Utmärkelsen säsongen är över oss ... | naturstruktur och molekylärbiologi

Utmärkelsen säsongen är över oss ... | naturstruktur och molekylärbiologi

Anonim

Nobelpriset 2009 för fysiologi eller medicin går till telomerasforskare, Laskerprisen till kärnprogrammerande pionjärer och kristallografer tilldelas kemikobeln igen.

Trioen som fick Albert Lasker Award 2006 för grundläggande medicinsk forskning, Elizabeth Blackburn, Carol Greider och Jack Szostak, har nu fått hedern med Nobelpriset 2009 i fysiologi eller medicin för upptäckten av "hur kromosomer skyddas av telomerer och enzymet" telomeras. ”” Telomeras-berättelsen ”är välkänd - upptäckten att skyddet av kromosom slutar med telomer-DNA bevaras evolutionärt och isoleringen av enzymatisk aktivitet resulterar i syntesen av nytt telomer-DNA. (Se en kommentar från de tre prisutdelarna ( Nat. Med. 12, 1133–1138, 2006) och en uppsats ( Nat. Struct. Mol. Biol. 13, 1036–1038, 2006) av Vicki Lundblad, som var en postdoc med Szostak, erinrar om sin första erfarenhet av händelsernas utveckling.)

Det som började som att avslöja ett grundläggande vetenskapligt problem - förstå den molekylära grunden för kromosomändar och hur de replikeras (även känd som 'slutreplikationsproblemet') - resulterade i upptäckten av ett medicinskt relevant enzym, telomeras. Det blev snart uppenbart att många cancercellinjer har onormala telomerer och att cancerceller ofta har ökat telomerasaktivitet, observationer som har resulterat i ansträngningar för att utveckla terapeutiska tillvägagångssätt riktade mot telomeras. Ett antal ärftliga sjukdomar, såsom dyskeratos congenita, är kända för att orsakas av telomerasdefekter, och att förstå den molekylära grunden för dessa störningar kommer att hjälpa forskare att utforma framtida terapeutika. Telomerförkortning är också en viktig faktor i åldringsprocessen, men dess roll i åldrandet är komplex och forskning på detta område pågår.

Med tanke på att mottagandet av Albert Lasker Basic Medical Research Award kan vara ett "tecken på saker som kommer", är årets prisutdelare, John Gurdon och Shinya Yamanaka - ”för upptäckter om nukleär omprogrammering” - människor att se på. Det konceptuella genombrottet som ledde detta område kom från Gurdons studier som doktorand i slutet av 1950-talet. Genom att injicera en kärna från en vuxen Xenopus laeviscell i ett kärnat ägg, visade han att den resulterande zygoten kunde ge upphov till en uppenbarligen normal vuxen groda, och välter dogmen som specialiserade celler har genomgått permanenta kärnkraftsförändringar som inte kan återställas. Fyra decennier senare sammanställde Yamanaka en lista över 24 gener som hade varit inblandade i att upprätthålla musembryonala stamceller, med anledning att de kunde vara bra kandidater för att konvertera helt differentierade celler till multipotenta celler. Han vittnade ner till fyra gener som kunde konvertera musfibroblaster till stamceller. När de injiceras i immunodeficienta möss utvecklades de inducerade pluripotenta stamcellerna (iPS) till olika vävnader. Detta tekniska genombrott användes därefter för att generera mänskliga iPS-celler inklusive senast de första patientspecifika iPS-cellerna. Det slutliga målet är att använda patientspecifika iPS-celler för att modellera människors sjukdom, utvärdera läkemedlets effektivitet och toxicitet och skapa vävnad som kan reparera skador orsakade av skada eller sjukdom.

Årets nobelpris i kemi har tilldelats Venki Ramakrishnan, Thomas Steitz och Ada Yonath "för studier av ribosomens struktur och funktion." Med tanke på att komplexa problem - särskilt de som är så komplexa som upplösningen av ribosomstrukturen - ofta kräver avgörande insatser från många spelare, Nobelkommittén måste utan tvekan göra svåra val. I vissa människors sinne, Harry Noller - som var den första som föreslog "möjligheten att 23S ribosomalt RNA deltar i peptidyltransferasfunktionen" och som också gav betydande bidrag till ribosomstrukturen - skulle ha varit en förtjänande vinnare.

Detta bör emellertid inte undanröja de avgörande bidragen från utmärkelsen. Yonaths arbete under 1980-talet resulterade i ett recept för att generera robusta och väldiffraherande ribosomkristaller. Detta öppnade vägen för låg-, mellan- och så småningom högupplösta strukturer av den stora underenheten av bakterie ribosom från Steitz-gruppen ( Science 289, 905–920, 2000) och för den lilla underenheten från Ramakrishnans och Yonaths grupper ( Nature 407, 327–339, 2000; Cell 102, 615–623, 2000). Sedan dess har de tre grupperna, liksom andra team, vidareutvecklat strukturerna för att i atomdetalj förstå hur ribosomer översätter genetisk information till proteiner. Till exempel har strukturell insikt i den lilla underenheten varit ett instrument för att förstå hur mRNA-kodoner läses under översättning, medan strukturen för den stora underenheten har hjälpt forskare att dissekera hur ribosomer katalyserar bildning av peptidbindningar. Kristallstrukturerna har också använts för att visa hur olika antibiotika binder till ribosomen, kunskap som förväntas leda till utveckling av hårt nödvändiga nya antibiotika.

Efter Nobelpriset 1962, tilldelat James Watson, Francis Crick och Maurice Wilkins för deras atommodell av DNA, och 2006-priset, där Roger Kornberg hedrades för att bestämma strukturen för RNA-polymeras, blev årets pris för arbete med ribosomen fullbordar den centrala dogmen (DNA → RNA → protein). Det är också intressant att notera att Nobelpriset för kemi återigen (för tredje gången på sju år) går till kristallografer, vilket betonar betydelsen av strukturell biologi i kemi. Slutligen är det anmärkningsvärt att de tre prestigefyllda priserna berör grundläggande vetenskapliga problem, vars förståelse i båda fallen har betydande medicinsk betydelse - än en gång betonar vikten av att finansiera grundforskning.

För att fira årets nobelpriser i medicin eller fysiologi och i kemi har vi sammanställt ett webbfokus på telomerer och ribosomer som innehåller nya NSMB-artiklar inom dessa områden (//www.nature.com/nsmb/focus/telomeres/index.html) . Vi hoppas att du tycker om det.

Författare