Эндрю Миллар (биолог)

Эндрю Джон МакУолтер Миллар — шотландский хронобиолог , системный биолог и молекулярный генетик . Миллар — профессор Эдинбургского университета , а также заведующий кафедрой системной биологии. Миллар наиболее известен своим вкладом в биологию циркадных ритмов растений ; в лаборатории Стива Кея он стал пионером в использовании визуализации люциферазы для выявления циркадных мутантов у Arabidopsis . Кроме того, группа Миллара установила связь гена ELF4 с циркадным контролем времени цветения Arabidopsis . Миллар был избран в Королевское общество в 2012 году и в Королевское общество Эдинбурга в 2013 году.

Эндрю Миллар вырос в Люксембурге . Позже он учился в Кембриджском университете , где получил степень бакалавра искусств в 1988 году, изучал генетику и выиграл университетские премии по ботанике в 1987 году и генетике в 1988 году. После окончания университета он начал докторантуру в Соединенных Штатах в Университете Рокфеллера под руководством Нам-Хай Чуа , FRS, и окончил ее в 1994 году со степенью доктора философии в области молекулярной генетики растений. ^[1] Затем он завершил постдокторскую стажировку в Центре биологического времени Национального научного фонда (NSF) в Университете Вирджинии под руководством Стива А. Кея и Джина Д. Блока в 1995 году. В 1996 году он присоединился к факультету Университета Уорика , где начал работать над синтетической и системной биологией в сочетании с хронобиологией растений. Он оставался в Уорике до 2005 года, когда присоединился к факультету Эдинбургского университета. В 2007 году Миллар помог основать SynthSys, центр исследований в области синтетической и системной биологии в партнерстве с Эдинбургским университетом. ^[2]

Как пионер-хронобиолог, Миллар известен тем, что использует репортеров люциферазы для изучения циркадной биологии растений. Миллар начал экспериментировать с репортерным геном люциферазы светлячков, будучи аспирантом в Университете Рокфеллера. В 1992 году Миллар и его коллеги объединили промотор cab2 Arabidopsis и ген люциферазы светлячков, чтобы создать репортер в реальном времени для экспрессии генов, регулируемых циркадными ритмами , в растениях. Миллар отслеживал ритм транскрипции с промотора cab2, используя систему видеосъемки при слабом освещении, которая отслеживает биолюминесценцию люциферазы . Миллар выдвинул гипотезу, что эту модель можно использовать для выделения мутантов в циркадных часах растений.

В 1995 году Миллар и его коллеги использовали эту модель люциферазы для идентификации мутантных растений Arabidopsis с аномальными циклическими моделями. Группа Миллара обнаружила, что экспрессия cab2 колеблется с более коротким периодом в мутантных растениях toc1 по сравнению с растениями дикого типа . ^[3] Эти методы и открытия были опубликованы и представлены на обложке журнала Science в феврале 1995 года. Эксперименты Миллара с люциферазой внесли огромный вклад в современное понимание циркадных часов у растений. В частности, работа Миллара в 1995 и 2012 годах сыграла важную роль в разработке модели репрессилятора у растений.

С группой Кея Миллар определил роли генов ELF3 и ELF4 в циркадной системе растений. Растения с мутациями потери функции в elf3 демонстрировали аритмичность в условиях постоянного освещения, но не в постоянной темноте, что предполагает, что elf3 необходим для правильного управления часами светом. Кроме того, Миллар и коллеги показали, что ELF3 и его паралог ELF4 необходимы для правильной ритмической экспрессии двух других важных генов, участвующих в циркадных часах растений, Circadian Clock Associated 1 ( CCA1 ) и Late Elongated Hypocotyl (LHY). ^[4] Эти ранние усилия внесли большой вклад в усилия по пониманию механизмов, лежащих в основе функции циркадного осциллятора растений. Было показано, что ELF3 и ELF4 являются важными медиаторами светового входа в циркадный осциллятор растений. ^[5] Механизмы, лежащие в основе работы осциллятора, в частности, полная степень взаимодействия «ELF3» и ​​«ELF4» с другими частями часов, являются активной областью исследований.

В 2005 году Миллар и его коллеги обнаружили, как циркадные часы растений увеличивают фотосинтез и рост, тем самым предлагая селективное преимущество . Во-первых, они сравнили выживаемость дикого типа Arabidopsis , циркадный период которого составляет около 24 часов, при выращивании в 20-часовом, затем 24-часовом и, наконец, 28-часовом цикле свет-темнота. Затем они исследовали мутанты с длинным (28-часовым) и коротким (20-часовым) периодом, выращенные в циклах свет-темнота, которые были похожи или отличались от их эндогенных часовых периодов. Во всех трех штаммах листья содержали больше хлорофилла , когда период растения соответствовал периоду окружающей среды. Кроме того, мутанты как с коротким, так и с длинным периодом фиксировали примерно на 40% больше углерода, когда экзогенные периоды соответствовали их эндогенным ритмам, что согласуется с гипотезой циркадного резонанса. ^[4] Эксперименты Миллара продемонстрировали один из возможных механизмов, который отобрал функцию циркадных часов в ходе эволюции растений.

В 2017 году Миллар и его коллеги количественно объяснили и предсказали канонические фенотипы циркадного ритма в многоклеточном модельном организме. Исследовательская группа использовала метаболические и физиологические данные для объединения и расширения математических моделей ритмической экспрессии генов, цветения, зависящего от фотопериода, роста удлинения и метаболизма крахмала в рамках модели Arabidopsis. Модель предсказала влияние измененного циркадного ритма на определенные фенотипы у растений-мутантов часов. Скорость роста всего растения снизилась, что было связано с измененным ночным метаболизмом запасенного крахмала в дополнение к измененной мобилизации вторичных запасов органических кислот. ^[6]

• Научный сотрудник BBSRC (2002–2007)
• Менеджер междисциплинарной программы по клеточной регуляции (2003–2004)
• Профессор системной биологии Эдинбургского университета (2005–настоящее время)
• Директор-основатель Центра системной биологии в Эдинбурге (2007–2011)
• Избранный член EMBO (2011) ^[7]
• Член Королевского общества (2012) ^[8]
• Член Королевского общества Эдинбурга (2013) ^[9]

• Медаль президента Общества экспериментальной биологии (1999)
• Лекция Британской ассоциации содействия развитию науки по случаю вручения премии Чарльза Дарвина (2000 г.)
• Премия Saltire за шотландские исследования (2009)
• Правило Ашоффа (2015)

• Циркадный ритм
• ЭЛФ4
• Стив А. Кей
• Джин Д. Блок