Роджър Д. Корнберг — биохимик, Нобелова награда и транскрипция

Роджър Дейвид Корнберг (роден (1947-04-24)24 април 1947 г.) е американски биохимик и носител на Нобелова награда. Корнбърг получава Нобелова награда за химия през 2006 г. за изследване на транскрипцията на еукариотите (копирането на информация от ДНК в РНК).

Корнберг е професор по структурна биология в Медицинския факултет на Станфордския университет. Баща му, Артър Корнберг, също е професор в Станфордския университет и получава Нобелова награда за физиология или медицина през 1959 г.

Образование и професионален път

Роджър Корнберг идва от научно семейство и получава ранно образование, насочено към природните науки. Той завършва бакалавърска степен по химия в престижен университет и по-късно защитава докторска степен, след което развива академична кариера, фокусирана върху структурата и молекулярните механизми на транскрипцията. В хода на кариерата си работи в различни изследователски институции и в крайна сметка става водещ изследовател и преподавател в Медицинския факултет на Станфордския университет.

Научен принос

Основният принос на Корнберг е детайлното разглеждане на молекулярния механизъм на транскрипцията при еукариотите. Той и неговият екип успяват да изолират и характеристизират ключови белтъчни комплекси, участващи в процеса, и да определят атомните структури на РНК-полимераза II и свързани с нея комплекси чрез рентгенова кристалография и други методи за структурна биология.

Сред важните открития на неговата лаборатория е идентификацията и описанието на т.нар. Mediator — голям протеинов комплекс, който служи като „мост“ между регулаторните фактори и машината на транскрипцията, координирайки и регулирайки инициацията на транскрипцията. Корнберг също така допринася за разбирането на ролята на нуклеозомите и хроматиновата структура при регулиране на експресията на гените.

Методи и подходи

За да опише молекулните механизми, Корнберг използва комбинация от биохимични методи, кристалография и електронна микроскопия, което позволява да се свържат функционални експерименти с детайлни структурни данни. Този интегративен подход довежда до ключови визуализации на транскрипционната машина в различни функционални състояния.

Значение и влияние

Работата на Корнберг има дълбоки последици за разбирането на това как работи генетичната експресия в клетки с ядро и как се регулира от вътрешни и външни сигнали. Тези знания са от значение за фундаменталната биология и имат приложения в медицината — при изучаването на болести, свързани с дефекти в регулацията на гените, и при разработването на таргетни терапии.

Лични и академични отличия

Нобелова награда за химия, 2006 — като признание за изясняването на молекулярния механизъм на транскрипцията при еукариотите.
Корнберг е автор на множество рецензирани научни публикации и е ръководител на лаборатория, в която са обучени и вдъхновени много млади учени.

Към приноса му се отнася и наставничеството и изграждането на изследователска традиция в областта на структурната молекулярна биология, което утвърждава неговото място сред водещите учени в съвременната биология.

Ранен живот

Корнберг е роден в Сейнт Луис, Мисури, в еврейско семейство. Той е първото от трите деца, родени от Артър Корнберг и съпругата му Силви. Родителите работят заедно като биохимици. Роджър Корнберг получава бакалавърска степен от Харвардския университет през 1967 г. и докторска степен от Станфордския университет през 1972 г. След това става стипендиант в Лабораторията по молекулярна биология към Университета в Кеймбридж, Англия.

Важни проучвания

Цялата наследственост се контролира от гени. За да могат клетките да използват информацията в гените, трябва да се създаде копие на част от гена. Копирането се нарича транскрипция. Транскрипцията създава РНК копие на част от ДНК. РНК се премества от клетъчното ядро към рибозомите, където извършва своята работа. Тя се нарича месинджър РНК и дава аминокиселинната последователност за производството на белтъци. Този втори процес се нарича транслация. Той се извършва във всички еукариоти, включително всички растения и животни.

През 70-те години на миналия век Корнберг работи с Аарон Клуг и Франсис Крик в MRC. Той открива нуклеозомата - много важна протеинова структура в хромозомите. Нуклеозомите образуват основните повтарящи се единици на еукариотния хроматин. Така големите еукариотни геноми се опаковат в ядрото и могат да бъдат контролирани.

Корнберг прави откритието, че сигналите към РНК се подават от комплекс от белтъци, които те наричат медиатор. Комитетът за Нобелова награда заяви: "Голямата сложност на еукариотните организми е възможна благодарение на финото взаимодействие между специфичните за тъканите вещества, усилвателите в ДНК и медиатора. Ето защо откриването на медиатора е истински крайъгълен камък в разбирането на процеса на транскрипция".

След дълги усилия Корнберг успява да използва рентгенова кристалография, за да направи 3D снимки на молекули на РНК, липиди и протеини. Благодарение на тези изследвания Корнберг е създал картина на функционирането на ДНК. Нобеловият комитет заяви: "истински революционният аспект на картината, която Корнберг е създал, е, че тя улавя процеса на транскрипция в пълен ход. Това, което виждаме, е изграждането на РНК-верига, а оттам и точните позиции на ДНК, полимеразата и РНК по време на този процес".

През 1959 г. бащата на Роджър Корнбърг, Артър Корнбърг, получава Нобелова награда за физиология или медицина за изследванията си на начина, по който генетичната информация се пренася от една молекула ДНК към друга. Това се нарича репликация на ДНК. Артър Корнберг открива първия ензим, който може да създава ДНК. Това е първият известен ензим, който получава инструкциите си от копие на ДНК. По-малкият брат на Роджър Корнберг, Томас Бил Корнберг, открива ДНК полимерази II и III през 1970 г. и сега е генетик в Калифорнийския университет в Сан Франциско. И тримата Корнберги са работили, за да разберат как генетичната информация се използва в клетките. Артър и Роджър Корнберг са шестият баща и син, които печелят Нобелови награди.

Награди

Професор Корнберг е получил тези награди:

1997 г.: Награда "Харви" от Технион - Израелски технологичен институт
2002: Награда ASBMB-Merck
2002: Награда "Пасароу" за изследване на рака
2002: Голямата награда "Шарл-Леополд Майер
2005: Алфред П. Слоун-младши на General Motors за изследване на рака. Награда
2006: Нобелова награда за химия
2006: Награда Луиза Грос Хорвиц от Колумбийския университет