John Woodland Hastings - John Woodland Hastings - Wikipedia

John Woodland Hastings
Woody Hastings.jpg
narozený(1927-03-24)24. března 1927
Salisbury, Maryland[1]
Zemřel6. srpna 2014(2014-08-06) (ve věku 87)
Lexington, Massachusetts
Národnostamerický
Státní občanstvíSpojené státy
Alma materSwarthmore College 1944-1947; BA 1947 (Námořnictvo Výcvikový program lékařů V-12 )

Univerzita Princeton, 1948-1951; M.A. 1950, PhD. 1951

Univerzita Johna Hopkinse, 1951-1953 Postdoktorský Chlapík
Známý jakoZakládající cirkadiánní biologie
OceněníNATO Senior Fellow ve vědě, Foundation Curie, Orsay, Francie, 1977
Vědecká kariéra
PoleBioluminiscence, Cirkadiánní rytmy
InstituceInstruktor v biologických vědách Northwestern University 1953-1957

Odborný asistent biochemie University of Illinois 1957-1966 profesor biologie Harvardská Univerzita, 1966-1986;

Paul C. Mangelsdorf profesor přírodních věd Harvard University 1986-2014
TezeKoncentrace kyslíku a intenzita bioluminiscence  (1951)
Doktorský poradceE. Newton Harvey
Ostatní akademičtí poradciWilliam D. McElroy

John Woodland "Dřevnatý" Hastingsi(24 března 1927 - 6. srpna 2014) byl lídrem v oblasti fotobiologie, zvláště bioluminiscence, a byl jedním ze zakladatelů oboru cirkadiánní biologie (studium cirkadiánní rytmy nebo cyklus spánku-bdění).[2] Byl profesorem Paula C. Mangelsdorfa Přírodní vědy a profesor Molekulární a Buněčný Biologie na Harvardská Univerzita.[3][4][5] Publikoval více než 400 článků a spoluvydal tři knihy.[5]

Hastingsův výzkum bioluminiscence se zaměřil hlavně na bakteriální světélkování (přes 150 papírů) a dinoflageláty (přes 80 příspěvků).[5] Kromě bakterií a dinoflagelátů publikoval se svými studenty a kolegy také články na internetu biochemické a molekulární mechanismy produkce světla u hub, cnidarians, ctenofory, mnohoštětinatci, hmyz (světlušky a dvojkřídlí ), ostracod korýši, mnohonožky, pláštěnci, a Ryby s bakteriálními světelnými orgány. Jeho laboratoř přinesla první důkazy pro snímání kvora v bakteriích,[6] časný důkaz molekulárních mechanismů regulace cirkadiánních hodin v roce 2006 organismy (nejprve pomocí luminiscence dinoflagellate a poté rozšířena na další buněčný bílkoviny ),[2][7][8] a některé z počátečních studií přenosu energie v zelené fluorescenční proteiny (GFP) v cnidarian světélkování.[9][10]

Časný život

Hastings žil v Seaford, Delaware během jeho raného dětství; v roce 1937 nastoupil do sboru v Katedrála svatého Jana Božského a navštěvoval interní internátní školu sboru a během prázdnin navštívil svou rodinu. Hastings se přestěhoval do Škola Lenox v Lenox, Massachusetts v roce 1941 dokončil střední vzdělání a zajímal se o literaturu, fyziku, matematiku, lední hokej a basketbal.[11][12]

Ceny a vyznamenání

Během své kariéry získal Hastings řadu ocenění a vyznamenání:

Kariéra

Hastings zahájil postgraduální studium na Univerzita Princeton v roce 1948 v laboratoři E. Newton Harvey, světový lídr v oboru luminiscence v té době, a zaměřil se na roli kyslíku v luminiscenci bakterií, světlušek, ostracodových korýšů a hub. Získal doktorát v roce 1951.[13] Poté se připojil k laboratoři William D. McElroy, další student Harveyho, v Univerzita Johna Hopkinse kde objevil oba stimulační účinky koenzym A a ovládání brány pomocí kyslík luminiscence světlušky a tak dále flavin je substrát v bakteriální luminiscenci.

V roce 1953 nastoupil na fakultu na Katedru biologických věd v Northwestern University. V roce 1954 zahájil dlouhou spolupráci s Beatrice M. Sweeney, který byl tehdy na Scripps Institution of Oceanography, při objasňování buněčných a biochemických mechanismů luminiscence v jednobuněčném dinoflagelátu Lingulodinium polyedrum (dříve známý jako Gonyaulax polyedra). Vedlejším produktem tohoto počátečního výzkumu byl jejich objev cirkadiánní kontroly luminiscence.

V roce 1957 nastoupil Hastings na fakultní pozici v divizi biochemie chemického oddělení na University of Illinois v Urbana – Champaign kde pokračoval ve svém zaměření na dinoflagelátovou a bakteriální luminiscenci a dinoflagelátové cirkadiánní rytmy. Hastings se připojil k fakultě Harvardská Univerzita jako profesor biologie v roce 1966. Během tohoto období pokračoval a rozšířil studium cirkadiánních rytmů v dinoflagellate a luminiscence v bakteriích, dinoflagellatech a dalších organismech. V roce 2003 byl zvolen do Národní akademie věd[11] a za práci na cirkadiánních rytmech v roce 2006 obdržel Farrellovu cenu za medicínu spánku.[2][14]

Za více než 50 let měl také vztah s Mořská biologická laboratoř v Woods Hole, Massachusetts. Byl ředitelem Fyziologie Kurz tam v letech 1962–1966 a jako správce v letech 1966–1970.

Výzkumné zájmy [11]

Luminiscenční bakterie: Hastings' výzkum světelných bakterií působil jako katalyzátor objevů biochemických mechanismů podílejících se na jejich produkci světla,[15] objev flavinu, který je jeho substrátem luciferáza reakce,[16] stanovení gen regulace luciferáz a první důkaz pro snímání kvora,[17] forma bakteriální komunikace. Při snímání kvora (původně nazývaného autoindukce) bakterie uvolňují látku do média, autoinduktor. Jakmile koncentrace této látky dosáhne kritické úrovně (míra počtu bakterií v omezené oblasti), transkripce konkrétních dalších genů, které byly potlačeny, jsou zapnuty. Jakmile bylo zjištěno, že se sekvenovaný gen autoinduktoru vyskytuje v USA široce gramnegativní bakterie snímání kvora bylo přijato počátkem 90. let. Nyní je známo, že v mnoha patogenní bakterií, dochází ke zpožděné produkci toxiny, které slouží k výraznému zvýšení jejich patogenity, je to podobné jako u luciferázových proteinů. Omezením jejich produkce toxinů, dokud nejsou bakteriální populace značné, mohou tyto bakterie rychle generovat obrovské množství toxinu, a tím zaplavit obranu hostitele.

Luminiscenční dinoflageláty: Na začátku roku 1954 v Northwestern University Studovali Hastings, jeho studenti a kolegové buněčný a molekulární aspekty bioluminiscence v dinoflagelátech [zejména Lingulodinium polyedrum (dříve Gonyaulax polyedra)]. Objasnili struktury luciferiny a luciferázy,[18] organizace a regulace souvisejících genů, časové kontrolní mechanismy,[19] a skutečná subcelulární identita a umístění prvků emitujících světlo, které nazvali scintillony.[20] Ukázali, že reakce je řízena poklesem pH když akční potenciál vede ke vstupu protonů přes napěťově aktivované membránové kanály ve scintillonech.[21] Prostřednictvím imunolokalizačních studií Hastingsova laboratoř ukázala, že scintillony jsou malé periferní vezikuly (0,4 μm), které obsahují jak luciferázu, tak protein vázající luciferin.[22] Nedávno laboratoř zjistila, že gen luciferázy je v Lingulodinium polyedrum a další blízce příbuzné druhy obsahují tři homologní a sousedící opakované sekvence v jakémsi „cirkusu se třemi kruhy se stejným účinkem u všech tří“.[23] Nicméně, další luminiscenční, ale heterotrofní, dinoflagelát, Noctiluca scintillans, má ale jediný protein, který, jak se zdá, má katalytické vlastnosti a vlastnosti vázání na substrát v jediném, spíše než samostatných proteinech.

Dinoflagellate cirkadiánní rytmy: Použitím Lingulodinium polyedrum jako model Hastings vedl naše chápání molekulárních mechanismů zapojených do řízení cirkadiánních rytmů,[24] které se u lidí účastní spánku, jet-lag a dalších každodenních činností. Jeho laboratoř prokázala, že rytmus bioluminiscence zahrnuje každodenní syntézu a destrukci proteinů.[25] Protože mRNA že kód těchto proteinů zůstává nezměněn ze dne na noc, syntéza těchto proteinů je řízena na překladový úroveň.[26] Tato práce byla nyní rozšířena na další proteiny v buňce. Na druhou stranu, krátké pulsy inhibitorů syntézy těchto proteinů mají za následek fázové posuny cirkadiánního rytmu, buď zpoždění nebo pokroky, v závislosti na tom, kdy je puls podán.[27] Na ještě další úrovni fosforylace bílkovin inhibitory také ovlivňují periodu rytmu.[28]

Jiné luminiscenční systémy: Na začátku své kariéry Hastings vyvinul techniky pro kvantifikaci úrovně kyslík požadováno při luminiscenční reakci u několika různých druhů, včetně bakterií, hub, světlušek a korýšů ostracodů.[29] Tato práce ukázala, že kyslíkové hradlování je mechanismus pro blikání světlušek.[30] V jiné práci, když byl v laboratoři McElroy, zkoumal základní biochemický mechanismus luciferázy světlušek a prokázal, že koenzym A stimuluje emisi světla.[31] Jeho laboratoř nejprve prokázala, že zelená in vivo coelenterátová bioluminiscence nastává kvůli přenosu energie z luminiscenční molekuly (ekvorin ), který sám vyzařuje modré světlo, na sekundární zelený zářič, který nazvali zelený fluorescenční protein (GFP).[9] Jakmile je GFP charakterizován a klonován, stala se rozhodující molekulou používanou jako reportér a značkovací nástroj pro studium genové aktivace a vývojových vzorců.[10] Osamu Shimomura, Martin Chalfie a Roger Tsien obdržel Nobelova cena za chemii v roce 2008 za práci na této pozoruhodné molekule.

Smrt

Hastings zemřel plicní fibróza dne 6. srpna 2014 v Lexington, Massachusetts.[1]

Publikace

Vybrané publikace:

Reference

  1. ^ A b Slotnik, Daniel E. „J. W. Hastings, 87 let, průkopník v bioluminiscenčním výzkumu, umírá“. New York Times. Citováno 3. srpna 2016.
  2. ^ A b C „Příjemce ceny Farrell 2006 J. Woodland Hastings | Divize spánkové medicíny @ Harvard“. Sleep.med.harvard.edu. Citováno 17. června 2011.
  3. ^ „Profil fakulty: J. Woodland Hastings, PhD | Divize spánkové medicíny @ Harvard Medical School“. Sleep.med.harvard.edu. Citováno 17. června 2011.
  4. ^ Domovská stránka laboratoře Hastings Archivováno 26. Listopadu 2009 v Wayback Machine
  5. ^ A b C "Hastings Lab: J. Woodland Hastings". Mcb.harvard.edu. Archivovány od originál dne 17. července 2011. Citováno 17. června 2011.
  6. ^ Hastings, J.W. a Greenberg, E.P. (1999)
  7. ^ Sweeney, B.M. a Hastings, J.W. (1957)
  8. ^ Hastings, J.W. (2007)
  9. ^ A b Morin, J.G. a Hastings, J.W. (1971)
  10. ^ A b Hastings, J.W. a Morin, J.G. (2006)
  11. ^ A b C http://www.pnas.org/content/104/3/693.full.pdf
  12. ^ Davis, Tinsley H. (10. ledna 2007). „Profil J. Woodlanda Hastingse“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 104 (3): 693–5. doi:10.1073 / pnas.0610519104. PMC  1783375. PMID  17215362.
  13. ^ Hastings, John W. (1951). Koncentrace kyslíku a intenzita bioluminiscence (Ph.D.). Univerzita Princeton. OCLC  80712719 - přes ProQuest.
  14. ^ Oddělení MCB, Harvard U: Novinky a události - MCB News Archivováno 30. Října 2006 v Wayback Machine
  15. ^ Nealson, K., Platt, T. a Hastings, J.W. (1970)
  16. ^ Hastings, J.W. a Gibson, Q.H. (1963)
  17. ^ Nealson, K., Platt, T. a Hastings, J.W. (1970), Hastings, J.W. a Greenberg, E.P. (1999)
  18. ^ Hastings, J.W. a Sweeney, B.M. (1957), Sweeney, B.M. a Hastings, J.W. (1957)
  19. ^ Fogel, M. a Hastings, J.W. (1972), McMurry, L. a Hastings, J.W. (1972)
  20. ^ DeSa, R.J., Hastings, J.W. a Vatter, A.E. (1963), Nicolas, M. T., Nicolas, G., Johnson, C. H., Bassot, J. M. a Hastings, J.W. (1987)
  21. ^ Krieger, N. a Hastings, J.W. (1968)
  22. ^ Nicolas, M. T., Nicolas, G., Johnson, C. H., Bassot, J. M. a Hastings, J.W. (1987)
  23. ^ Liu, L., Wilson, T. a Hastings, J.W. (2004)
  24. ^ Bode, V.C., DeSa, R.J. a Hastings, J.W. (1963), McMurry, L. a Hastings, J.W. (1972)
  25. ^ Dunlap, J. a Hastings, J.W. (1981)
  26. ^ Morse, D., Milos, P.M., Roux, E. a Hastings, J.W. (1989), Hastings, J.W. (2007)
  27. ^ Taylor, W.R., Dunlap, J.C., Hastings, J.W. (1982)
  28. ^ Comolli, J. a Hastings J. W. (1999)
  29. ^ Hastings, J.W. (1952a, 1952b)
  30. ^ Hastings, J.W., McElroy, W.D. a Coulombre, J. (1953)
  31. ^ McElroy, W. D., Hastings, J. W., Sonnenfeld, V. a Coulombre, J. (1953)

externí odkazy