John Woodland Hastings - John Woodland Hastings

John Woodland Hastings
Woody Hastings.jpg
Urodzić się ( 24.03.1927 )24 marca 1927
Salisbury, Maryland
Zmarł 6 sierpnia 2014 (2014-08-06)(w wieku 87 lat)
Lexington, Massachusetts
Narodowość amerykański
Obywatelstwo Stany Zjednoczone
Alma Mater Swarthmore College , 1944-1947; BA 1947 ( program szkolenia oficerów medycznych Navy V-12 )

Uniwersytet Princeton , 1948-1951; mgr 1950, dr hab. 1951

Johns Hopkins University , 1951-1953 podoktoranckie Fellow
Znany z Założenie biologii okołodobowej
Nagrody NATO Senior Fellow in Science, Foundation Curie, Orsay, Francja, 1977
Kariera naukowa
Pola Bioluminescencja , Rytmy dobowe
Instytucje Instruktor nauk biologicznych Northwestern University 1953-1957

Adiunkt Biochemistry University of Illinois 1957-1966 Profesor Biologii Harvard University , 1966-1986;

Paul C. Mangelsdorf profesor nauk przyrodniczych Harvard University 1986 - 2014
Praca dyplomowa Stężenie tlenu i intensywność bioluminescencji  (1951)
Doradca doktorski E. Newton Harvey
Inni doradcy akademiccy William D. McElroy

John Woodland „ Woody ” Hastings , (24 marca 1927 – 6 sierpnia 2014) był liderem w dziedzinie fotobiologii , zwłaszcza bioluminescencji , i był jednym z założycieli dziedziny biologii okołodobowej (badanie rytmów okołodobowych lub cykl snu i czuwania). Był Paul C. Mangelsdorf Profesor Nauk Przyrodniczych i profesor Molekularnej i Komórkowej Biologii na Uniwersytecie Harvarda . Opublikował ponad 400 artykułów i współredagował trzy książki.

Badania Hastings nad bioluminescencją koncentrowały się głównie na luminescencji bakteryjnej (ponad 150 artykułów) i bruzdnicach (ponad 80 artykułów). Oprócz bakterii i wiciowce, on, z jego uczniów i współpracowników, opublikowane także dokumenty dotyczące biochemicznych i molekularnych mechanizmów wytwarzania światła w grzyby, cnidarians , ctenophores , wieloszczetów , owadów ( świetliki i muchówek ), małżoraczków skorupiaki , stonogi , osłonic , i ryby z bakteryjnymi organami świetlnymi. Jego laboratorium dostarczyło pierwszych dowodów na wykrywanie kworum u bakterii, wczesnych dowodów na molekularne mechanizmy regulacji zegara dobowego w organizmach (najpierw przy użyciu luminescencji bruzdnicy, a następnie rozszerzonej na inne białka komórkowe ), a także niektóre z początkowych badań transferu energii w zielonej fluorescencji białka (GFP) w luminescencji parzydełkowej .

Wczesne życie

Hastings mieszkał w Seaford, Delaware we wczesnym dzieciństwie; w 1937 wstąpił do chóru w katedrze św. Jana Bożego i uczęszczał do chóralnej szkoły z internatem, odwiedzając swoją rodzinę podczas wakacji. Hastings przeniósł się do Lenox School w Lenox w stanie Massachusetts w 1941 roku, aby ukończyć szkołę średnią i interesował się literaturą, fizyką, matematyką, hokejem na lodzie i koszykówką.

Nagrody i wyróżnienia

W swojej karierze Hastings otrzymał liczne nagrody i wyróżnienia:

Kariera zawodowa

Hastings rozpoczął studia podyplomowe na Uniwersytecie Princeton w 1948 roku w laboratorium E. Newtona Harveya , ówczesnego światowego lidera badań luminescencji, i skupił się na roli tlenu w luminescencji bakterii, świetlików, skorupiaków i grzybów. Doktoryzował się w 1951 roku. Następnie dołączył do laboratorium Williama D. McElroya , innego studenta Harvey's, na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa, gdzie odkrył zarówno stymulujący wpływ koenzymu A, jak i kontrolę bramkowania przez tlen luminescencji świetlików, i że flawina jest substrat w luminescencji bakteryjnej.

W 1953 rozpoczął pracę na Wydziale Nauk Biologicznych Northwestern University . W 1954 rozpoczął długą współpracę z Beatrice M. Sweeney , która pracowała wówczas w Scripps Institution of Oceanography , w wyjaśnianiu komórkowych i biochemicznych mechanizmów luminescencji jednokomórkowego bruzdnicy Lingulodinium polyedrum (wcześniej znanej jako Gonyaulax polyedra ). Produktem ubocznym tych wstępnych badań było odkrycie dobowej kontroli luminescencji.

W 1957 Hastings następnie objął stanowisko wydziału w Dziale Biochemii Wydziału Chemii na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign, gdzie kontynuował swoją koncentrację na bruzdnicach i luminescencji bakteryjnej oraz rytmach dobowych bruzdnic. Hastings dołączył do wydziału Uniwersytetu Harvarda jako profesor biologii w 1966 roku. W tym okresie kontynuował i poszerzał swoje badania nad rytmami okołodobowymi bruzdnic i luminescencją u bakterii, bruzdnic i innych organizmów. Został wybrany do Narodowej Akademii Nauk w 2003 roku i otrzymał nagrodę Farrella w dziedzinie medycyny snu za pracę nad rytmami okołodobowymi w 2006 roku.

Przez ponad 50 lat był również związany z Marine Biological Laboratory w Woods Hole, Massachusetts. Był tam kierownikiem Kursu Fizjologii w latach 1962-1966, aw latach 1966-1970 pełnił funkcję powiernika.

zainteresowania badawcze

Bakterie luminescencyjne : Hastings ' badania bakterii świecących działała jako katalizator odkryć biochemicznego mechanizmów biorących udział w ich świetle produkcji odkrycie flawiny się podłoże w lucyferazy reakcji oznaczanie genów regulacji lucyferazy i pierwszy dowód na wykrywanie kworum , formę komunikacji bakteryjnej. W quorum sensing (początkowo określanym jako autoindukcja) bakterie uwalniają substancję do pożywki, autoinduktor. Gdy stężenie tej substancji osiągnie poziom krytyczny (miara liczby bakterii na ograniczonym obszarze), włączana jest transkrypcja określonych innych genów, które zostały stłumione. Po odkryciu, że sekwencjonowany gen autoinduktora występuje powszechnie w bakteriach Gram-ujemnych, na początku lat 90. zaakceptowano wykrywanie kworum. Obecnie wiadomo, że u wielu bakterii chorobotwórczych dochodzi do opóźnionego wytwarzania toksyn , które znacznie zwiększają ich patogenność, podobnie jak w przypadku białek lucyferazy. Ograniczając produkcję toksyn do czasu, gdy populacja bakterii będzie znaczna, bakterie te mogą szybko wytwarzać ogromne ilości toksyn, a tym samym zalać obronę gospodarza.

Luminescencyjne bruzdnice : Na początku 1954 roku na Northwestern University w Hastings, jego studenci i współpracownicy badali komórkowe i molekularne aspekty bioluminescencji bruzdnic [zwłaszcza Lingulodinium polyedrum (dawniej Gonyaulax polyedra )]. Wyjaśnili struktury lucyferyn i lucyferaz , organizację i regulację powiązanych z nimi genów, mechanizmy kontroli czasowej oraz rzeczywistą tożsamość subkomórkową i lokalizację elementów emitujących światło, które nazwali scyntylami . Wykazali, że reakcja jest kontrolowana przez spadek pH, gdy potencjał czynnościowy prowadzi do wejścia protonów przez aktywowane napięciem kanały błony w scyntylonach. Poprzez badania immunolokalizacji laboratorium Hastingsa wykazało, że scyntylony są małymi pęcherzykami obwodowymi (0,4 μm), które zawierają zarówno lucyferazę, jak i białko wiążące lucyferynę. Niedawno laboratorium odkryło, że gen lucyferazy w Lingulodinium polyedrum i innych blisko spokrewnionych gatunkach zawiera trzy homologiczne i ciągłe powtarzające się sekwencje w rodzaju „cyrku z trzema pierścieniami, który działa we wszystkich trzech”. Jednak inny luminescencyjny, ale heterotroficzny bruzdnica, Noctiluca scintillans , ma tylko jedno białko, które wydaje się mieć zarówno właściwości katalityczne, jak i właściwości wiązania substratu w jednym, a nie oddzielnych białkach.

Rytmy okołodobowe bruzdnic : Wykorzystując jako model Lingulodinium polyedrum , Hastings zapoczątkował nasze zrozumienie mechanizmów molekularnych związanych z kontrolą rytmów okołodobowych, które u ludzi są związane ze snem, zmianą strefy czasowej i innymi codziennymi czynnościami. Jego laboratorium wykazało, że rytm bioluminescencji obejmuje codzienną syntezę i niszczenie białek. Ponieważ mRNA kodujące te białka pozostają niezmienione od dnia do nocy, synteza tych białek jest kontrolowana na poziomie translacyjnym . Ta praca została teraz rozszerzona na inne białka w komórce. Z drugiej strony, krótkie impulsy inhibitorów syntezy tych białek powodują przesunięcia fazowe rytmu okołodobowego, opóźnione lub przyśpieszone, w zależności od podania impulsu. Na jeszcze innym poziomie inhibitory fosforylacji białek wpływają również na okres rytmu.

Inne systemy luminescencyjne : Na początku swojej kariery Hastings opracował techniki ilościowego określania poziomu tlenu wymaganego w reakcji luminescencyjnej dla kilku różnych gatunków, w tym bakterii, grzybów, świetlików i skorupiaków. Ta praca wykazała, że ​​bramkowanie tlenu jest mechanizmem migania świetlików. W innej pracy, kiedy był w laboratorium McElroya, zbadał podstawowy mechanizm biochemiczny lucyferazy świetlika i wykazał, że koenzym A stymuluje emisję światła. Jego laboratorium po raz pierwszy wykazało, że zielona bioluminescencja koelenteratu in vivo występuje z powodu przeniesienia energii z cząsteczki luminescencyjnej ( ekworyny ), która jako jedyna emituje niebieskie światło, do wtórnego zielonego emitera, który nazwali zielonym białkiem fluorescencyjnym (GFP). Po scharakteryzowaniu i sklonowaniu GFP stał się kluczową cząsteczką wykorzystywaną jako narzędzie reporterowe i znakujące do badania aktywacji genów i wzorców rozwojowych. Osamu Shimomura , Martin Chalfie i Roger Tsien otrzymali w 2008 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za pracę nad tą niezwykłą cząsteczką.

Śmierć

Hastings zmarł na zwłóknienie płuc 6 sierpnia 2014 r. w Lexington w stanie Massachusetts .

Publikacje

Wybrane publikacje:

Bibliografia

Zewnętrzne linki