Sidnijs Altmans — Nobela prēmijas laureāts RNS katalīzē un ribozīmu pētījumos

Sidnijs Altmans (1939. gada 7. maijā – 2022. gada 5. aprīlī) bija kanādiešu izcelsmes amerikāņu molekulārais biologs, kurš ievērojami veicināja mūsu izpratni par RNS funkcijām. Viņš bija Jeila Universitātes Molekulārās, šūnu un attīstības bioloģijas un ķīmijas profesors. 1989. gadā kopā ar Tomasu Čehu (Thomas Cech) Altmans saņēma Nobela prēmiju ķīmijā par darbu RNS katalītisko īpašību izpētē. Viņš bija ebreju izcelsmes.

Darba būtība un atklājums

Altmana Nobela prēmijas laureāta darbs bija saistīts ar ribozīma RNāzes P katalītisko īpašību analīzi. RNāze P ir ribonukleoproteīna komplekss, kas nokopē priekškursora tRNA (pre-tRNA) molekulas 5' galu, lai tās kļūtu par funkcionālām tRNA. Kompleksā ir gan RNS komponents, gan olbaltumvielu apakšvienības. Sākotnēji uzskatīja, ka katalītisko aktivitāti nodrošina olbaltumviela.

Veicot rūpīgi kontrolētus in vitro eksperimentus, kuros komplekss tika izjaukts un atkal salikts, Altmans un viņa grupa parādīja, ka izolēta RNāzes P RNS sastāvdaļa spēj patstāvīgi veikt pre-tRNA 5' galu griešanu, ja klātesoši ir atbilstoši joni (piemēram, Mg2+). Citiem vārdiem — RNS pati par sevi var būt katalizators. Šis atklājums izmainīja uztveri par RNS lomu, apliecinot, ka dzīvošajās sistēmās reakcijas var katalizēt ne tikai olbaltumvielas (enzīmi), bet arī nukleīnskābes.

Nozīme un ietekme

Altmana un Čeha neatkarīgie atklājumi par RNS katalītiskajām spējām (ribozīmiem) deva spēcīgu atbalstu hipotēzei par sākotnējo RNS pasauli — idejai, ka pirms dzīvo organismu evolūcijas pilnvērtīgas lomas bija RNS molekulām, kuras spēja gan glabāt informāciju, gan katalizēt ķīmiskas reakcijas. Tas atvērAja jaunus pētniecības virzienus molekulārajā evolūcijā, bioķīmijā un biotehnoloģijā.

Praktiski šī atziņa veicināja arī tehnoloģisku attīstību: ribozīmu izpēte palīdz izstrādāt regulējošas RNS molekulas, in vitro evolūcijas metodes (piemēram, SELEX) un ietekmēja RNS bāzētu terapiju un diagnostiku.

Vēlāki pētījumi un detalizētāka izpratne

Lai gan RNāzes P komplekss pastāv gan baktērijās, gan eikariotos, Altmana turpmākie pētījumi un citu grupu darbi parādīja, ka eikariotu RNāzes P satur daudz vairāk olbaltumvielu un ka vairumā gadījumu eikariotu RNāzes P pilnīgai un efektīvai darbībai būtiska loma ir olbaltumvielu apakšvienībām. Tas uzsver, ka katalītiskā RNS spēja ir plaši izplatīta, bet tās praktiskā realizācija un regulaatoriskie mehānismi evolucionēja dažādos veidos atkarībā no organisma grupas.

Metodoloģija un piemēri

• Altmana eksperimenti parasti ietvēra komplekso ribonukleoproteīnu frakcionēšanu, RNS izolēšanu un in vitro rekonstrukciju, kur tika novērota RNS spēja veikt specifiskas ķīmiskas reakcijas bez olbaltumvielu klātbūtnes.
• RNāze P ir labs piemērs tam, kā RNS var tieši izpildīt katalītisku funkciju — tā specifiski atpazīst pre-tRNA un šķeļ to, nodrošinot tālāku tRNA nobriešanu.

Mantojumā

Sidnija Altmana darbs ir viens no fundamentālajiem pavedieniem mūsdienu molekulārās bioloģijas attīstībā. Viņa atklājums par katalītisku RNS iedrošināja plašu ribozīmu meklējumu, strukturālos pētījumus un teorētiskas diskusijas par dzīves izcelsmi. Lai arī RNāzes P klasiskā baktēriju forma demonstrē RNS katalītisko efektu, pētniecība ir parādījusi, ka dzīvo organismu daudzveidība ir noveduši pie sarežģītākām ribonukleoproteīnu konfigurācijām, īpaši eikariotos.

Altmans ir palicis atzīts kā zinātnieks, kura darbs mainīja skatījumu uz to, kas molekulārajā līmenī var darboties kā bioloģisks katalizators un kā šīs atziņas var tikt izmantotas gan teorētiskos, gan praktiskos pētījumos.

Jautājumi un atbildes

J: Kas bija Sidnijs Altmans?

J: Kad viņš dzimis?

J: Kad viņš nomira?

J: Par ko Altmans saņēma Nobela prēmiju?

J: Kāda ir Altmana etniskā izcelsme?

J: Kur viņš mācīja?

Meklēt pēc burta