John Woodland Hastings - John Woodland Hastings

John Woodland Hastings
Woody Hastings.jpg
narozený ( 1927-03-24 )24. března 1927
Salisbury, Maryland
Zemřel 06.08.2014 (06.06.2014)(ve věku 87)
Lexington, Massachusetts
Národnost americký
Státní občanství Spojené státy
Alma mater Swarthmore College , 1944-1947; BA 1947 ( výcvikový program lékařů námořnictva V-12 )

Princetonská univerzita , 1948-1951; MA 1950, PhD. 1951

Johns Hopkins University , 1951-1953 Postdoctoral Fellow
Známý jako Založení cirkadiánní biologie
Ocenění Senior Fellow ve vědě NATO , Foundation Curie, Orsay, Francie, 1977
Vědecká kariéra
Pole Bioluminiscence , cirkadiánní rytmy
Instituce Instruktor biologických věd Northwestern University 1953-1957

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

Paul C. Mangelsdorf profesor přírodních věd Harvardská univerzita 1986 - 2014
Teze Koncentrace kyslíku a intenzita bioluminiscence  (1951)
Doktorský poradce E. Newton Harvey
Další akademičtí poradci William D. McElroy

John Woodland „ Woody “ Hastings , (24. března 1927 - 6. srpna 2014) byl lídrem v oblasti fotobiologie , zejména bioluminiscence , a byl jedním ze zakladatelů oboru cirkadiánní biologie (studium cirkadiánních rytmů , příp. cyklus spánek-bdění). Byl profesorem přírodních věd Paul C. Mangelsdorf a profesorem molekulární a buněčné biologie na Harvardově univerzitě . Publikoval více než 400 článků a byl spoluautorem tří knih.

Hastingsův výzkum bioluminiscence se zaměřil především na bakteriální luminiscenci (přes 150 papírů) a dinoflageláty (přes 80 papírů). Kromě bakterií a dinoflagelátů publikoval se svými studenty a kolegy také práce o biochemických a molekulárních mechanismech produkce světla u hub, cnidarianů , ctenophorů , mnohoštětinatců , hmyzu ( světlušek a dipteranů ), ostrakózních korýšů , mnohonožců , pláštěnců , a ryby s bakteriálními světelnými orgány. Jeho laboratoř přinesla první důkazy pro snímání kvora v bakteriích, rané důkazy o molekulárních mechanismech regulace cirkadiánních hodin v organismech (nejprve pomocí luminiscence dinoflagellátu a poté rozšířené do dalších buněčných proteinů ) a některé z počátečních studií přenosu energie v zelené fluorescenci proteiny (GFP) v cnidarianské luminiscenci.

Raný život

Hastings žil v raném dětství v Seafordu v Delaware ; v roce 1937 nastoupil do sboru v katedrále svatého Jana Božského a navštěvoval interní internát sboru a během prázdnin navštěvoval svou rodinu. Hastings se v roce 1941 přestěhoval do Lenox School v Lenoxu v Massachusetts, aby dokončil střední školu a zajímal se o literaturu, fyziku, matematiku, lední hokej a basketbal.

Ceny a vyznamenání

Během své kariéry získal Hastings řadu ocenění a vyznamenání:

Kariéra

Hastings zahájil postgraduální studium na Princetonské univerzitě v roce 1948 v laboratoři E. Newtona Harveye , v té době světového lídra luminiscenčních studií, a zaměřil se na roli kyslíku v luminiscenci bakterií, světlušek, ostrakózních korýšů a hub. Doktorát získal v roce 1951. Poté nastoupil do laboratoře Williama D. McElroye , dalšího Harveyho studenta, na univerzitě Johnse Hopkinse, kde objevil jak stimulační účinky koenzymu A, tak i ovládání hradla kyslíkem světlušky světlušky a že flavin je substrát v bakteriální luminiscenci.

V roce 1953 nastoupil na fakultu na Katedru biologických věd na Northwestern University . V roce 1954 zahájil dlouhou spolupráci s Beatrice M. Sweeneyovou , která byla tehdy na Scrippsově institutu oceánografie , při objasňování buněčných a biochemických mechanismů luminiscence v jednobuněčném dinoflagelátu Lingulodinium polyedrum (dříve známé jako Gonyaulax polyedra ). Vedlejším produktem tohoto počátečního výzkumu bylo zjištění cirkadiánní kontroly luminiscence.

V roce 1957 nastoupil Hastings na fakultní místo v biochemické divizi chemického oddělení na University of Illinois v Urbana -Champaign, kde pokračoval ve svém zaměření na dinoflagelátovou a bakteriální luminiscenci a cirkadiánní rytmy dinoflagellátu. Hastings nastoupil na fakultu Harvardské univerzity jako profesor biologie v roce 1966. Během tohoto období pokračoval a rozšířil studium cirkadiánních rytmů v dinoflagellátech a luminiscence v bakteriích, dinoflagellátech a dalších organismech. V roce 2003 byl zvolen do Národní akademie věd a za práci na cirkadiánních rytmech získal v roce 2006 Farrellovu cenu za spánkovou medicínu.

Více než 50 let měl také vztah k mořské biologické laboratoři ve Woods Hole v Massachusetts. V letech 1962–1966 byl ředitelem fyziologického kurzu a v letech 1966–1970 sloužil jako správce.

Zájmy výzkumu

Luminiscenční Bakterie : Hastings ' vyšetřování světelných bakterií choval jako katalyzátor pro objevy biochemických mechanismů zapojených do jejich lehkou výrobu, objev flavinu být substrát ve své luciferázové reakci, stanovení genové regulaci luciferázy, a první důkaz pro snímání kvora , forma bakteriální komunikace. Při snímání kvora (původně nazývaném autoindukce) bakterie uvolňují látku do média, autoinduktoru. Jakmile koncentrace této látky dosáhne kritické úrovně (míra počtu bakterií v omezené oblasti), zapne se transkripce dalších specifických genů, které byly potlačeny. Jakmile bylo zjištěno, že sekvenovaný gen autoinduktoru se široce vyskytuje u gramnegativních bakterií, bylo na počátku devadesátých let přijato snímání kvora. Nyní je známo, že u mnoha patogenních bakterií dochází ke zpožděné produkci toxinů , které slouží k výraznému posílení jejich patogenity, což je podobné tomu, co se děje u proteinů luciferázy. Omezením produkce toxinů, dokud nejsou bakteriální populace podstatné, mohou tyto bakterie rychle generovat obrovské množství toxinu, a tím zaplavit obranu hostitele.

Luminescent Dinoflagellates : Na počátku roku 1954 na Northwestern University v Hastingsu jeho studenti a kolegové studovali buněčné a molekulární aspekty bioluminiscence v dinoflagellátech [zejména Lingulodinium polyedrum (dříve Gonyaulax polyedra )]. Objasnili struktury luciferinů a luciferáz , organizaci a regulaci jejich přidružených genů, časové kontrolní mechanismy a skutečnou subcelulární identitu a umístění prvků emitujících světlo, které nazvali scintillony . Ukázali, že reakce je řízena poklesem pH, když akční potenciál vede ke vstupu protonů napěťově aktivovanými membránovými kanály do scintillonů. Pomocí imunolokalizačních studií Hastingsova laboratoř ukázala, že scintillony jsou malé periferní váčky (0,4 μm), které obsahují luciferázu i protein vázající luciferin. Laboratoř nedávno zjistila, že gen luciferázy v Lingulodinium polyedrum a dalších blízce příbuzných druzích obsahuje tři homologní a souvislé opakující se sekvence v jakémsi „cirkusu se třemi kruhy se stejným aktem ve všech třech“. Jiný luminiscenční, ale heterotrofní dinoflagelát, Noctiluca scintillans , má pouze jeden protein, který, jak se zdá, má jak katalytické, tak substrátové vazebné vlastnosti v jednom, nikoli v oddělených proteinech.

Cirkadiánní rytmy Dinoflagellate : Pomocí modelu Lingulodinium polyedrum jako modelu Hastings stál v čele našeho chápání molekulárních mechanismů zapojených do kontroly cirkadiánních rytmů, které se u lidí podílejí na spánku, jet-lagu a dalších každodenních aktivitách. Jeho laboratoř ukázala, že rytmus bioluminiscence zahrnuje každodenní syntézu a destrukci proteinů. Protože mRNA, které kódují tyto proteiny, zůstávají beze změny ze dne na noc, syntéza těchto proteinů je řízena na translační úrovni. Tato práce byla nyní rozšířena o další proteiny v buňce. Na druhé straně krátké pulzy inhibitorů syntézy těchto proteinů mají za následek fázové posuny cirkadiánního rytmu, buď zpoždění, nebo pokroky, v závislosti na podání pulsu. Na ještě další úrovni ovlivňují periodu rytmu také inhibitory fosforylace proteinů .

Jiné luminiscenční systémy : Na začátku své kariéry vyvinul Hastings techniky pro kvantifikaci úrovně kyslíku potřebného při luminiscenční reakci u několika různých druhů včetně bakterií, hub, světlušek a ostrakózních korýšů. Tato práce ukázala, že kyslíkové hradlo je mechanismus pro blýskání světlušek. V jiné práci, když byl v laboratoři McElroy, zkoumal základní biochemický mechanismus luciferázy světlušek a prokázal, že koenzym A stimuluje emisi světla. Jeho laboratoř nejprve prokázala, že k zelené in vivo coelenterátové bioluminiscenci dochází kvůli přenosu energie z luminiscenční molekuly ( aequorin ), která sama vyzařuje modré světlo, do sekundárního zeleného zářiče, který nazvali zelený fluorescenční protein (GFP). Jakmile je GFP charakterizován a klonován, stal se klíčovou molekulou používanou jako reportér a značkovací nástroj pro studium aktivace genů a vývojových vzorců. Osamu Shimomura , Martin Chalfie a Roger Tsien obdrželi v roce 2008 Nobelovu cenu za chemii za práci na této pozoruhodné molekule.

Smrt

Hastings zemřel na plicní fibrózu 6. srpna 2014 v Lexingtonu, Massachusetts .

Publikace

Vybrané publikace:

Reference

externí odkazy