Klug, Aaron

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 2. huhtikuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .
Aaron Klug
Englanti  Aaron Klug
Syntymäaika 11. elokuuta 1926( 11.8.1926 )
Syntymäpaikka Zhelvas (Žalva), Liettua (nykyinen Ukmergen alue )
Kuolinpäivämäärä 20. marraskuuta 2018 (92-vuotias)( 20.11.2018 )
Kuoleman paikka Cambridge , Iso- Britannia
Maa
Tieteellinen ala biokemia
Työpaikka
Alma mater
Akateeminen tutkinto Professori
tieteellinen neuvonantaja Douglas Rayner Hartree
Palkinnot ja palkinnot

Heineken-palkinto (1979)
Louise Gross Horwitz -palkinto (1981) Nobelin kemianpalkinto ( 1982 ) Silliman-luento (1984) Copley-mitali (1985)
Nobel palkinto

UK Order of Merit ribbon.svg Knight Bachelor ribbon.svg Mapungubwen kultainen ritarikunta
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Sir Aaron Klug OM ( Aron Lazarevich Klug ; 11. elokuuta 1926 , Zhelvas (Zhyalva), Liettua  - 20. marraskuuta 2018 , Cambridge , Yhdistynyt kuningaskunta ) on brittiläinen ja eteläafrikkalainen tiedemies, biokemisti . Kemian Nobelin palkinto ( 1982) kristallografisen elektronimikroskopian menetelmän kehittämisestä ja biologisesti tärkeän nukleiinihappo-proteiinikompleksin rakenteen selvittämisestä.

Lontoon Royal Societyn jäsen ( 1969) [2] , Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian ulkomainen jäsen (1984) [3] .

Elämäkerta

Varhaiskasvatus ja koulutus

Syntynyt Liettuan kaupungissa Zhyalvassa juutalaisessa perheessä. Hänen vanhempansa olivat nimeltään Leiser Klug ja Beyla Klug (s. Silin). Kun Aaron oli kolmevuotias, Klugit muuttivat Durbaniin Etelä -Afrikkaan , jonne Baileyn perhe muutti 1900-luvun alussa. Aaron kävi paikallisessa peruskoulussa. Perheen kieli oli jiddish, mutta kun he muuttivat Etelä-Afrikkaan, he vaihtoivat englantiin.

Vuodesta 1937 vuoteen 1941 Klug opiskeli Durbanin koulussa . Kun poika oli lukenut Paul de Krijfin kirjan "Mikrobemetsästäjät", hän kiinnostui tieteestä.

Tultuaan Witwatersrandin yliopistoon Johannesburgissa vuonna 1942 Klug aloitti lääketieteen valmistelevan kurssin, mutta hän oli enemmän kiinnostunut fysiikan luennoista, joten hän kehitti omat kemian, fysiikan ja matematiikan kurssit . Kun hän valmistui yliopistosta vuonna 1945 kandidaatin tutkinnolla, fysiikka oli hänen valintansa.

Tammikuussa 1946 Aaron muutti Kapkaupungin yliopistoon suorittaakseen maisterintutkinnon. Siellä Klug opiskeli fysiikan lisäksi matematiikkaa, filosofiaa ja runoutta. Opiskellessaan myös Kapkaupungin yliopistossa hänelle myönnetyllä stipendillä, hän oppi yhdeltä opettajaltaan Reginald William Jamesilta röntgenkristallografiamenetelmän ja käytti sitä p-bromiklooribentseenin tutkimiseen. Tutkimustulosten perusteella Klug julkaisi ensimmäisen artikkelinsa [4] . Valmistuttuaan diplomi -insinöörin vuonna 1946 Klug jäi Kapkaupungin yliopistoon jatkaakseen työtään Jamesin kanssa orgaanisten yhdisteiden tutkimisessa röntgendiffraktiolla. Siellä Aaron keksi molekyylimuunnoksiin perustuvan menetelmän [5] ja käytti sitä trifenyleenin rakenteen määrittämiseen. Huolimatta siitä, että hänen laskelmiensa mukaan luotu rakenne osoittautui virheelliseksi, Klug sai British Empire Scholarshipin ( 1851 ) ja Rose Ball -stipendin Trinity Collegessa Cambridgessa.

Ura ja tutkimus

Klugin vastaanotti Cavendishin laboratorion johtaja Sir Lawrence Bragg . Aaron halusi työskennellä vuoden 1962 Nobel-palkinnon saaneen M. Perutzin lääketieteellisen tutkimusneuvoston parissa ja työskennellä proteiinirakenteiden tutkimuksen parissa, mutta avoimia työpaikkoja ei ollut. Sitten Bragg ehdotti, että Klug tutkisi häiriötä silikaateissa, mutta Aaron ei pitänyt tästä projektista, joten hän tutki D. R. Hartreen ohjauksessa teräksen rakennetta. Projektin aikana Klug loi matemaattisen mallin austeniitin siirtymisestä perliittiksi, joka perustuu kiteiden ytimeen ja kasvuun. Ratkaisemalla tuloksena saadut differentiaalit numeerisesti, hän osoitti, että hänen teoreettiset tiedot ovat hyvin sopusoinnussa kokeellisten tietojen kanssa. Tästä työstä hän väitteli tohtoriksi vuonna 1952.

Eräänä päivänä fysiologian professori Jack Ruffton lähestyi Hartreea ongelman kanssa tutkiessaan hapen diffuusiota erytrosyyttikalvon läpi ja sen vuorovaikutusta hemoglobiinin kanssa. Koska tämä tehtävä oli matemaattisesti samanlainen kuin teräksen jäähdytys, Klug tutki yhdessä Rufftonin kanssa vuonna 1953 hemoglobiinin hapen ja hiilimonoksidin vaihdon biokemiallisia prosesseja . Aaron laski biokemiallisten prosessien ajat, osoitti, että teoreettiset tiedot vastaavat kokeellisia. Klugin väitöskirjassa kehitetyt numeeriset menetelmät sisällytettiin hemoglobiinin biokemiallisten prosessien tutkimustyöhön [6] .

Nämä tutkimukset lisäsivät tutkijan kiinnostusta biologisten molekyylien röntgenanalyysiin, ja seuraavan vuoden loppuun mennessä hän sai Nuffield-apurahaa työskentelemään Burbeck Collegessa Lontoossa Perutzin John Desmond Bernalin (1901-1971) johdolla. entinen luennoitsija Cambridgen yliopistossa. Hän perusti biomolekyylitutkimuksen laboratorion, joka sijoittui kahteen rakennukseen Torrington Squarelle. Hyvin lyhyen ajan Klug opiskeli ribonukleaasia Harry Carlylen tutkimusryhmän kanssa. Laboratoriossa työskennellessään hän tapasi Rosalind Franklinin, jonka DNA:n röntgenanalyysin tutkimus auttoi Francis Crickiä ja James Watsonia, fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkittuja (1962), määrittämään tämän molekyylin rakenteen.

Hän oli hiljattain aloittanut tupakan mosaiikkiviruksen tutkimuksen. Hän käytti röntgendiffraktioanalyysiä viruksen säikeiden tutkimiseen. Franklinin saamat röntgenkuvat herättivät Klugissa suurta kiinnostusta, ja hän liittyi tähän työhön. . Heidän ensimmäinen yhteinen julkaisunsa käsitteli kerrosviivan halkeamista tupakan mosaiikkiviruskuitujen röntgenkuvissa [7] . Franklinin kuoleman jälkeen vuonna 1958 Klug totesi, että tupakan mosaiikkivirus on leveä kierteinen rakenne, jossa on toistuvia proteiinifragmentteja, ja geneettinen materiaali sijaitsee proteiinin sisäpinnalla [8] .

Vuonna 1962 Aaron muutti tutkimusryhmänsä kanssa Cambridgen molekyylibiologian laboratorioon, jossa vuonna 1978 Klugista tuli yksi laboratorion johtajista. Siellä Klug ja hänen kollegansa tutkivat viruksia, jotka aiheuttavat polioa. Niiden uskottiin olevan pallomaisia, mutta niiden tarkkaa rakennetta ei saatu selville: tuolloin käytettävissä ollut röntgenkokeen metodologia oli periaatteessa riittämätön tyydyttävän tuloksen saamiseksi.

Klug halusi työssään kehittää mikrovalokuvien kvantitatiivisen ja laadullisen analyysin menetelmiä. Perustuu fysiikan ja röntgenanalyysin alan tietoon. Klug kehitti fysiikan ja röntgenanalyysin tietämykseensä uuden tekniikan nimeltä kristallografinen elektronimikroskopia, jossa elektronimikroskoopilla otettu kuva taittuu laservalolla. Tuloksena oleva kuva voidaan sitten purkaa ja analysoitavan kohteen rakenne määrittää.

Tämä menetelmä ei varustanut Klugia vain uudella teknisellä lähestymistavalla, vaan myös määritti menettelyn solu- ja molekyylirakenteita yhdistävän tutkimuksen suorittamiselle. Hän pystyi nyt tutkimaan monimutkaista biologista järjestelmää eristämällä sen ensin solusta, saamalla sitten yksityiskohtaisen kuvan röntgen- ja kemiallisen analyysin avulla ja lopuksi luomalla täydellisen kuvan koko laitteesta elektronimikroskoopilla.

Vuonna 1972 hän alkoi soveltaa tätä menetelmää kromatiinien analysointiin - histonien (erityisten proteiinien) yhdisteiden DNA:n kanssa, jotka muodostavat erittäin organisoituneiden organismien kromosomit. Noudattaen Roger Kornbergin (1974) ehdotusta, jonka mukaan kromatiini koostuu pallojen tai nukleosomien ketjusta, joista jokainen sisältää noin 200 emäsparia DNA:ta histoniytimen ympärille kietoutunutta, Francis Crick ja Aaron ehdottivat, että nukleosomin DNA voisi olla muodossa "käämityskierre". " [9] . Vuonna 1981 Klug ja hänen kollegansa pystyivät osoittamaan, että histonit ovat niin tiukasti kiertyneet palloiksi, että yksi, noin 2 metriä pitkä ihmisen DNA-juoste mahtuu soluytimeen, jonka halkaisija on alle sadasosa millimetriä. .

Klug-menetelmän resoluutio mahdollistaa kuvan saamisen useimmista kemiallisten alkuaineiden atomeista. Siten kemistillä on mahdollisuus tarkkailla molekyylejä ja niiden komplekseja suoraan.

Vuonna 1982 Klug sai Nobel-palkinnon "kristallografisen elektronimikroskopian menetelmän kehittämisestä ja biologisesti tärkeiden nukleiinihappo-proteiinikompleksien rakenteen selvittämisestä". B. G. Malmström totesi avauspuheessaan Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian puolesta, että Klugin tekemä työ

”Virusten tutkiminen on paljastanut tärkeän biologisen periaatteen, että monimutkaisia ​​molekyylikokonaisuuksia muodostuu soluissa spontaanisti niiden komponenteista. Kromatiinin tutkimus tarjosi avaimen DNA:han upotetun geneettisen tiedon lukemisen rakenteelliseen hallintaan. Pitkällä aikavälillä se on varmasti ratkaisevan tärkeää syövän luonteen ymmärtämiselle."

Jatkaessaan tupakan mosaiikkiviruksen ja useiden muiden virusten rakenteen tutkimista, Klug ja hänen tieteellinen ryhmänsä paransivat kristallografisen elektronimikroskopian kvantitatiivista menetelmää laskeakseen kolmiulotteisia karttoja tutkituista näytteistä. Tulevaisuudessa tiedemiehen edut siirtyivät DNA:n ja RNA:n rakenteen analyysin alalle. 1970-luvun alussa Klug liittyi Brian Clarkin ja Francis Crickin projektiin analysoidakseen tRNA:n rakennetta. Työssään he havaitsivat, että tilatuimmat kiteet tuottivat hiivan fenyylialaniini-tRNA:ta. Vuonna 1974 tutkijat julkaisivat artikkelin, jossa he kuvasivat tRNA:n rakennetta [10] . Erityisesti ribotsyymin, toisin sanoen katalyyttisen RNA:n, avaruudellinen rakenne analysoitiin. On myös ehdotettu mekanismia ribotsyymin katalyyttiselle itsensä pilkkoutumiselle [11] .

Nukleosomin sisäisen rakenteen käsitteleminen johti ymmärrykseen siitä, kuinka DNA-molekyyli pakataan kromosomeihin, ja DNA:han liittyvän transkriptiotekijän parissa työskentely johti uuden domeenin, sinkkisormen alueen , löytämiseen . Projektin tulokset osoittivat mahdollisuuden kehittää monen sormen proteiineja, jotka sitoutuisivat ainutlaatuiseen, tiettyyn kohtaan genomissa. Sitoutuminen voi suoraan estää tietyn geenin transkription tai saada nukleaasin katkaisemaan DNA:n ja mahdollistaa siten modifioinnin tietyssä kohdassa. Nämä ajatukset on vahvistettu kokeellisesti [12] . Näihin tuloksiin sisältyvä immateriaalioikeus sai Aaronin ja Yen Chun perustamaan Gendaq-nimisen tytäryhtiön vuonna 1999 kehittämään ja käyttämään sinkkisormiteknologiaa. Vuonna 2001 Gendaqin osti SangamoBiosciences, nykyinen SangamoTherapeutics, joka jatkaa teknologian kehittämistä ja soveltamista.

Vuonna 1978 Klugista tuli yksi Cambridgen lääketieteellisen tutkimusneuvoston molekyylibiologian laboratorion johtajista ja jatkoi tieteellisen työn tekemistä, mutta pysyi uskollisena aiemmin valitulle aiheelle.

Vuonna 1995 Klug valittiin Lontoon kuninkaallisen seuran presidentiksi ja hänelle myönnettiin kunniamerkki.

Kunniamerkit ja palkinnot

1969 Royal Societyn jäsen (presidentti 1995–2000)

1979 Alankomaiden kuninkaallisen taiteen ja tiedeakatemian Heineken-palkinto

1981 Louise Gross Horvitz -palkinto , Columbia University

1982 kemian Nobel-palkinto

1983 Gold Medal of Merit, Kapkaupungin yliopisto

1983 Cambridgen Trinity Collegen kunniajäsen

1984 Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian ulkomainen kirjeenvaihtajajäsen

1984 kunniatohtori Jerusalemin heprealaisesta yliopistosta

1985 Copley-mitali

1988 Knight Bachelor

1993 Peterhousen kunniajäsen Cambridgessa

1995 ansiomerkki

1998 Lääketieteen akatemian perustaja

Perhe

Aaron meni naimisiin Liba Bobrowin kanssa vuonna 1948. Aaron oli 22-vuotias ja Liba 19-vuotias. Heidän poikansa Adam ja David syntyivät vuonna 1954 ja 1962. Adam oli rahoituksen ja taloushistorian professori, joka kuoli vuonna 2000. David on Lontoon Imperial Collegen kemiallisen biologian instituutin perustaja ja puheenjohtaja.

Mielenkiintoisia faktoja

Tieteen lisäksi Aaronilla oli laaja tietämys filosofian, antiikin historian ja numismatiikan, kirjallisuuden, maalauksen ja politiikan aloilta. Yksi harvoista aiheista, joka ei kiinnostanut Klugia erityisemmin, oli musiikki. Vuonna 1962 hänet valittiin Peterhousen jäseneksi . Hän toimi luonnontieteiden johtajana ja opetti fysiikkaa useiden sukupolvien opiskelijoille eläkkeelle jäämiseensä vuoteen 1993 saakka . Klugin mukaan optiikkakurssien opettaminen antoi hänelle arvokasta kokemusta kuva-analyysin kehityksestä. Hän nautti vuorovaikutuksesta nuorten kanssa ja seurasi kiinnostuneena oppilaidensa kehitystä.

Tieteelliset teokset

Yhteiskunnallinen toiminta

Vuonna 1992 hän allekirjoitti " Varoituksen ihmiskunnalle " [13] .

Vuonna 2016 hän allekirjoitti kirjeen, jossa hän kehotti Greenpeacea , Yhdistyneitä Kansakuntia ja hallituksia ympäri maailmaa lopettamaan taistelun geneettisesti muunnettuja organismeja ( GMO ) vastaan ​​[14] [15] [16] .

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 Freebase  (englanniksi) - 2007.
  2. ↑ Aaron Klug  (englanniksi) (arkistoitu linkki)
  3. ↑ Aaron Klug Arkistoitu 3. tammikuuta 2018 Wayback Machinessa  
  4. ↑ A. Klug. Para-bromiklooribentseenin kiderakenne  (englanniksi)  // Luonto. – 1947-10. — Voi. 160 , iss. 4069 . — s. 570–570 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/160570a0 .
  5. ↑ A. Klug. Fourier-muunnosmenetelmän soveltaminen trifenyleenin C18H12 rakenteen analysointiin  //  Acta Crystallographica. - 02.5.1950. — Voi. 3 , iss. 3 . - s. 176-181 . — ISSN 0365-110X . - doi : 10.1107/S0365110X50000434 . Arkistoitu alkuperäisestä 2. kesäkuuta 2018.
  6. ↑ Klug A., Kreuzer F., Roughton FJW Samanaikainen diffuusio ja kemiallinen reaktio ohuissa hemoglobiiniliuoksen kerroksissa  // Proceedings of the Royal Society of London. Sarja B-Biologiset tieteet. - 1956. - T. 145 , nro 921 . - S. 452-472 .
  7. ↑ RE Franklin, A. Klug. Kerrosviivojen jakaminen kierteisten rakenteiden röntgenkuitukaavioissa: sovellus tupakan mosaiikkivirukseen  (englanniksi)  // Acta Crystallographica. - 12.10.1955. — Voi. 8 , iss. 12 . — s. 777–780 . — ISSN 0365-110X . - doi : 10.1107/S0365110X55002399 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. kesäkuuta 2018.
  8. ↑ A. Klug, J.T. Finch, Rosalind E. Franklin. Nauriin keltaisen mosaiikkiviruksen rakenne  (eng.)  // Luonto. - 1957-03. — Voi. 179 , iss. 4561 . — s. 683–684 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/179683b0 . Arkistoitu alkuperäisestä 9. elokuuta 2020.
  9. ↑ Crick FHC, Klug A. Kinky helix // Luonto. - 1975. - T. 255 , nro 5509 . - S. 530-533 .
  10. ↑ JD Robertus, Jane E. Ladner, JT Finch, Daniela Rhodes, RS Brown. Hiivan fenyylialaniinin tRNA:n rakenne 3 Å:n resoluutiolla   // Luonto . - 1974-08. — Voi. 250 , iss. 5467 . — s. 546–551 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/250546a0 . Arkistoitu alkuperäisestä 18. marraskuuta 2019.
  11. ↑ Scott WG, Finch JT, Klug A. AII-RNAhammerhead-ribotsyymin kiderakenne: Ehdotettu mekanismi RNA:n katalyyttiselle pilkkoutumiselle // Cell. - 1995. - T. 81 , nro 7 . - S. 991-1002 .
  12. ↑ Yen Choo, Isidro Sánchez-García, Aaron Klug. In vivo -repressio paikkaspesifisellä DNA:ta sitovalla proteiinilla, joka on suunniteltu onkogeenistä sekvenssiä vastaan   ​​// Luonto . - 1994-12. — Voi. 372 , iss. 6507 . — s. 642–645 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/372642a0 . Arkistoitu alkuperäisestä 20. tammikuuta 2022.
  13. ↑ Maailman tutkijoiden varoitus ihmiskunnalle  (englanniksi)  (linkki ei saatavilla) . stanford.edu (18. marraskuuta 1992). Haettu 25. kesäkuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 6. joulukuuta 1998.
  14. ↑ 107 Nobel-palkittua allekirjoitti kirjeen, jossa Greenpeace räjäyttää muuntogeenisiä organismeja vastaan . Haettu 30. kesäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 29. kesäkuuta 2016.
  15. ↑ Precision Agriculture (GMO:t) -kirjeen palkitut . Haettu 30. kesäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 7. heinäkuuta 2016.
  16. ↑ Luettelo kirjeen allekirjoittaneista Nobel-palkinnon saajista . Haettu 30. kesäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 2. syyskuuta 2017.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Temaattiset sivustot
Sanakirjat ja tietosanakirjat
Sukututkimus ja nekropolis
  Lontoon Royal Societyn presidentit
17. vuosisata
1700-luvulla
1800-luvulla
20. vuosisata
XXI vuosisata