Роджер Ю. Цзянь - Roger Y. Tsien

Роджер Цзянь
Роджер Цзянь-пресс-конференция Dec 07th, 2008-2.jpg
Цзянь в 2008 году
Родился
Роджер Йончиен Цзянь

( 1952-02-01 )1 февраля 1952 г.
Нью-Йорк, США
Умер 24 августа 2016 г. (2016-08-24)(64 года)
Юджин, Орегон , США
Национальность Американец
Гражданство Соединенные Штаты
Образование ( Доктор философии )
Известен
Супруг (а) Венди Глобус
Награды
Научная карьера
Поля Биохимия
Учреждения
Тезис Разработка и использование органических химических инструментов в клеточной физиологии  (1976)
Докторант Ричард Адриан
китайское имя
Традиционный китайский 錢 永 健
Упрощенный китайский 钱 永 健
Веб-сайт www .tsienlab .ucsd .edu

Роджер Йончиен Цзянь (1 февраля 1952 - 24 августа 2016) был американским биохимиком . Он был профессором химии и биохимии в Калифорнийском университете в Сан-Диего и был удостоен Нобелевской премии по химии за открытие и разработку зеленого флуоресцентного белка в сотрудничестве с химиком-органиком Осаму Шимомура и нейробиологом Мартином Чалфи . Цзянь также был пионером в области визуализации кальция .

Ранние годы

Пол Кругман , Роджер Тсиен, Мартин Чалфи , Осаму Шимомура , Макото Кобаяши и Тошихиде Масукава , лауреаты Нобелевской премии 2008 года, на пресс-конференции в Шведской академии наук в Стокгольме.

Цзянь родился в китайско-американской семье в Нью-Йорке в 1952 году. Он вырос в Ливингстоне, штат Нью-Джерси, и учился в средней школе Ливингстона . Цзянь ведет свою родословную от Ханчжоу , Китай . Его отец Сюэ-Чу Цзянь , выпускник Массачусетского технологического института и Шанхайского университета Цзяо Тонг , был инженером- механиком и преуспел в учебе, получив высшее образование в своем университете.

Цзянь в детстве страдал астмой, поэтому часто находился в помещении. Он часами проводил химические эксперименты в своей подвальной лаборатории. Когда ему было 16, он выиграл первый приз в общенациональном исследовании Westinghouse Talent Search за проект, посвященный изучению того, как металлы связываются с тиоцианатом .

Образование

Цзянь учился в Гарвардском колледже на стипендии за заслуги перед национальными заслугами , где он был избран в Фи Бета Каппа в качестве младшего специалиста. Он окончил с отличием диплом бакалавра химии и физики в 1972 году. По словам его однокурсника по комнате, экономиста и политика из Айовы Германа Квирмбаха : «Наверное, не будет преувеличением сказать, что он самый умный человек, которого я когда-либо встречал ... [а] я встретил много блестящих людей ».

После получения степени бакалавра, Цяня присоединился к физиологической лаборатории при Кембриджском университете в Кембридже , Англия с помощью стипендии Маршалла , и проживал в Черчилл - колледжа в Кембридже . Он получил докторскую степень. в области физиологии в 1977 году для исследований по разработке и использованию органических химических инструментов в клеточной физиологии, формально под руководством Ричарда Адриана из отделения физиологии и при содействии Энди Холмса, Джерри Смита и Джереми Сандерса из отделения химии.

Исследования и карьера

Получив докторскую степень, Цзянь был научным сотрудником в колледже Гонвилля и Кайуса в Кембридже с 1977 по 1981 год. Он был назначен на факультет Калифорнийского университета в Беркли с 1982 по 1989 год. С 1989 года он работал в Калифорнийского университета в Сан-Диего в качестве профессора фармакологии и профессора химии и биохимии, а также в качестве исследователя Медицинского института Говарда Хьюза .

Цзянь внес вклад в области клеточной биологии и нейробиологии, открыв генетически программируемые флуоресцентные метки, что позволило ученым наблюдать за поведением молекул в живых клетках в режиме реального времени. Он также разработал флуоресцентные индикаторы ионов кальция и других ионов, важных в биологических процессах.

Видео GFP, показывающее всю структуру и увеличенное изображение флуоресцентного хромофора. Фильм, созданный Эриком А. Родригесом совместно с UCSF Chimera из PDB: 1EMA памяти Роджера Ю. Цзяня для березового аквариума.

В 2004 году Цзянь был награжден премией Вольфа в области медицины «за его основополагающий вклад в разработку и биологическое применение новых флуоресцентных и фотолабильных молекул для анализа и нарушения передачи клеточного сигнала».

В 2008 году Цзянь разделил Нобелевскую премию по химии с Осаму Шимомура и Мартином Чалфи за «зеленый флуоресцентный белок: открытие, выражение и развитие».

Флуоресцентные белки

Разноцветные флуоресцентные белки, разработанные в лаборатории Цзяня, используются учеными для отслеживания того, где и когда определенные гены экспрессируются в клетках или целых организмах. Обычно ген, кодирующий интересующий белок, сливается с геном флуоресцентного белка, что заставляет интересующий белок светиться внутри клетки, когда клетка облучается ультрафиолетовым светом, и позволяет микроскопистам отслеживать его местоположение в режиме реального времени. Это настолько популярный метод, что он добавил новое измерение в области молекулярной биологии, клеточной биологии и биохимии.

С момента открытия GFP дикого типа было сконструировано и протестировано множество различных мутантов GFP. Первым значительным скачком вперед стала единичная точечная мутация (S65T), о которой Цзянь сообщил в 1995 году в журнале Nature . Эта мутация резко улучшила флуоресцентные (как интенсивность, так и фотостабильность ) и спектральные характеристики GFP. Таким образом, можно четко наблюдать сдвиг основного пика возбуждения до 488 нм с максимумом излучения, остающимся на 509 нм, что очень хорошо соответствует спектральным характеристикам общедоступных средств FITC . Все это в значительной степени повысило практичность использования GFP учеными в их исследованиях. Цзянь в основном способствовал нашему пониманию того, как работает GFP, и разработке новых методов и мутантов GFP.

Среди бывших учеников Роджера Й. Цзяня - Ацуши Мияваки и Алиса Й. Тинг .

Сроки GFP-разработки, в которых участвует Цзянь:

  • 1994: Цзянь показал механизм образования хромофора GFP в результате химической реакции, для которой требуется кислород, но без помощи других белков.
  • 1994–1998: Цзянь и его сотрудники создали различные мутанты GFP путем генетической модификации и структурной настройки. Недавно созданные варианты GFP могут светиться ярче и отображать разные цвета, например желтый, голубой и синий.
  • 2000–2002: Цзянь произвел мономерные варианты DsRED, которые могут светиться оттенками красного, розового и оранжевого. Примечательно, что с тех пор сложные макромолекулярные сети живых организмов можно маркировать или маркировать с помощью «всех цветов радуги».

Другие подробные моменты, связанные с Цзянем:

  • 2002: Выявлена ​​критическая структурная разница между GFP и DsRed. Одна дополнительная двойная связь в хромофоре DsRed расширяет его конъюгацию, таким образом вызывая красное смещение.
  • 2002: Впервые был разработан мономерный DsRed (mRFP).
  • 2004: Были созданы новые «фруктовые» FP ( в результате эволюции, направленной in vitro и in vivo ).

В 2009 году группа Цзяня разработала новый вид инфракрасного флуоресцентного белка (IFP), о котором сообщила и описала Science . Новые IFP созданы из бактериальных фитохромов, а не из многоклеточных организмов, таких как медузы . В нормальных условиях бактериальные фитохромы поглощают свет для передачи сигналов вместо флуоресценции, но они могут стать флуоресцентными после удаления некоторых частей, передающих сигналы, генетическими средствами, такими как сайт-направленный мутагенез . Для флуоресценции IFP требуется экзогенный хромофор , биливердин .

В 2016 году новый класс флуоресцентных белков был выделен из цианобактериального фикобилипротеина ( Trichodesmium erythraeum ) , α- аллофикоцианина , и назван маленьким ультрафиолетовым флуоресцентным белком ( smURFP ). smURFP автокаталитически самостоятельно включает хромофор биливердин без необходимости во внешнем белке , известном как лиаза . Флуоресцентные белки, производные от медуз и кораллов, требуют кислорода и производят стехиометрическое количество перекиси водорода при образовании хромофора . smURFP не требует кислорода и не производит перекись водорода и использует хромофор , биливердин . smURFP имеет большой коэффициент экстинкции (180000 M −1 см −1 ) и скромный квантовый выход (0,20), что делает его биофизическую яркость сопоставимой с eGFP и примерно в 2 раза ярче, чем у большинства красных или дальних красных флуоресцентных белков, полученных из коралл . Спектральные свойства smURFP аналогичны органическому красителю Cy5 .

Секвенирование нового поколения

Роджер Цзян заложил основу для широко используемой сегодня технологии секвенирования следующего поколения. 26 октября 1990 года Роджер Цзянь и др. Подали патент на пошаговое («основание за основанием») секвенирование со съемными 3'-блокаторами на массивах ДНК. Illumina объединила эту концепцию с клонированием ДНК для своего секвенатора следующего поколения.

Визуализация кальция

Цзянь был пионером в области визуализации кальция и известен разработкой различных красителей, которые становятся флуоресцентными в присутствии определенных ионов, таких как кальций. Один из таких красителей, Fura-2 , широко используется для отслеживания движения кальция внутри клеток. Индо-1 , еще один популярный индикатор кальция, также был разработан группой Цзяня в 1985 году. Он также разработал флуоресцентные индикаторы для других ионов, таких как магний, цинк, медь, железо, свинец, кадмий, алюминий, никель, кобальт и ртуть.

Aequorin также является полезным инструментом для определения уровня кальция в клетках; однако у него есть некоторые ограничения, в первую очередь это то, что его простетическая группа коэлентеразин потребляется необратимо, когда излучает свет, поэтому требует непрерывного добавления коэлентеразина в среду. Чтобы преодолеть такие проблемы, группа Цзяня также разработала датчик на основе кальмодулина , названный Cameleon .

FlAsH-EDT2

FlAsH-EDT2 - это биохимический метод ковалентного мечения внутри живых клеток. Это метод, основанный на рекомбинантных белковых молекулах, был разработан Цзянем и его коллегами в 1998 году.

  • "FLASH-EDT2": Fl uorescein R сек enical ч ELIX связующего вещества, бис - EDT аддукта,
  • «EDT»: 1,2-этандитиол.

Хирургия рака с использованием флуоресценции

Эксперименты на мышах, проведенные группой Цзяня, предполагают, что хирургией рака можно управлять и помогать с помощью флуоресцентных пептидов . Пептиды используются в качестве зондов и безвредны для живых тканей и органов. Время их жизни в организме всего 4-5 дней. Ожидаются клинические испытания .

Промышленная деятельность

Цзянь также был известным изобретателем биохимии и до 2010 года владеет или совладельцем около 100 патентов. В 1996 году Цзянь стал соучредителем Aurora Biosciences Corporation, которая стала публичной в 1997 году. В 2001 году Aurora была приобретена Vertex Pharmaceuticals . Точно так же Цзянь также был научным соучредителем Senomyx в 1999 году.

Цзянь также продвигал научное образование среди перспективных молодых ученых в рамках первого в истории Сан-Диего Обеда на Фестивале науки с программой лауреатов.

Личная жизнь

Согласно генеалогической книге клана Цянь (Цзянь) , Цзянь является потомком в 34-м поколении короля Цянь Лю из королевства Уюэ в древнем Китае. Его семья принадлежит к линии короля Цянь Хунцзуна . Родители Цзяня Сюэ-Чу Цзянь и И-Ин Ли (李懿 颖) были из Ханчжоу и Пекина соответственно.

Цяня имел ряд инженеров в его расширенной семьи, включая его отца Хсю Чу Тзиен , который был MIT -educated инженер - механик и братья его матери YT Li (李耀滋) и Shihying Ли (李诗颖), которые были инженерные профессора в MIT. Мать Цзяня И-Ин Ли была медсестрой. Известный ученый ракеты Цяня Hsue-шень , рассматриваются в качестве со-основателями отца Лаборатории реактивного движения в Калифорнийском технологическом институте , а затем и директор китайских баллистических ракет и космических программ, является двоюродным братом отца Цяня в.

Цзянь был младшим братом Ричарда Цзяня , известного нейробиолога, работающего в настоящее время в Нью-Йоркском университете , и Луи Цзяня, инженера-программиста. Цзянь, назвавший свою работу молекулярной инженерией, однажды сказал: «Я по наследству обречен на такую ​​работу».

Он был женат на Венди Глоб.

Смерть

Цзянь умер 24 августа 2016 года. Хотя конкретная причина смерти не разглашается, сообщалось, что он умер на велосипедной дорожке в Юджине, штат Орегон . Перед смертью Цзянь перенес рак и перенес инсульт в 2013 году.

«Он был впереди всех нас», - сказала жена Цзянь Венди. «Он всегда был авантюристом, первопроходцем, свободным и возвышенным духом. Смелость, решительность, творчество и находчивость были отличительными чертами его характера. Он многого добился. Его не забудут».

Награды и отличия

Роджер Ю. Цзянь за свою жизнь получил множество наград и наград, в том числе:

Именованные лекции и лекции

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки