în sistemele exoplanete favorizează răspândirea de viață microbiană bazată pe ADN din galaxie. Proiectul SETG lucrează pentru ca NASA să trimită un secvențiator ADN pe Marte pentru a căuta viață acolo, în speranța că vor fi descoperite dovezi că viața nu a apărut inițial pe Pământ , ci în alte părți ale universului .

Articole publicate și recunoaștere

Începând din 2018, Ruvkun a publicat aproximativ 150 de articole științifice. Ruvkun a primit numeroase premii pentru contribuțiile sale la știința medicală, pentru contribuțiile sale la domeniul îmbătrânirii și la descoperirea microARN-urilor . El a primit premiul Lasker pentru cercetarea medicală de bază, premiul internațional al Fundației Gairdner și medalia Benjamin Franklin în științe ale vieții. Ruvkun a fost ales membru al Academiei Naționale de Științe în 2008.

Premii

Referințe

linkuri externe