Джон Вудленд Гастингс - John Woodland Hastings

Джон Вудленд Гастингс
Вуди Гастингс.jpg
Родился ( 1927-03-24 )24 марта 1927 г.
Умер 6 августа 2014 г. (2014-08-06)(87 лет)
Национальность Американец
Гражданство Соединенные Штаты
Альма-матер Свортмор-колледж , 1944-1947 годы; BA 1947 ( программа подготовки медицинских офицеров ВМФ V-12 )

Принстонский университет , 1948–1951 годы; Массачусетс 1950, канд. 1951 г.

Университет Джонса Хопкинса , 1951-1953 Postdoctoral сотрудник
Известен Основы циркадной биологии
Награды Старший научный сотрудник НАТО , Фонд Кюри, Орсе, Франция, 1977 г.
Научная карьера
Поля Биолюминесценция , Циркадные ритмы
Учреждения Преподаватель биологических наук Северо-Западного университета 1953-1957 гг.

Доцент кафедры биохимии Иллинойского университета 1957-1966 гг. Профессор биологии Гарвардского университета , 1966-1986 годы;

Пол С. Мангельсдорф, профессор естественных наук Гарвардского университета, 1986–2014 гг.
Тезис Концентрация кислорода и интенсивность биолюминесценции  (1951 г.)
Докторант Э. Ньютон Харви
Другие научные консультанты Уильям Д. МакЭлрой

Джон Вудленд « Вуди » Гастингс (24 марта 1927 г. - 6 августа 2014 г.) был лидером в области фотобиологии , особенно биолюминесценции , и был одним из основателей области циркадной биологии (изучение циркадных ритмов или цикл сна-бодрствования). Он был профессором естественных наук Пола К. Мангельсдорфа и профессором молекулярной и клеточной биологии в Гарвардском университете . Он опубликовал более 400 статей и был соредактором трех книг.

Исследования Гастингса по биолюминесценции в основном сосредоточены на люминесценции бактерий (более 150 статей) и динофлагеллятах (более 80 статей). Помимо бактерий и динофлагеллят, он со своими учениками и коллегами также опубликовал статьи о биохимических и молекулярных механизмах производства света у грибов, книдарий , гребневиков , полихет , насекомых ( светлячков и двукрылых ), ракообразных остракод , многоножек , оболочников , и рыбы с бактериальными световыми органами. Его лаборатория предоставила первые доказательства кворума у бактерий, первые доказательства молекулярных механизмов регуляции циркадных часов в организмах (сначала с использованием люминесценции динофлагеллат, а затем распространены на другие клеточные белки ), а также некоторые из начальных исследований передачи энергии в зеленых флуоресцентных системах. белки (GFP) в люминесценции книдарий .

Ранние годы

Гастингс жил в Сифорде, штат Делавэр, в раннем детстве; в 1937 году он присоединился к хору в соборе святого Иоанна Богослова и учился в школе-интернате при хоре, навещая свою семью на каникулах. Гастингс переехал в школу Ленокс в Леноксе, штат Массачусетс, в 1941 году, чтобы получить среднее образование. Он интересовался литературой, физикой, математикой, хоккеем с шайбой и баскетболом.

Награды и отличия

За свою карьеру Гастингс получил множество наград и наград:

Карьера

Гастингс начал свое обучение в аспирантуре Принстонского университета в 1948 году в лаборатории Э. Ньютона Харви , мирового лидера в исследованиях люминесценции в то время, и сосредоточился на роли кислорода в люминесценции бактерий, светлячков, ракообразных остракод и грибов. Он получил степень доктора философии в 1951 г. Затем он вступил в лабораторию Уильям Д. МакЭлры , еще один ученик Харви, в Университете Джона Хопкинса , где он обнаружил , как стимулирующее влияние коэнзимы А и строб управления с помощью кислорода из светлячка люминесценции, и что флавин является субстрат в бактериальной люминесценции.

В 1953 году он поступил на факультет кафедры биологических наук Северо-Западного университета . В 1954 году он начал долгое сотрудничество с Беатрис М. Суини , которая тогда работала в Океанографическом институте Скриппса , в выяснении клеточных и биохимических механизмов люминесценции в одноклеточной динофлагелляте Lingulodinium polyedrum (ранее известной как Gonyaulax polyedra ). Побочным продуктом этого первоначального исследования было открытие циркадного контроля люминесценции.

В 1957 году Гастингс занял должность преподавателя в отделении биохимии химического факультета Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, где продолжил свое внимание динофлагеллятам, люминесценции бактерий и циркадным ритмам динофлагеллят. Гастингс поступил на факультет Гарвардского университета в качестве профессора биологии в 1966 году. В течение этого периода он продолжил и расширил свои исследования циркадных ритмов динофлагеллят и люминесценции бактерий, динофлагеллят и других организмов. Он был избран членом Национальной академии наук в 2003 году и получил премию Фаррелла в области медицины сна за свою работу над циркадными ритмами в 2006 году.

Более 50 лет он также работал с Морской биологической лабораторией в Вудс-Хоул, штат Массачусетс. Он был директором курса физиологии там с 1962 по 1966 год и был попечителем с 1966 по 1970 год.

интересы исследования

Люминесцентные бактерии : исследования светящихся бактерий, проведенные Гастингсом , послужили катализатором открытий биохимических механизмов, участвующих в их светообразовании, открытия флавина как субстрата в его люциферазной реакции, определения генной регуляции люцифераз и первое свидетельство восприятия кворума , формы бактериальной коммуникации. При распознавании кворума (первоначально названном аутоиндукцией) бактерии выделяют в среду вещество - аутоиндуктор. Как только концентрация этого вещества достигает критического уровня (мера количества бактерий в ограниченной области), включается транскрипция других специфических генов, которые были репрессированы. Как только было обнаружено, что секвенированный ген аутоиндуктора широко используется в кворуме грамотрицательных бактерий, в начале 1990-х годов стало принято распознавать кворум. В настоящее время известно, что у многих патогенных бактерий наблюдается задержка выработки токсинов , которые служат для значительного увеличения их патогенности, это похоже на то, что происходит с белками люциферазы. Уменьшая выработку токсина до тех пор, пока популяции бактерий не станут существенными, эти бактерии могут быстро вырабатывать огромное количество токсина и тем самым подавлять защитные силы хозяина.

Люминесцентные динофлагелляты : В начале 1954 года в Северо-Западном университете Гастингс, его студенты и коллеги изучали клеточные и молекулярные аспекты биолюминесценции динофлагеллят [особенно Lingulodinium polyedrum (ранее Gonyaulax polyedra )]. Они выяснили структуру люциферинов и люцифераз , организацию и регуляцию связанных с ними генов, механизмы временного контроля, а также фактическую субклеточную идентичность и расположение светоизлучающих элементов, которые они назвали сцинтиллонами . Они продемонстрировали, что реакция контролируется падением pH, когда потенциал действия приводит к проникновению протонов через активируемые напряжением мембранные каналы в сцинтиллонах. Лаборатория Гастингса посредством исследований иммунолокализации показала, что сцинтиллоны представляют собой небольшие периферические пузырьки (0,4 мкм), которые содержат как люциферазу, так и люциферин-связывающий белок. Совсем недавно лаборатория обнаружила, что ген люциферазы у Lingulodinium polyedrum и других близкородственных видов содержит три гомологичных и непрерывных повторяющихся последовательности в своего рода «цирке из трех колец с одинаковым действием во всех трех». Однако другой люминесцентный, но гетеротрофный динофлагеллат, Noctiluca scintillans , имеет только один белок, который, по-видимому, обладает как каталитическими, так и субстратсвязывающими свойствами в одном, а не в отдельных белках.

Циркадные ритмы динофлагеллат : используя Lingulodinium polyedrum в качестве модели, Гастингс возглавил наше понимание молекулярных механизмов, участвующих в контроле циркадных ритмов, которые у людей участвуют в сне, смене часовых поясов и других повседневных действиях. Его лаборатория показала, что ритм биолюминесценции включает ежедневный синтез и разрушение белков. Поскольку мРНК , кодирующие эти белки, остаются неизменными днем ​​и ночью, синтез этих белков контролируется на уровне трансляции . Эта работа теперь была распространена на другие белки в клетке. С другой стороны, короткие импульсы ингибиторов синтеза этих белков приводят к фазовым сдвигам циркадного ритма, замедляющимся или ускоряющимся, в зависимости от того, когда вводится пульс. На еще одном уровне ингибиторы фосфорилирования белков также влияют на период ритма.

Другие люминесцентные системы : В начале своей карьеры Гастингс разработал методы количественного определения уровня кислорода, необходимого для люминесцентной реакции для нескольких различных видов, включая бактерии, грибы, светлячков и ракообразных остракод. Эта работа показала, что кислородная вентиляция является механизмом мигания светлячков. В другой работе, когда он был в лаборатории МакЭлроя, он исследовал основной биохимический механизм люциферазы светлячков и продемонстрировал, что кофермент А стимулирует излучение света. Его лаборатория впервые продемонстрировала, что зеленая биолюминесценция кишечнополостных in vivo возникает из-за передачи энергии от люминесцентной молекулы ( экворина ), которая одна излучает синий свет, на вторичный зеленый излучатель, который они назвали зеленым флуоресцентным белком (GFP). После характеризации и клонирования GFP стал важной молекулой, используемой в качестве репортера и инструмента маркировки для изучения активации генов и паттернов развития. Осаму Шимомура , Мартин Чалфи и Роджер Цзян получили Нобелевскую премию по химии в 2008 году за свою работу над этой замечательной молекулой.

Смерть

Гастингс умер от легочного фиброза 6 августа 2014 года в Лексингтоне, штат Массачусетс .

Публикации

Избранные публикации:

использованная литература

внешние ссылки