Филип Шарп — нобелов лауреат, съоткривател на генния сплайсинг
Филип Шарп — нобелов лауреат и съоткривател на генния сплайсинг; революционни открития в генетиката и алтернативния сплайсинг, ключ към нови протеини и терапии.
Филип Алън Шарп (Phillip Allen Sharp) (роден на 6 юни 1944 г.) е американски генетик и молекулярен биолог.
Той е съоткривател на генния сплайсинг и споделя Нобеловата награда за физиология или медицина за 1993 г. с Ричард Робъртс за "откритието, че гените при еукариотите не са съседни низове, а съдържат интрони, и че сплайсингът на пред-месинджър РНК, за да се премахнат тези интрони, може да се извърши по различни начини, като от една и съща ДНК последователност се получават различни протеини".
Научен принос и значение
Откритието на сплайсинга промени разбирането за структурата и организацията на гените при еукариотите. В практичен план то показа механизм, чрез който от един ген могат да се получават множество белтъчни варианти чрез различно свързване на кодиращите сегменти (екзони) след отстраняване на интроните. Този механизъм — известен като алтернативен сплайсинг — е ключов за развитието, молекулната специализация на тъканите и адаптацията, а нарушения в сплайсинга се свързват с множество заболявания.
Експерименталната работа на Шарп включваше хибридизация на вирусна ДНК с вирусни РНК и визуализация под електронен микроскоп, което показа наличието на "бримки" в ДНК–РНК хибридите. Тези бримки отразяват участъци от ДНК, които не са представени в зрелата мРНК — т.е. интрони — и така дадоха директно доказателство за прекъснатата структура на гените. Последствията от това откритие са дълбоки за молекулярната биология, медицината и биотехнологиите, тъй като дават възможност за по-добро разбиране на регулацията на генното изразяване и за разработване на таргетни терапии.
Образование и академична кариера
Шарп е роден във Фалмут, Кентъки. Завършва докторантура по химия в Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн през 1969 г. След завършването на докторантурата си работи в Калифорнийския технологичен институт до 1971 г., където изучава плазмиди, а по-късно и генна експресия в човешки клетки в лабораторията Колд Спринг Харбър под ръководството на Джеймс Уотсън.
През 1974 г. биологът Салвадор Лурия му предлага работа в Масачузетския технологичен институт. В Масачузетския технологичен институт Шарп развива изследователския си екип и прави фундаментални приноси в областта на РНК биологията и регулацията на генната експресия. От 1985 г. до 1991 г. е директор на Центъра за изследване на рака на Масачузетския технологичен институт (сега Институт "Кох" за интегративни изследвания на рака), от 1991 г. до 1999 г. е ръководител на катедрата по биология, а от 2000 г. до 2004 г. е директор на Института "Макгавърн" за изследване на мозъка.
Наследство и влияние
Освен Нобеловата награда, приносът на Шарп се проявява и чрез обучението и менторството на много учени, които продължиха да развиват полето на молекулярната биология. Откритията му стимулираха развитие на нови изследователски направления и приложения в медицината, включително изследвания на генетични заболявания, ракови механизми и терапевтични подходи, които таргетират процеси на РНК сплайсинг.
Шарп остава видна фигура в областта на молекулярната биология и генетиката, а работата му остава основополагаща за разбирането на сложността на еукариотните гени и регулаторните процеси, които контролират тяхната експресия.
Работа
Преди се смяташе, че всеки ген в ДНК кодира един-единствен протеин в непрекъсната лента. През 1997 г. Шарп и Робъртс независимо един от друг откриват, че гените са разделени на сегменти, които по-късно се комбинират при обработката на РНК.
Шарп и Робъртс доказват, че кодиращата ДНК е разделена от участъци от ДНК, които не са кодиращи. Кодиращите участъци са екзони, а некодиращите участъци са интрони.
Освен това се оказа, че тази структура се среща при всички висши организми. Откритието, че един ген в може да присъства в генетичния материал като няколко отделни и обособени сегмента, е революционно.
Втората част от работата на Шарп е свързана с разделянето на гени и генното сплитване. Това означава изрязване на части от и добавяне на части към кодираща последователност. По този начин се създава протеин, който работи по различен начин от първоначалната версия.
Предполагаем ефект върху еволюцията
Този вид структура може да позволи по-гъвкави реакции на промените в околната среда и по този начин да ускори еволюцията. Структурата може да е причина и за редица наследствени генетични дефекти.
Ето основната част от речта на професор Бертил Данехолт от Нобеловата асамблея на Каролинския институт при връчването на Нобеловата награда:
"По-рано се смяташе, че гените еволюират главно чрез натрупване на малки дискретни промени в генетичния материал. Но тяхната мозаечна структура позволява на висшите организми да преструктурират гените и по друг, по-ефективен начин. Това е така, защото в хода на еволюцията генните сегменти - отделните части на мозайката - се прегрупират в генетичния материал, което създава нови мозаечни модели, а оттам и нови гени. Предполага се, че този процес на пренареждане обяснява бързата еволюция на висшите организми".
Въпроси и отговори
Въпрос: С какво е известен Филип Алън Шарп?
О: Филип Алън Шарп е американски генетик и молекулярен биолог, който е съоткривател на генния сплайсинг и си поделя Нобеловата награда за физиология или медицина за 1993 г. с Ричард Робъртс за "откритието, че гените при еукариотите не са съседни низове, а съдържат интрони, и че сплайсингът на пред-месинджър РНК, за да се заличат тези интрони, може да става по различни начини, като се получават различни протеини от една и съща ДНК последователност".
В: Къде е роден Филип Алън Шарп?
О: Филип Алън Шарп е роден във Фалмут, Кентъки.
В: Кога завършва докторантурата си?
О: Завършва докторантурата си по химия в Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн през 1969 г.
В: С какви изследвания се занимава след завършването на докторантурата си?
О: След като завършва докторантурата си, той работи в Калифорнийския технологичен институт до 1971 г., където изучава плазмиди, а по-късно и генна експресия в човешки клетки в лабораторията Cold Spring Harbor под ръководството на Джеймс Уотсън.
В: Как се е озовал в Масачузетския технологичен институт?
О: През 1974 г. биологът Салвадор Лурия му предлага работа в Масачузетския технологичен институт.
В: Какви длъжности е заемал Филип в Масачузетския технологичен институт?
О: От 1985 г. до 1991 г. е директор на Центъра за изследване на рака на MIT (сега Институт Кох за интегративни изследвания на рака); от 1991 г. до 1999 г. е ръководител на катедрата по биология, а от 2000 г. до 2004 г. е директор на Института Макгавърн за изследване на мозъка.
обискирам