Ричард Хендерсън — шотландски биофизик, пионер на крио-ЕМ и Нобелов лауреат

Ричард Хендерсън — шотландски биофизик и Нобелов лауреат, пионер в крио-ЕМ и електронната микроскопия, революционни методи за структурна биология и изследване на GPCR.

Ричард Хендерсън CH FRS FMedSci (роден на 19 юли 1945 г.) е шотландски молекулярен биолог и биофизик, пионер в областта на електронната микроскопия на биологични молекули. Той има ключова роля в развитието на техниките, които направиха възможно достигането на високо (включително близко до атомно) разрешение при изследване на белтъци и макромолекулни комплекси. През 2017 г. си поделя Нобеловата награда за химия с Жак Дюбоше и Йоахим Франк за разработването на методи в крио-електронната микроскопия (крио-ЕМ).

Биография и професионален път

От 1973 г. Хендерсън работи в Лабораторията по молекулярна биология на Съвета за медицински изследвания (MRC LMB) в Кеймбридж, а между 1996 и 2006 г. е неин директор. През пролетта на 1993 г. той е и гостуващ професор в Института "Милър" на Калифорнийския университет в Бъркли. Признат е с редица почести и титли за принос в науката, включително членство във Великото общество на кралските общества (FRS) и в Академията по медицински науки (FMedSci).

Научен принос

Хендерсън е сред първите учени, които показват, че електронната микроскопия може да достигне достатъчно високо разрешение за изследване на биомолекули при близки до нативните им условия. Неговите методи обхващат теоретични анализи на ограничението от радиационни повреди, практически подходи за образуване и запис на изображения и алгоритми за обработка на данните. Той разработва и популяризира подходи, които по-късно стават основа за съвременната крио-ЕМ техника.

Особено значима е неговата работа върху структурата на бактериорходопсина — протеин в мембраната на някои бактерии, който улавя енергия от светлината и я използва за извеждане на протони от клетката. Тази работа довежда до един от първите атомни модели на мембранен протеин и демонстрира възможността да се реконструират тримерни структури на интегрални мембранни белтъци чрез електронна микроскопия. Заедно с колеги като Питър Унуин, Хендерсън публикува ключови изследвания върху „пурпурната мембрана“ (purple membrane), които имат дългосрочно влияние върху полето.

Развиваните от него техники за електронна кристалография (electron crystallography) и аналитичните критерии за качество на данните остават в основата на много последващи изследвания. Комбинирани с напредъка в подготовката на проби (включително методите за бързо замразяване, които подобряваха запазването на нативната структура) и в компютърната обработка на изображения, тези подходи направиха възможно решаването на структури, които преди това бяха недостъпни.

Влияние върху проучването на рецептори и лекарства

Методите на Хендерсън спомагат за решаването на структурите на няколко рецептора, свързани с G протеини (GPCR). Те са голямо семейство протеинови рецептори, които откриват молекули извън клетката и активират вътрешни пътища за предаване на сигнали, водещи до клетъчни реакции. Структурната информация за GPCR-ите е от огромно значение за фармакологията, тъй като много лекарства таргетират именно тези рецептори.

Награди и признание

• Нобелова награда за химия (2017) — за разработването на методи в крио-ЕМ.
• Членство и отличия от водещи научни институции (вкл. FRS, FMedSci и др.).
• Широко международно признание за приноса към структурната биология и молекулярната микроскопия.

Наследство и съвременна значимост

Работата на Хендерсън е мост между ранните експерименти с електронна микроскопия и днешните възможности за структурно определяне на макромолекули при почти атомно разрешение. Благодарение на тези техники днес е възможно по-бързо и по-точно да се проучват белтъци, вируси и комплекси, което има директно приложение в биомедицинските изследвания и разработката на нови лекарства. В много лаборатории по света основните принципи и практики, внесени от Хендерсън, продължават да се използват и надграждат.

Избрани ключови приноси:

• Презентиране на възможността за високорезолюционна електронна микроскопия на биомолекули и формулиране на критерии за оценка на данните.
• Структурно описание и моделиране на бактериорходопсин и на белтъчни комплекси в мембраните.
• Развитие и усъвършенстване на electron crystallography и техники, които улесняват решаването на структури на трудни биомолекули.

Въпроси и отговори

В: Каква е професията на Ричард Хендерсън?

В: Какво спечели през 2017 г.?

В: Къде е работил от 1973 г. насам?

В: На коя молекула е открил структурата?

В: Какви техники е разработил за електронната кристалография?

В: Как GPCR откриват молекули извън клетката?

Търсене по буква