Алан Холл
Британский биолог-цитолог и профессор

Алан Холл, председатель программы по клеточной биологии в Институте Слоуна-Кеттеринга

Алан Холл FRS [1] (19 мая 1952 – 3 мая 2015) был британским клеточным биологом и профессором биологии в Институте Слоуна-Кеттеринга , где он был председателем программы по клеточной биологии. Холл был избран членом Королевского общества в 1999 году . [2]

Ранняя жизнь и образование

Холл родился в Барнсли в Йоркшире . Он получил степень бакалавра по химии в Оксфордском университете . Он начал обучение в аспирантуре в Оксфорде, но через два месяца он последовал за своим главным профессором Джереми Р. Ноулзом в Гарвардский университет , где он получил степень доктора биохимии в 1977 году. [3] Затем он получил постдокторскую стипендию по молекулярной биологии в Эдинбургском университете и Цюрихском университете . [4]

Карьера и исследования

Докторская диссертация Холла была посвящена энзимологии B-лактамазы , что привело к публикации его первой статьи в журнале Nature в 1976 году. Он использовал штаммы E. Coli с мутировавшей B-лактамазой, ферментом устойчивости к антибиотикам, и исследовал их активность в присутствии бензилпенициллина и цефалоспорина C. Прямая селекция на этих мутантах позволила идентифицировать каталитические свойства B-лактамазы и провести дальнейшее исследование структурно-функциональных связей фермента. [5]

В 1981 году он поступил на работу в Институт исследований рака в Лондоне, где проработал 12 лет. Его работа в сотрудничестве с коллегой и близким другом Кристофером Маршаллом внесла основополагающий вклад в наше понимание клеточной сигнализации в клетках животных, в частности, роли малых ГТФаз Rho и Ras в регуляции различных клеточных функций, таких как пролиферация, морфология и миграция. В 1982 году Холл помог идентифицировать трансформирующие последовательности в линиях клеток саркомы человека в Институте исследований рака в Лондоне. ДНК из линии клеток рабдомиосаркомы и линии клеток фибросаркомы трансформировала линию клеток фибробластов мыши NIH/3T3. После инъекции мышам опухоли начинали формироваться всего через 10 дней. Затем была измерена трансформирующая активность линий клеток рабдомиосаркомы и фибросаркомы после их обработки массивом эндонуклеаз . Дальнейшее тестирование ДНК показало, что трансформирующие последовательности в двух линиях раковых клеток были одинаковыми, и ген позже был охарактеризован как N-ras , член семейства генов Ras. [6]

В 1986 году Холл помог раскрыть свойства человеческого белка p21, который кодируется N-ras. Была измерена активность ГТФазы различных мутантных форм p21, одна из которых была клонирована от пациента с миелобластным лейкозом, а другая получена в результате мутагенеза in vitro. Результаты не показали никакой корреляции между активностью ГТФазы дикого типа или мутантного N-ras p21 и трансформирующим потенциалом. Эти результаты были опубликованы в Molecular and Cellular Biology (MCB) . [7]

Алан Холл показал специфичность Rho в стимуляции фокальных адгезий и формировании стрессовых волокон в фибробластах в присутствии внеклеточных факторов в 1992 году. Он первым понял, что добавление сыворотки плода теленка (FCS) к клеткам Swiss 3T3 увеличивает полимеризацию актина и сборку стрессовых волокон. Иммунофлуоресценция после увеличения винкулина и талина , двух цитоскелетных белков, на внутриклеточной поверхности плазматической мембраны с микроинъекцией Val14rhoA показала связь фокальных адгезий с окончанием новых стрессовых волокон. После фракционирования FCS по размеру и анализа липидов, которые связались с сывороточным альбумином, было обнаружено, что лизофосфатидная кислота (LPA) отвечает за активность сыворотки, которая индуцирует формирование стрессовых волокон. Ингибирование Rho рибозилированием C3-трансферазы привело к ингибированию фокальной адгезии и сборки стрессовых волокон, но не оказало влияния на мембранную гофрировку . Эти результаты были опубликованы в Cell и процитированы более 4000 раз. [8] Параллельно с этим экспериментом Холл показал, что присутствие Rac , другого белка, связывающего ГТФ с Ras, участвует в регуляции организации актина в присутствии внеклеточных факторов роста. Методы иммунофлуоресценции и антител использовались для локализации мутантного белка V12rac1 после микроинъекции в цитоплазму конфлюэнтных клеток Swiss 3T3, испытывающих недостаток сыворотки. Сравнение с нормальными клетками показало, что Rac1 стимулирует выработку актиновых филаментов на мембране, пиноцитоз и мембранную рябь. Ингибирование эндогенной функции Rac мутантами N17rac и V12rac1 предотвращало мембранную рябь, вызванную фактором роста. Кроме того, инактивация белка Rho посредством АДФ-рибозилирования при микроинъекции Rac1 снижала образование актиновых стрессовых волокон. Холл пришел к выводу, что Rac и Rho являются комплементарными для полимеризованной организации актина. Действительно, Rho-зависимый ответ стимулируется действием факторов роста на белок Rac. [9]

В 1993 году он перешел в University College London , где помог создать новый центр MRC по молекулярной клеточной биологии. В 2000 году он стал директором этой программы.

В 2002 году Алан Холл выявил роль G aq в сигнальных путях Rho. До этой публикации существовали противоречивые сообщения о роли G aq в клеточной сигнализации через Rho; некоторые говорили, что он не способен вызывать активацию Rho, а некоторые говорили, что может. Используя методы иммуноблоттинга, Холл показал, что активация эндогенного G aq через рецепторы, сопряженные с G-белком (GCPR), на самом деле может вызывать активацию Rho, и получил схожие результаты при прямой экспрессии активированного G aq . Уже было известно, что другие белки G a могут вызывать активацию Rho (т. е. G a 13 активирует p115 Rho GEF , который в свою очередь активирует Rho), но также было известно, что G aq не активирует p115 Rho GEF , и поэтому должен действовать через альтернативный, неизвестный механизм. [10] Два года спустя он перешел в Мемориальный онкологический центр имени Слоуна-Кеттеринга на должность председателя программы клеточной биологии. [4]

В 2005 году было выявлено множество активаторов и мишеней пути Rho, но очень мало исследований того, как поддерживается специфичность пути. На тот момент было известно, что несколько идентифицированных мишеней Rho были структурно похожи на белки каркаса, которые, как было показано в прошлом, опосредуют специфичность взаимодействия в других путях. Холл использовал анализы иммунопреципитации, чтобы показать, что CNK1, подобная белку каркаса мишень Rho, взаимодействует с двумя Rho-специфичными GEF (Net1 и p115Rho GEF ) и двумя киназами пути киназы JNK MAP (MLK2 и MKK7). Затем он определил, что CNK1 действует вместе с этими четырьмя мишенями для активации пути киназы JNK MAP, но не других путей, активируемых Rho. Это привело к выводу, что CNK1 связывает специфические факторы обмена Rho с путем киназы JNK MAP, обеспечивая специфичность. [11] В том же году Холл исследовал роль малой ГТФазы Ral в разветвлении нейритов. После микроинъекции кортикальных и симпатических нейронов активным и доминантно-негативным Ral окрашивание клеток антителами показало, что увеличение разветвления нейритов напрямую связано с присутствием активного Ral. Дополнительные доказательства важности Ral были получены, когда кортикальные нейроны были истощены эндогенными изоформами RalA и RalB с помощью РНК-интерференции (РНКi) и показали снижение разветвления. Поместив SCG на пластиковые чашки в присутствии различных субстратов, Холл понял, что Ral активируется ламинином, чтобы вызвать это разветвление. Фактически, зависимое от Ral ветвление подразумевает фосфорилирование белка, связанного с ростом, GAP-43. Наконец, мутанты Ral, неспособные связываться со своими специфическими эффекторными белками, показали, что изоформы RalA и RalB способствуют разветвлению через экзоцистный комплекс и фосфолипазу D соответственно. [12]

В 2010 году Холл проанализировал ряд сигнальных путей Rho, которые регулируют формирование апикальных соединений в клетках человеческого бронхиального эпителия (HBE). Снижение регуляции RhoA в линиях клеток HBE с использованием siRNA показало отсутствие формирования апикальных соединений в отличие от контроля. siRNA, нацеленные на RhoA, не оказали никакого влияния на других членов семейства Rho. Дальнейший анализ показал, что PRK2, прямая цель Rho, необходима для формирования апикальных соединений. Мутационные варианты PRK2 были использованы для обнаружения того, что хотя первоначальное формирование преапикальных соединений не блокируется, процесс созревания в истинные апикальные соединения предотвращается. [13]

Исследования Холла имели широкое применение в области здоровья и болезней человека, особенно рака. Кроме того, под его руководством на двух континентах было обучено и подготовлено целое поколение биологов клетки.

Почести и награды

В 1993 году Алан Холл был награжден премией Фонда Фельдберга за свою работу о роли ГТФ-связывающих белков в путях передачи сигнала. [14] Его работа 2005 года о регуляции адгезии, миграции и полярности клеточного цитоскелета была удостоена премии Луи-Жанте по медицине . [15] Позже в том же году он получил медаль Novartis [16] за свою работу о роли Rho ГТФаз в поведении клеток. [17] Канадская международная премия Гэрднера (2006) была присуждена ему за открытие Rho ГТФаз, которые играют роль в организации цитоскелета и миграции клеток, и их применение к раковым клеткам. [18]

Ссылки

  1. ^ Мачески, Лора М.; Джаффе, Арон Б.; Ридли FRS, Энн Дж. (2024). «Алан Холл. 19 мая 1952 г. — 3 мая 2015 г.». Биографические мемуары членов Королевского общества . 77 : 201–219 . doi : 10.1098/rsbm.2023.0038 .
  2. ^ «Умер выдающийся биолог клетки».
  3. ↑ В память об Алане Холле, пионере в области Rho ГТФаз и заведующем кафедрой клеточной биологии в Слоун-Кеттеринге
  4. ^ ab "At Work: Cell Biology Program Chair Alan Hall". Memorial Sloan-Kettering Cancer Center . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Получено 3 марта 2015 года .
  5. ^ Холл, Алан; Ноулз, Джереми (23 декабря 1976 г.). «Направленное селективное давление на бета-лактамазу для анализа молекулярных изменений, вовлеченных в развитие функции фермента». Nature . 264 (5588): 803– 804. Bibcode :1976Natur.264..803H. doi :10.1038/264803a0. PMID  796732. S2CID  4193701.
  6. ^ Маршалл, CJ; Холл, Аллан; Вайс, RA (1982). «Трансформирующий ген, присутствующий в клеточных линиях саркомы человека». Nature . 299 (5879): 171– 173. Bibcode :1982Natur.299..171M. doi :10.1038/299171a0. PMID  6287287. S2CID  4342747.
  7. ^ Trahey, M; Milley, RJ; Cole, GE; Innis, M; Patterson, H; Marshall, CJ; Hall, A; McCormick, F (1987). «Биохимические и биологические свойства человеческого белка N-ras p21». Молекулярная и клеточная биология . 7 (1): 541– 544. doi :10.1128/MCB.7.1.541. PMC 365100. PMID  3550423 . 
  8. ^ Ридли, Энн; Холл, Алан (7 августа 1992 г.). «Малый связывающий ГТФ белок rho регулирует сборку фокальных адгезий и актиновых стрессовых волокон в ответ на факторы роста». Cell . 70 (3): 389– 399. doi :10.1016/0092-8674(92)90163-7. PMID  1643657.
  9. ^ Ридли, А. Дж.; Патерсон, Х. Ф.; Джонстон, К. Л.; Дикманн, Д.; Холл, А. (7 августа 1992 г.). «Малый связывающий белок ГТФ rac регулирует вызванную фактором роста мембранную рябь». Cell . 70 (3): 401– 410. doi : 10.1016/0092-8674(92)90164-8 . PMID  1643658.
  10. ^ Датт, П.; Кьоллер, Л.; Гиль, М.; Холл, А.; Токсоз, Д. (20 ноября 2002 г.). «Активированные члены семейства Galphaq вызывают активацию Rho GTPase и сборку Rho-зависимого актинового филамента». FEBS Letters . 531 (3): 565– 569. Bibcode : 2002FEBSL.531..565D. doi : 10.1016/s0014-5793(02)03625-6. PMID  12435612. S2CID  1712293.[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]
  11. ^ Джаффе, AB; Холл, A; Шмидт, A (8 марта 2005 г.). «Связь CNK1 с факторами обмена гуаниновыми нуклеотидами Rho контролирует специфичность сигнализации ниже по течению от Rho». Cell: Current Biology . 15 (5): 405– 412. Bibcode :2005CBio...15..405J. doi : 10.1016/j.cub.2004.12.082 . PMID  15753034. S2CID  16479940.
  12. ^ Лалли, Джованна; Холл, Аллан (5 декабря 2005 г.). «Ral GTPases регулируют ветвление нейритов через GAP-43 и комплекс экзоцист». Журнал клеточной биологии . 151 (5): 857– 869. doi :10.1083/jcb.200507061. PMC 2171284. PMID  16330713 . 
  13. ^ Уоллес, SW; Магальес, A; Холл, A (январь 2011 г.). «Цель Rho PRK2 регулирует формирование апикального соединения в эпителиальных клетках бронхов человека». Молекулярная и клеточная биология . 31 (1): 81– 91. doi :10.1128/MCB.01001-10. PMC 3019857. PMID  20974804 . 
  14. ^ "Лауреаты премии Фонда Фельдберга". feldbergfoundation.org . Получено 8 декабря 2015 г. .
  15. ^ "Премия Луи Жанте по медицине 2005 года". mpg.de . Получено 8 декабря 2015 г. .
  16. ^ "Медаль и премия Novartis | Биохимическое общество". www.biochemistry.org . Архивировано из оригинала 1 сентября 2018 г. Получено 8 декабря 2015 г.
  17. ^ Холл, А. (26 октября 2005 г.). «Rho ГТФазы и контроль поведения клеток». Труды биохимического общества . 33 (5): 891– 895. doi :10.1042/BST0330891. ISSN  0300-5127. PMID  16246005.
  18. ^ "Alan Hall | Gairdner". www.gairdner.org . Получено 8 декабря 2015 г. .

Библиография

  • Страница Слоуна-Кеттеринга
  • еще одна статья о Холле
  • дань уважения Холлу
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alan_Hall&oldid=1265147902"