Phillip Allen Sharp — Nobela prēmijas laureāts, gēnu sašķelšanas atklājējs

Phillip Allen Sharp — Nobela laureāts (1993), gēnu sašķelšanas atklājējs; atklāja intronu splicing un alternatīvā splicing lomu mūsdienu ģenētikā un medicīnā.

Autors: Leandro Alegsa

14-01-2026

Phillip Allen Sharp (dzimis 1944. gada 6. jūnijā) ir amerikāņu ģenētiķis un molekulārais biologs, kurš ievērojami ietekmējis mūsu izpratni par gēnu uzbūvi un ģenētiskās informācijas apstrādi. Viņa pētījumi atklāja, ka daudzos eukariontu gēnos kodējošās sekvences (eksoni) var būt pārrautās ar ne-kodējošām sekvencēm (introniem), un ka šie introni tiek izgriezti no pirmsmēnessenger RNS (pre-mRNA) procesā, ko sauc par gēnu sašķelšanu.

Atklājums un Nobela prēmija

Viņš ir viens no gēnu sašķelšanas atklājējiem un 1993. gadā kopā ar Ričardu Robertsu (Richard Roberts) saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā par "atklājumu, ka eikariontu gēni nav vienlaidu virknes, bet gan satur intronus, un ka pirmsmēnessenger RNS sašķelšana, lai izdzēstu šos intronus, var notikt dažādos veidos, iegūstot dažādus proteīnus no vienas un tās pašas DNS sekvences".

Šī atklāsme mainīja genomikas un molekulārās bioloģijas pamatpieņēmumus: tā parādīja, ka viena gēna transkripts var tikt apstrādāts dažādos veidos (t.s. alternatīvā splicing), radot vairākas proteīnu formas, kas sekmē šūnu funkciju daudzveidību un sarežģītu attīstības regulāciju.

Izglītība un agrīnā karjera

Šarps dzimis Falmutā, Kentuki štatā. 1969. gadā viņš ieguva ķīmijas doktora grādu Ilinoisas Universitātē Urbana-Šampejnā. Pēc doktora grāda iegūšanas viņš līdz 1971. gadam strādāja Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā, kur Cold Spring Harbor laboratorijā Džeimsa Vatsona vadībā pētīja plazmīdas un vēlāk arī gēnu ekspresiju cilvēka šūnās. Šajos pētījumos viņš izstrādāja metodes un pieejas, kas vēlāk palīdzēja atklāt iekļautos un neiekļautos gēnu elementus eukariontos.

Darbs MIT un vadošās pozīcijas

1974. gadā biologs Salvadors Luria viņam piedāvāja darbu MIT. No 1985. līdz 1991. gadam viņš bija MIT Vēža pētniecības centra (tagad Koch Institute for Integrative Cancer Research) direktors, no 1991. līdz 1999. gadam - Bioloģijas nodaļas vadītājs, bet no 2000. līdz 2004. gadam - Makgovernas Smadzeņu pētniecības institūta direktors. MIT laikā viņš vadīja lielas laboratorijas, audzināja vairākus doktorantus un postdoktorantus, kā arī sekmēja starpdisciplināru pētniecību, kas savienoja molekulāro bioloģiju, medicīnu un neirozinātni.

Atstātā ietekme un nozīme

Šarpa atklājums par introniem un alternatīvo splicing skaidro, kā no relatīvi ierobežota gēnu skaita organisms var radīt daudzveidīgu proteīnu klāstu. Šī daudzveidība ir būtiska attīstībai, audu specializācijai un šūnu signālu regulācijai. Turklāt kļūmes splicing mehānismos ir saistītas ar dažādām slimībām, tostarp noteiktām iedzimtām patoloģijām un vēža procesu, tādēļ šo procesu izpēte ir bijusi svarīga, lai izstrādātu diagnostikas metodes un terapijas.

Apbalvojumi un publiskā rīcība

Par saviem pētījumiem Šarps saņēma vairākus nozīmīgus apbalvojumus, vispazīstamākais no tiem ir Nobela prēmija 1993. gadā. Viņa zinātniskie darbi un vadība ir ievērojami ietekmējuši molekulārās bioloģijas disciplīnu, veicinot gan pamata izpēti, gan tās pielietojumu medicīnā un biotehnoloģijā.

Īss kopsavilkums: Phillip A. Sharp ir centrāla figūra modernajā ģenētikā un molekulārajā bioloģijā. Viņa pētījumi par gēnu sašķelšanu atklāja, kā eukariontu gēni satur intronus un kā alternatīvā RNS splicing nodrošina proteīnu daudzveidību, kas ir būtiska attīstībai, fizioloģijai un slimību izpratnei.

Darbs

Agrāk tika uzskatīts, ka katrs DNS gēns kodē vienu olbaltumvielu nepārtrauktā joslā. Šarps un Robertss 1997. gadā neatkarīgi atklāja, ka gēni ir sadalīti segmentos, kas vēlāk, apstrādājot RNS, tiek apvienoti.

Šarps un Robertss pierādīja, ka kodējošo DNS atdala nekodējošās DNS daļas. Kodējošie posmi ir eksoni, bet nekodējošie posmi ir introni.

Turklāt izrādījās, ka šī struktūra sastopama visos augstākajos organismos. Atklājums, ka gēns ģenētiskajā materiālā var atrasties kā vairāki atšķirīgi un atsevišķi segmenti, bija revolucionārs.

Otra Šarpa darba daļa bija saistīta ar gēnu šķelšanu un gēnu sašķelšanu. Tas nozīmē izgriezt gabaliņus no kodēšanas sekvences un pievienot tai gabaliņus. Tādējādi tiek radīts proteīns, kas darbojas atšķirīgi no sākotnējās versijas.

Ierosinātā ietekme uz evolūciju

Šāda struktūra var ļaut elastīgāk reaģēt uz vides izmaiņām un tādējādi paātrināt evolūciju. Šī struktūra var būt arī atbildīga par vairākiem iedzimtiem ģenētiskiem defektiem.

Lūk, Nobela prēmijas pasniegšanas runas galvenā daļa, ko teica profesors Bertils Daneholts no Nobela asamblejas Karolinskas institūta:

"Agrāk tika uzskatīts, ka gēni attīstās galvenokārt, uzkrājoties nelielām diskrētām izmaiņām ģenētiskajā materiālā. Taču to mozaīkveida gēnu struktūra ļauj augstākajiem organismiem pārstrukturēt gēnus arī citā, efektīvākā veidā. Tas ir tāpēc, ka evolūcijas gaitā gēnu segmenti - atsevišķi mozaīkas gabaliņi - tiek pārgrupēti ģenētiskajā materiālā, tādējādi veidojot jaunus mozaīkas modeļus un līdz ar to arī jaunus gēnus. Šis pārkārtošanās process, iespējams, izskaidro augstāko organismu straujo evolūciju".

Jautājumi un atbildes

J: Ar ko ir pazīstams Filips Alens Šārps?

A: Phillip Allen Sharp ir amerikāņu ģenētiķis un molekulārais biologs, kurš līdzatklāja gēnu sašķelšanu un 1993. gadā kopā ar Richard Roberts saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā par "atklājumu, ka eikariontu gēni nav vienlaidu virknes, bet satur intronus, un ka pirms mesenger RNS sašķelšana, lai izdzēstu šos intronus, var notikt dažādos veidos, iegūstot dažādus proteīnus no vienas DNS sekvences".

J: Kur dzimis Filips Alens Šārps?

A: Phillip Allen Sharp dzimis Falmouth, Kentuki štatā.

J: Kad viņš ieguva doktora grādu?

A: Viņš 1969. gadā ieguva ķīmijas doktora grādu Ilinoisas Universitātē Urbana-Šampeinā.

J: Kādus pētījumus viņš veica pēc doktora grāda iegūšanas?

A: Pēc doktora grāda iegūšanas viņš līdz 1971. gadam strādāja Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā, kur Cold Spring Harbor laboratorijā Džeimsa Vatsona vadībā pētīja plazmīdas un vēlāk arī gēnu ekspresiju cilvēka šūnās.

J: Kā viņš nonāca MIT?

A: 1974. gadā biologs Salvadors Luria viņam piedāvāja darbu MIT.

J: Kādus amatus Filips ir ieņēmis MIT?

A: No 1985. līdz 1991. gadam viņš bija MIT Vēža pētniecības centra (tagad Koch Institute for Integrative Cancer Research) direktors, no 1991. līdz 1999. gadam - Bioloģijas nodaļas vadītājs, no 2000. līdz 2004. gadam - Makgovernas Smadzeņu pētniecības institūta direktors.