Phillip A. Sharp — genų splaisingą atradęs genetikas, Nobelio laureatas
Phillip Allen Sharp (gimė 1944 m. birželio 6 d.) - amerikiečių genetikas ir molekulinis biologas.
Jis kartu su Ričardu Robertsu atrado genų splaisingą ir 1993 m. pasidalijo Nobelio fiziologijos ar medicinos premiją už "atradimą, kad eukariotų genai nėra vientisos eilutės, o turi intronus, ir kad iki žinutės RNR splaisingas, pašalinantis tuos intronus, gali vykti skirtingais būdais, todėl iš tos pačios DNR sekos gaunami skirtingi baltymai".
Šarpas gimė Falmute, Kentukio valstijoje. 1969 m. Ilinojaus universitete Urbanoje-Šampanėje jis baigė chemijos mokslų daktaro studijas. Po daktaro laipsnio įgijimo iki 1971 m. dirbo Kalifornijos technologijos institute, kur Cold Spring Harbor laboratorijoje, vadovaujamas Džeimso Vatsono, tyrinėjo plazmides, o vėliau - genų raišką žmogaus ląstelėse.
Atradimas ir jo reikšmė
Genų splaisingas (angl. splicing) – tai procesas, kuriame pirminė transkribuota RNR (pre-mRNR) yra apdorojama taip, kad iš jos pašalinami neinformaciniai fragmentai, vadinami intronais, o likusios informacinės dalys, eksonai, sujungiamos į vientisą koduojančią seka. Phillip A. Sharp kartu su Ričardu Robertsu parodė, kad eukariotų genai nėra nuoseklios, vientisos DNR sekos: jie susideda iš eksonų ir intronų.
Toks atradimas turėjo didelį poveikį biologijos supratimui ir biotechnologijoms. Paaiškėjo, kad vienos DNR sekos išsivystymas į skirtingas baltymų formas yra įmanomas per alternatyvų splaisingą — vieno genuo pre-mRNR gali būti apdorojama keliais skirtingais būdais, taip susidarant keliems skirtingiems mRNR variantams ir dėl to skirtingiems baltymams. Tai paaiškina, kodėl iš riboto geno skaičiaus eukariotai sugeba gaminti didžiulį baltymų įvairovę.
Splaisingą vykdo didelės baltymų ir RNR kompleksų struktūros, vadinamos spliceosomomis. Netinkamas splaisingas gali lemti genetines ligas — nuo tam tikrų vėžio formų iki paveldimų sutrikimų — todėl Splaisingas tapo svarbiu tyrimų objektu medicinoje ir farmakologijoje.
Karjera, mokslinė veikla ir indėlis
Po doktorantūros studijų Šarpas tęsė mokslinę veiklą įvairiose laboratorijose, kur dirbdamas tyrinėjo plazmides ir genų raiškos mechanizmus žmogaus ląstelėse. 1974 m. pasiūlytas darbui MIT, jis tapo aktyviu šios institucijos mokslininku ir vėliau užėmė svarbias administracines pareigas: 1985–1991 m. buvo MIT Vėžio tyrimų centro direktorius (dabar – Kocho integruotų vėžio tyrimų institutas), 1991–1999 m. — Biologijos katedros vedėjas, o 2000–2004 m. vadovavo McGovern smegenų tyrimų institutui.
Šarpas ne tik atliko fundamentinius tyrimus RNR apdorojimo srityje, bet ir aktyviai rengė jaunus mokslininkus, prisidėjo prie požiūrio į genų reguliaciją plėtros ir padėjo susieti molekulinių atradimų taikymą biomedicinos praktikoje. Jo darbai padėjo suprasti, kaip genų reguliacija prisideda prie ląstelių funkcionavimo, vystymosi ir ligų atsiradimo.
Apdovanojimai ir paveldas
Už genų splaisingą leidusį atradimą 1993 m. Šarpas dalijosi Nobelio fiziologijos ar medicinos premija su Ričardu Robertsu. Šis pasiekimas išplėtė molekulinės biologijos paradigmas ir turėjo ilgalaikes pasekmes tiek fundamentiniams mokslo klausimams, tiek biotechnologijų pramonei bei medicinai.
Nors Nobelio premija yra ryškiausias jo pripažinimas, Šarpas yra gavęs ir kitus tarptautinio lygio apdovanojimus bei narystes mokslo akademijose. Jo mokslinis palikimas matomas per paskelbtus darbus, sukurtas mokymo programas ir įtaką genų tyrimų kryptims. Šiuolaikiniai tyrimai apie alternatyvų splaisingą, RNR technologijas ir jų taikymą vaistų kūrime tebėra paremti jo ir kolegų atradimais.
Trumpai apie asmeninį kontekstą
Šarpas gimė Falmute, Kentukio valstijoje ir savo karjerą sujungė gilų fundamentinį mokslą su institucine lyderyste. Jo veikla MIT ir kituose centruose padėjo formuoti šiuolaikinę molekulinės biologijos tyrimų infrastruktūrą ir skatino tarpdalykinį bendradarbiavimą tarp fundamentinių ir taikomųjų mokslų.
Darbas
Anksčiau buvo manoma, kad kiekvienas DNR genas koduoja vieną baltymą ištisinėje juostoje. 1997 m. Sharpas ir Robertsas nepriklausomai vienas nuo kito išsiaiškino, kad genai yra suskaidyti į segmentus, kurie vėliau, apdorojant RNR, sujungiami.
Sharpas ir Robertsas įrodė, kad koduojančią DNR skiria nekoduojančios DNR atkarpos. Koduojančios atkarpos yra egzonai, o nekoduojančios - intronai.
Be to, paaiškėjo, kad ši struktūra būdinga visiems aukštesniesiems organizmams. Atradimas, kad genas genetinėje medžiagoje gali būti keli skirtingi ir atskiri segmentai, buvo revoliucinis.
Antroji Šarpo darbo dalis buvo susijusi su genų dalijimusi ir genų suskaidymu. Tai reiškia, kad iš koduojančios sekos reikia iškirpti gabalėlius ir juos pridėti. Taip sukuriamas baltymas, kuris veikia kitaip nei pirminė versija.
Siūlomas poveikis evoliucijai
Tokia struktūra gali leisti lanksčiau reaguoti į aplinkos pokyčius ir taip paspartinti evoliuciją. Ši struktūra taip pat gali būti atsakinga už daugelį paveldimų genetinių defektų.
Štai svarbiausia Nobelio premijos įteikimo kalbos dalis, kurią pasakė Karolinskos instituto Nobelio asamblėjos profesorius Bertilas Daneholtas:
"Anksčiau buvo manoma, kad genai evoliucionuoja daugiausia dėl mažų diskrečių genetinės medžiagos pokyčių. Tačiau mozaikinė genų struktūra aukštesniesiems organizmams leidžia pertvarkyti genus ir kitu, efektyvesniu būdu. Taip yra todėl, kad evoliucijos metu genų segmentai - atskiros mozaikos dalys - pergrupuojami genetinėje medžiagoje ir taip sukuriami nauji mozaikos modeliai, taigi ir nauji genai. Šis persitvarkymo procesas, manoma, paaiškina sparčią aukštesniųjų organizmų evoliuciją".
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kuo žinomas Phillip Allen Sharp?
A: Phillip Allen Sharp - amerikiečių genetikas ir molekulinis biologas, kuris kartu su Richard Roberts 1993 m. pasidalijo Nobelio fiziologijos ar medicinos premiją už "atradimą, kad eukariotų genai nėra vientisos eilutės, o turi intronus, ir kad ikižymeninės RNR splaisingas, siekiant ištrinti tuos intronus, gali vykti skirtingais būdais, iš tos pačios DNR sekos gaunant skirtingus baltymus".
K: Kur gimė Phillipas Allenas Sharpas?
A: Phillipas Allenas Sharpas gimė Falmute, Kentukio valstijoje.
K.: Kada jis baigė daktaro studijas?
A.: 1969 m. Ilinojaus universitete Urbanoje-Šampanėje jis baigė chemijos mokslų daktaro studijas.
K.: Kokius mokslinius tyrimus jis atliko baigęs doktorantūrą?
A.: Baigęs doktorantūros studijas iki 1971 m. dirbo Kalifornijos technologijos institute, kur Cold Spring Harbor laboratorijoje, vadovaujamas Jameso Watsono, tyrinėjo plazmides, o vėliau - genų raišką žmogaus ląstelėse.
K: Kaip jis atsidūrė MIT?
A: 1974 m. biologas Salvadoras Luria pasiūlė jam darbą MIT.
K: Kokias pareigas Filipas ėjo MIT?
A.: 1985-1991 m. jis buvo MIT Vėžio tyrimų centro (dabar - Kocho integruotų vėžio tyrimų institutas) direktorius, 1991-1999 m. - Biologijos departamento vadovas, 2000-2004 m. - McGovern smegenų tyrimų instituto direktorius.
