Frederick Senger | ||||
---|---|---|---|---|
Englanti Frederick Sanger | ||||
Syntymäaika | 13. elokuuta 1918 | |||
Syntymäpaikka | Randcombe, Gloucestershire , Englanti | |||
Kuolinpäivämäärä | 19. marraskuuta 2013 (95-vuotias) | |||
Kuoleman paikka | Cambridge , District of Cambridge, Cambridgeshire , Englanti , Iso- Britannia | |||
Maa | Iso-Britannia | |||
Tieteellinen ala | biokemia | |||
Työpaikka | Cambridgen yliopisto | |||
Alma mater | Cambridgen yliopisto | |||
Akateeminen tutkinto | filosofian tohtori [2] ( 1943 ), kunniatohtori [3] ( 1968 ), kunniatohtori [3] ( 1970 ) ja kunniatohtori [3] ( 1970 ) | |||
tieteellinen neuvonantaja | Albert Neuberger [1] | |||
Opiskelijat | Rodney Porter , Elizabeth Blackburn | |||
Palkinnot ja palkinnot |
|
|||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Frederick Sanger ( eng. Frederick Sanger ; 13. elokuuta 1918 , Rendcombe, Gloucestershire - 19. marraskuuta 2013 [4] [5] ) - englantilainen biokemisti , yksi viidestä ihmisestä, jotka saivat kaksi Nobel-palkintoa, historian ensimmäinen tiedemies, joka sai kaksi Nobelin kemian palkinnot vuonna 1958 ("proteiinien, erityisesti insuliinin rakenteiden määrittämisestä") ja 1980 ("nukleiinihappojen, erityisesti yhdistelmä-DNA:n biokemiallisten ominaisuuksien perustutkimuksesta") Walter Gilbertin ja Paul Bergin kanssa .
Frederick Sanger syntyi 13. elokuuta 1918 Rendcombessa (Gloucestershire, Englanti) Frederick Sangerille, yleislääkärille , ja Cicely Sangerille (syntynyt Creedson). [6] Hänen isänsä työskenteli anglikaanisena lääketieteellisenä lähetyssaarnaajana Kiinassa, mutta palasi Englantiin sairaan terveyden vuoksi, missä hän meni naimisiin Cicelyn kanssa 40-vuotiaana. Senger Jr. oli perheen toinen lapsi: veli Theodore oli vuotta häntä vanhempi ja sisar Mary viisi vuotta nuorempi. [7]
Noin viisivuotiaana Sanger muutti perheensä kanssa pieneen Tanworth-in-Ardenin (Warwickshire) asutukseen. Sanger-perhe oli varsin varakas, ja lapsia kutsuttiin kouluttamaan kasvatusnainen. Vuonna 1927 Frederick lähetettiin Downs Malvern Schooliin, kveekarien ylläpitämään valmistelevaan kouluun lähellä Malvernia, jossa myös hänen vanhempi veljensä Theodore opiskeli. Vuonna 1932 Sanger tuli vastaperustettuun Bryanstone Schooliin Dorsetissa. Opetusmenetelmä tässä koulussa oli Dalton Plan , ja vapaampi tapa osoittautui paljon edullisemmaksi Sangerille. Kaikista kouluaineista hän nosti esiin luonnontieteiden suunnan. Erinomaisena opiskelijana ja saatuaan ylioppilastodistuksensa vuoden etuajassa, Sanger vietti loppuvuotensa pääasiassa koulun laboratoriossa opettajansa Jeffrey Odishin ohjauksessa Cavendishin laboratoriosta. [7]
Vuonna 1936 F. Sanger astui St. John's Collegeen ( Cambridge ), johon hänen isänsä osallistui. Kesti kolme vuotta ennen kuin Sanger läpäisi Triposin I vaiheen . Tätä tarkoitusta varten hän opiskeli fysiikan, kemian, biokemian ja matematiikan kursseja, samalla kun hänellä oli vaikeuksia fysiikan ja matematiikan kanssa, koska monien muiden opiskelijoiden koulumatemaattinen valmistautuminen oli parempi. Toisena vuonna Sanger korvasi fysiikan fysiologialla. Vaiheessa II hän opiskeli biokemiaa ja sai ensimmäisen luokan kunnianosoituksella.
Tuolloin hänen vanhempansa kuolivat syöpään: hänen isänsä 60-vuotiaana ja äitinsä 58-vuotiaana. Samaan aikaan Sangerin pääuskomukset muodostuivat kveekarikasvatuksen voimakkaan vaikutuksen ansiosta. Hän oli pasifisti ja Peace Pledge Unionin jäsen. Hän tapasi tulevan vaimonsa Margaret Joan Howen, joka opiskeli taloustiedettä Newnam Women's Collegessa. Vuoden 1939 sotilaskoulutuslain mukaan Sanger rekisteröitiin tilapäisesti aseistakieltäytyjäksi ja rekisteröitiin uudelleen vuoden 1939 National Service -lain (NSA) nojalla, ennen kuin tuomioistuin myönsi hänelle toistaiseksi voimassa olevan vapautuksen asepalveluksesta. Samaan aikaan hän koulutti sosiaaliavustustyötä Quaker-keskuksessa Devonissa ja toimi hetken ajan hoitajana. [7]
Lokakuussa 1940 Frederick Sanger aloitti väitöskirjatyönsä Norman Pearyn johdolla . Hänen tutkimuksensa aiheena oli menetelmien kehittäminen ruokaproteiinin saamiseksi kasveista. Pirin erottua osastolta hieman yli kuukautta myöhemmin Albert Neubergeristä tuli Sangerin esimiehenä [7] Samaan aikaan Sangerin tutkimuksen suunta vaihtui aminohapon lysiinin aineenvaihdunnan [8] [9] ja käytännönläheisemmän perunan typen ongelman tutkimukseksi. [10] Hänen väitöskirjansa otsikkona oli "Aminohappolysiinin aineenvaihdunta eläinorganismissa". Vuonna 1943 Sanger väitteli tohtoriksi . [7]
Newberger muutti Lontoon National Institute for Medical Researchiin, mutta Sanger jäi Cambridgeen ja liittyi vuonna 1943 Charles Chibnallin, proteiinikemistin, ryhmään, joka oli hiljattain nimitetty professoriksi biokemian laitokselle. Chibnall oli aiemmin tehnyt työtä määrittääkseen naudan insuliinin aminohappokoostumuksen . [11] Hän ehdotti, että Sanger kiinnittäisi ensin huomiota proteiinin aminoryhmiin. Bootsilta saatavilla oleva insuliini oli yksi harvoista proteiineista, joita oli saatavilla puhdistetussa muodossa. Sitä ennen Sanger oli rahoittanut tutkimuksensa itse, mutta Chibnallin tieteellisessä ryhmässä hän sai tukea lääketieteelliseltä tutkimusneuvostolta, ja sitten vuosina 1944–1951 hänelle myönnettiin Bate Memorial Prize [6] [12] lääketieteellisestä perustutkimuksesta.
Sangerin ensimmäinen menestys oli kahden naudan insuliinipolypeptidiketjun, A (21 aminohappotähdettä ) ja B (30 aminohappotähdettä) täydellisen aminohapposekvenssin määrittäminen vuosina 1952 ja 1951. [13] [14] [15] [16] [17] Ennen tätä oli yleisesti hyväksyttyä, että proteiineilla on epäjärjestynyt rakenne. Tunnistamalla nämä sekvenssit Sanger osoitti, että proteiineilla on selvä kemiallinen koostumus.
Vahvistaakseen tämän tosiasian Sanger paransi jakokromatografiaa , jonka uranuurtaja olivat Richard Lawrence Millington Singh ja Archer John Porter Martin , määrittääkseen villaproteiinin aminohappokoostumuksen. Sanger käytti kemiallista reagenssia 1-fluori-2,4-dinitrobentseeni (tunnetaan nykyään myös nimellä Sangerin reagenssi, fluorinitrobentseeni, FDNB tai DNFB). Tämä aine saatiin Bernhard Charles Saundersin kemiallisten sodankäyntiaineiden tutkimuksen tuloksena Cambridgen yliopiston kemian tiedekunnassa. Käyttämällä Sangerin reagenssia oli mahdollista leimata N-terminaalinen aminoryhmä polypeptidiketjun toisessa päässä. Sanger jatkoi sitten osittain insuliinin hydrolysoimista lyhyiksi peptideiksi käyttämällä sekä suolahappoa että proteolyyttisiä entsyymejä , kuten trypsiiniä . Peptidien seos fraktioitiin suodatinpaperiarkilla käyttämällä kaksiulotteista elektroforeesia kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa. Erilaiset insuliinin peptidifragmentit, jotka oli värjätty ninhydriinillä , siirtyivät eri paikkoihin paperilla, mikä loi selkeän kuvion, jota Sanger kutsuu "sormenjäljeiksi". N-terminaalinen peptidi määritettiin FDNB-tagista johtuvan keltaisen värin perusteella, minkä jälkeen dinitrofenyyliaminohappona kirjatun terminaalisen aminohappotähteen tyyppi määritettiin tyhjentävällä happohydrolyysillä. [kahdeksantoista]
Toistamalla tätä menettelyä Sanger määritti sekvenssit peptideistä, jotka oli saatu käyttämällä erilaisia alkuvaiheen osittaisia hydrolyysimenetelmiä. Lyhyemmistä peptidiketjuista oli mahdollista rakentaa insuliinin täydellinen rakenne. Lopuksi, koska ketjut A ja B ovat fysiologisesti inaktiivisia ilman kolmea disulfidisidosta (kaksi ketjujen välistä ja yksi ketjun sisäinen ketju A - ketjussa), Sanger ym. määrittelivät niiden sijainnin vuonna 1955 ja loivat molekyylikaavan insuliinille C337N65O75S6 . [19] [20] Sangerin pääjohtopäätös oli, että insuliiniproteiinin kahdella polypeptidiketjulla on spesifiset aminohapposekvenssit, ja siksi millä tahansa proteiinilla on ainutlaatuinen sekvenssi. Tästä saavutuksesta Sanger sai ensimmäisen kemian Nobelin vuonna 1958. [21] [22] Löytö oli ratkaiseva Crickin myöhemmin esittämälle hypoteesille, jonka mukaan proteiinien aminohapposekvenssejä koodaa DNA:n (tai RNA:n) geneettisen materiaalin emässekvenssi. [23] Nämä työt loivat perustan insuliinin ja muiden hormonien synteettiselle tuotannolle. [24]
Vuodesta 1951 lähtien Sanger oli Medical Research Councilin ulkopuolisen henkilöstön jäsen, [6] ja molekyylibiologian laboratorion avaamisen myötä vuonna 1962 hän muutti Cambridgen biokemian tiedekuntaan johtamaan proteiinikemian laitosta. [7]
Ennen muuttoaan Sanger alkoi tutkia mahdollisuutta sekvensoida RNA - molekyylejä ja kehittää menetelmiä spesifisten nukleaasien toiminnan tuottamien ribonukleotidien erottamiseksi . Tämän työn hän suoritti yrittääkseen parantaa insuliinitutkimuksen aikana kehitettyjä sekvensointimenetelmiä. [24]
Suurin ongelma oli puhdistetun RNA-fragmentin eristäminen sekvensointia varten. Työn aikana vuonna 1964 Sanger löysi yhdessä Kjeld Makerin kanssa formyylimetioniini - tRNA :n, joka käynnistää proteiinisynteesin bakteereissa. [25] Sanger kuitenkin menetti johtoaseman tRNA-molekyylin sekvenssin tulkinnassa Cornellin yliopiston Robert Hollyn johtamalle tieteelliselle ryhmälle , joka määritti alaniini-tRNA:n 77 ribonukleotidin sekvenssin Saccharomyces cerevisiaesta vuonna 1965. [26] Klo. samaan aikaan F. Sanger ehdotti rakennetutkimuksiin tarkoitetun RNA:n ja DNA :n leimaamista fosforin radioaktiivisella isotoopilla 32 P , mikä mahdollisti työn suorittamisen erittäin pienellä materiaalimäärällä - 10 -6 g nukleotidia. [27] [28]
DNA-sekvensoinnin tavoitteena, joka vaati täysin erilaista lähestymistapaa, Sanger harkitsi erilaisia tapoja käyttää E. colin DNA-polymeraasi I: tä yksijuosteisen DNA:n monistamiseen. [29] Vuonna 1975 hän julkaisi Alan Coulsonin kanssa DNA-polymeraasia ja radioleimattuja nukleotideja käyttävän sekvensointitekniikan , jota hän kutsui plus- ja miinustekniikaksi. [30] [31] Tekniikka sisälsi kaksi toisiinsa läheisesti liittyvää menetelmää, jotka syntetisoivat lyhyitä oligonukleotideja , joissa oli leimoja 3'-päissä. Nämä DNA-fragmentit fraktioitiin sitten polyakryyliamidigeelielektroforeesilla ja visualisoitiin autoradiografialla . Tekniikka mahdollisti jopa 80 nukleotidin pituisten DNA-fragmenttien sekvensoinnin kerrallaan, mikä osoitti merkittävää edistystä aikaisempiin tutkimuksiin verrattuna, mutta oli silti melko työläs. Sangerin tutkimusryhmä on kuitenkin sekvensoinut suurimman osan φX174 - bakteriofagin yksijuosteisen DNA:n 5 386 nukleotidista . [32] Se oli ensimmäinen täysin sekvensoitu DNA- genomi . Yllätyksekseen Sanger ja kollegat havaitsivat, että joidenkin geenien koodaavat alueet olivat päällekkäisiä toistensa kanssa. [33]
Vuonna 1977 Sanger ja kollegat esittelivät menetelmän DNA:n primäärirakenteen tulkitsemiseksi , joka tunnetaan myös nimellä " Sanger-menetelmä ", joka perustuu erittäin radioaktiivisen komplementaarisen DNA-sekvenssin entsymaattiseen synteesiin kiinnostavassa yksijuosteisessa DNA:ssa templaattina. [31] [34] Suuri läpimurto saavutettiin, koska menetelmä mahdollisti pitkien DNA-sekvenssien nopean ja tarkan sekvensoinnin. Tämä löytö ansaitsi Sangerille toisen kemian Nobelin vuonna 1980, jonka hän jakoi Walter Gilbertin ja Paul Bergin kanssa . [35] Sanger ja hänen kollegansa käyttivät uutta menetelmää ihmisen mitokondrion DNA:n (16 569 emäsparia) [36] ja bakteriofagin λ (48 502 emäsparia) sekvensointiin. [37] Sangerin menetelmää käytettiin lopulta sekvensoimaan koko ihmisen genomi. [38]
F. Sangerin uran aikana hänen alaisuudessaan työskenteli yli kymmenen jatko-opiskelijaa, joista kaksi palkittiin myös Nobel-palkinnolla. Hänen ensimmäinen jatko-opiskelijansa oli Rodney Porter , joka liittyi tutkimusryhmään vuonna 1947. [33] Myöhemmin, vuonna 1972, Porter jakoi fysiologian tai lääketieteen Nobelin palkinnon Gerald Edelmanin kanssa työstään vasta- aineiden kemiallisen rakenteen parissa . [39] Elizabeth Blackburn jatkoi tutkijakoulua ja työskenteli Sangerin laboratoriossa vuosina 1971–1974. [ 33 [40]] telomeerien ja telomeraasin aiheuttama terminaalinen alireplikaatio . [41]
Vuonna 1983, 65-vuotiaana, Sanger jäi eläkkeelle ja palasi kotiinsa Sopham Bulbackiin (Cambridgeshire). Tiedemies halusi viettää aikansa työskennellen talonsa puutarhassa. [33]
Vuonna 1992 hän allekirjoitti manifestin " Varoitus maailman tiedemiehistä ihmiskunnalle " [42] .
Vuonna 1992 Wellcome Trust ja Medical Research Council perustivat hänen mukaansa nimetyn Sanger Centerin (nykyinen Sanger Institute). Instituutti sijaitsee Wellcome Trust Genome -kampuksella lähellä Hinkstonia, vain muutaman kilometrin päässä Sangerin kodista. Hän suostui nimeämään keskuksen hänen mukaansa perustajajohtaja John Sulstonin kysyessä, mutta varoitti: "On parempi olla hyvä . "
Sanger sanoi, ettei hän löytänyt todisteita Jumalan olemassaolosta, joten hänestä tuli agnostikko [44] . Times -sanomalehdessä vuonna 2000 julkaistussa haastattelussa Sanger sanoi: ”Isäni oli sitoutunut kveekari ja minut kasvatettiin kveekeriksi, ja totuus on heille erittäin tärkeä. Olen siirtynyt pois näistä uskomuksista - on selvää, että joku etsii totuutta, mutta tämä vaatii todisteita. Vaikka haluaisin uskoa Jumalaan, se olisi hyvin vaikeaa. Minun pitäisi nähdä todisteet." [45] .
Hän hylkäsi tarjouksen ryhtyä ritariksi, koska hän ei halunnut tulla kohdelluksi "herraksi": "Knighthood tekee sinusta erilaisen, eikö niin, enkä halua olla erilainen." Vuonna 1986 hänet valittiin ansiomerkkiin, jossa voi olla vain 24 elävää jäsentä [46] [44] [45] .
Vuonna 2007 British Biochemical Society sai Wellcome Trustilta apurahan luetteloimaan ja säilyttämään 35 laboratoriolehteä, joihin Sanger tallensi tutkimuksensa vuosina 1944–1983. [47] .
Sanger kuoli unissaan Addenbrooksin sairaalassa Cambridgessa 19. marraskuuta 2013 [48] [49]
Vuodesta 2022 lähtien Sanger on yksi kahdesta tiedemiehestä, joille on myönnetty Nobelin kemian palkinto kahdesti (yhdessä Barry Sharplessin kanssa ), ja yksi viidestä kahdesti Nobel-palkinnon voittajasta yhdessä Marie Curien kanssa ( fysiikka , 1903 ja kemia , 1911). , Linus Pauling (kemia, 1954 ja rauhanpalkinto , 1962), John Bardeen (kahdesti fysiikka, 1956 ja 1972) ja Sharpless (2001 ja 2022) [50] .
Vuonna 1992 Wellcome Trust ja British Medical Research Council perustivat Sanger Research Centerin (nykyinen Sanger Institute ) , joka nimettiin tutkijan mukaan. [52] Instituutti sijaitsee lähellä Hinkstonia, Cambridgeshiressä , vain muutaman kilometrin päässä Sangerin kodista. Senger avasi sen henkilökohtaisesti 4. lokakuuta 1993, ja sen palveluksessa oli alle 50 henkilöä, ja sillä on edelleen ollut johtava rooli ihmisen genomin ja muiden organismien tutkimuksessa. Tällä hetkellä instituutissa on yli 900 työntekijää ja se on yksi maailman suurimmista genomin tutkimuskeskuksista.
Vuonna 1940 Sanger meni naimisiin Margaret Joan Howen kanssa. Perheeseen syntyi kolme lasta - Robin (s. 1943), Peter (s. 1946) ja Sally Joan (s. 1960). [6] Tiedemiehen mukaan hänen vaimonsa "auttoi häntä hänen työssään enemmän kuin kukaan muu säilyttäen rauhallisen ja onnellisen perheen tulisijan." [48]
Sangerin isä kääntyi kveekarilaisuuteen pian hänen molempien poikiensa syntymän jälkeen ja kasvatti lapset tässä uskossa, vaikka Sangerin äiti ei ollut kveekari. [7]
Sanger sanoi, ettei löytänyt todisteita Jumalan olemassaolosta, joten hänestä tuli agnostikko. [53] Vuonna 2000 The Times -lehden haastattelussa hän sanoi: "Isäni oli sitoutunut kveekari ja minut kasvatettiin kveekeriksi, ja totuus on heille erittäin tärkeä. Olen luopunut tästä uskosta. Ilmeisesti hän etsii totuutta, mutta hän vaatii myös vahvistusta totuudesta. Vaikka haluaisin uskoa Jumalaan, se olisi minulle hyvin vaikeaa. Tarvitsen vahvistuksen sen olemassaolosta." [54]
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat | ||||
Sukututkimus ja nekropolis | ||||
|
Kemian Nobel- palkitut 1951-1975 | |
---|---|
| |
|
Nobelin kemian palkinnot 1976-2000 | |
---|---|
| |
|