Roger D. Kornberg - Roger D. Kornberg

Roger Kornberg

Roger Kornberg (Nobelmedizin oder Physiologie 2006) in Stockholm, Juni 2016.jpg
Kornberg im Jahr 2016
Geboren ( 1947-04-24 )24. April 1947 (Alter 74)
Alma Mater
Bekannt für Übertragung genetischer Informationen von DNA zu RNA
Ehepartner Yahli Lorch
Kinder 3
Auszeichnungen
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Strukturbiologie
Institutionen
These Die Diffusion von Phospholipiden in Membranen  (1972)
Doktoratsberater Harden M. McConnell
Webseite kornberg .stanford .edu
Unterschrift
RogerDKornberg.jpg

Roger David Kornberg (* 24. April 1947) ist ein US-amerikanischer Biochemiker und Professor für Strukturbiologie an der Stanford University School of Medicine. Kornberg erhielt 2006 den Nobelpreis für Chemie für seine Studien über den Prozess, bei dem genetische Informationen von DNA in RNA kopiert werden , "die molekulare Grundlage der eukaryotischen Transkription ".

Bildung und frühes Leben

Kornberg wurde in St. Louis, Missouri , als ältester Sohn des Biochemikers Arthur Kornberg , der den Nobelpreis gewann, und Sylvy Ruth (Levy), die ebenfalls Biochemikerin war, geboren. 1967 erwarb er seinen Bachelor-Abschluss in Chemie an der Harvard University und seinen Ph.D. in chemischer Physik von Stanford im Jahr 1972 unter der Leitung von Harden M. McConnell .

Karriere

Kornberg wurde Postdoktorand am Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, England, und 1976 Assistant Professor of Biological Chemistry an der Harvard Medical School, bevor er 1978 zu seiner jetzigen Position als Professor für Strukturbiologie an der Stanford Medical School wechselte 2004 war Kornberg Herausgeber des Annual Review of Biochemistry .

Forschung

Kornberg im Jahr 2006
Roger D. Kornberg (dritter von links) mit Andrew Fire , George Smoot , Dick Cheney , Craig Mello und John C. Mather

Alle Organismen haben Gene, die von DNA kodiert werden, die in RNA kopiert wird, wodurch Proteine ​​erzeugt werden , die Sequenzen von Aminosäuren sind . DNA befindet sich im Zellkern . Wenn eine Zelle ein Gen exprimiert, kopiert ( transkribiert ) sie die DNA-Sequenz dieses Gens auf eine Messenger-RNA (mRNA)-Sequenz. mRNA wird aus dem Zellkern zu Ribosomen transportiert . Die Ribosomen lesen die mRNA und übersetzen den Code in die richtige Aminosäuresequenz, um das Protein dieses Gens herzustellen.

Die DNA wird von einem Enzym, der RNA-Polymerase II , mit Hilfe vieler anderer Proteine in mRNA transkribiert . Mit Hefe identifizierte Kornberg die Rolle der RNA-Polymerase II und anderer Proteine ​​bei der DNA-Transkription und erstellte mithilfe von Röntgenkristallographie dreidimensionale Bilder des Proteinclusters . Polymerase II wird von allen Organismen mit Kernen, einschließlich des Menschen, verwendet, um DNA zu transkribieren.

Kornberg und seine Forschungsgruppe haben mehrere grundlegende Entdeckungen zu den Mechanismen und der Regulation der eukaryotischen Transkription gemacht. Als Doktorand bei Harden McConnell in Stanford in den späten 1960er Jahren entdeckte er den "Flip-Flop" und die laterale Diffusion von Phospholipiden in Doppelschichtmembranen. Als Postdoktorand bei Aaron Klug und Francis Crick am MRC in den 1970er Jahren entdeckte Kornberg das Nukleosom als den grundlegenden Proteinkomplex, der chromosomale DNA im Kern eukaryontischer Zellen verpackt (chromosomale DNA wird oft als " Chromatin " bezeichnet, wenn sie an Proteine ​​auf diese Weise, was Walther Flemmings Entdeckung widerspiegelt , dass bestimmte Strukturen innerhalb des Zellkerns Farbstoffe absorbieren und unter dem Mikroskop sichtbar werden). Innerhalb des Nukleosoms fand Kornberg, dass etwa 200 bp DNA um ein Oktamer von Histonproteinen gewickelt sind. Mit Yahli Lorch zeigte Kornberg, dass ein Nukleosom auf einem Promotor die Initiation der Transkription verhindert, was zur Erkennung einer funktionellen Rolle des Nukleosoms führt, das als allgemeiner Genrepressor dient.

Kornbergs Forschungsgruppe in Stanford gelang es später, aus Bäckerhefe , einem einfachen einzelligen Eukaryoten, ein originalgetreues Transkriptionssystem zu entwickeln , mit dem sie dann alle für den Transkriptionsprozess benötigten mehrere Dutzend Proteine ​​in gereinigter Form isolieren konnten. Durch die Arbeit von Kornberg und anderen wurde klar, dass diese Proteinkomponenten im gesamten Spektrum der Eukaryoten, von Hefe bis zu menschlichen Zellen, bemerkenswert konserviert sind.

Mit diesem System machte Kornberg die wichtige Entdeckung, dass die Übertragung von Genregulationssignalen an die RNA-Polymerase-Maschinerie durch einen zusätzlichen Proteinkomplex erreicht wird, den sie Mediator nannten . Wie das Nobelpreiskomitee feststellte, „wird die große Komplexität eukaryontischer Organismen tatsächlich durch das feine Zusammenspiel zwischen gewebespezifischen Substanzen, Enhancern in der DNA und Mediator ermöglicht. Die Entdeckung von Mediator ist daher ein echter Meilenstein im Verständnis der Transkription“ Prozess."

Parallel zu diesen biochemischen Studien des Transkriptionsprozesses widmete Kornberg zwei Jahrzehnte der Entwicklung von Methoden zur Visualisierung der atomaren Struktur der RNA-Polymerase und ihrer assoziierten Proteinkomponenten. Zunächst nutzte Kornberg seine Expertise im Bereich Lipidmembranen aus seinem Studium, um eine Technik zur Bildung zweidimensionaler Proteinkristalle auf Lipiddoppelschichten zu entwickeln. Diese 2D-Kristalle könnten dann mit Elektronenmikroskopie analysiert werden, um niedrigaufgelöste Bilder der Proteinstruktur abzuleiten. Schließlich konnte Kornberg mithilfe von Röntgenkristallographie die dreidimensionale Struktur der RNA-Polymerase mit atomarer Auflösung aufklären . Kürzlich hat er diese Studien erweitert, um strukturelle Bilder von RNA-Polymerase zu erhalten, die mit akzessorischen Proteinen assoziiert ist. Durch diese Studien hat Kornberg ein aktuelles Bild davon geschaffen, wie die Transkription auf molekularer Ebene funktioniert. Laut dem Nobelpreiskomitee ist "der wahrhaft revolutionäre Aspekt des Bildes, das Kornberg geschaffen hat, dass es den Transkriptionsprozess in vollem Gange einfängt. Polymerase und RNA während dieses Prozesses."

Lipidmembran

Als Doktorand an der Stanford University untersuchte Kornberg die Rotation von Phospholipiden und definierte zum ersten Mal die Dynamik von Lipiden in der Membran. Kornberg nannte die Lipidbewegung von einem Flugblatt zum anderen Flip-Flop, weil er erst vor wenigen Jahren elektronische Schaltungselemente, sogenannte Flip-Flops, studiert hatte . Der Begriff führte zur Benennung von Proteinen, die als Flippasen und Floppasen bezeichnet werden.

Industrielle Kooperationen

Kornberg war Mitglied in den wissenschaftlichen Beiräten der folgenden Unternehmen: Cocrystal Discovery, Inc (Vorsitzender), ChromaDex Corporation (Vorsitzender), StemRad , Ltd, Oplon Ltd (Vorsitzender) und Pacific Biosciences . Kornberg war außerdem Direktor für die folgenden Unternehmen: OphthaliX Inc., Protalix BioTherapeutics , Can-Fite BioPharma, Ltd, Simploud und Teva Pharmaceutical Industries, Ltd.

Auszeichnungen und Ehrungen

Kornberg hat folgende Auszeichnungen erhalten:

Verweise

Externe Links