Клайд А. Хатчисон III
Американский биохимик и микробиолог
Клайд А. Хатчисон III
Национальностьамериканский
ОбразованиеЙельский университет
Альма-матерКалифорнийский технологический институт
ИзвестныйИсследования в области направленного мутагенеза и синтетической биологии
Научная карьера
ПоляБиохимия , микробиология
УчрежденияУниверситет Северной Каролины в Чапел-Хилл , Институт Дж. Крейга Вентера

Клайд А. Хатчисон III — американский биохимик и микробиолог, известный своими исследованиями в области направленного мутагенеза и синтетической биологии . Он является почетным профессором микробиологии и иммунологии в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл , выдающимся профессором Института Дж. Крейга Вентера , членом Национальной академии наук и членом Американской академии искусств и наук . [1]

Ранние исследования

Хатчисон окончил Йельский университет в 1960 году, получив степень бакалавра наук по физике. Он учился на доктора философии в Калтехе , работая над бактериофагом ΦX174 . Во время работы в Калтехе он начал долгосрочное сотрудничество с Маршаллом Эджеллом. [1] В 1968 году он переехал в UNC-Chapel Hill . Хатчисон и Эджелл использовали рестрикционные ферменты для анализа ΦX174 и ДНК млекопитающих.

Хатчисон участвовал в определении первой полной последовательности молекулы ДНК (ΦX174), когда он провел год в академическом отпуске в лаборатории Фредерика Сэнгера в 1975/1976 годах. [2]

Сайт-направленный мутагенез

В 1971 году Клайд Хатчисон и Маршалл Эджелл показали, что можно получать мутанты с небольшими фрагментами бактериофага ϕX174 и рестрикционными нуклеазами . [3] [4] Позднее Хатчисон сотрудничал с Майклом Смитом и разработал более общий метод сайт-направленного мутагенеза с использованием мутантного олигонуклеотидного праймера и ДНК-полимеразы . Смит и Хатчисон использовали 12-нуклеотидный олигомер с центрально расположенным одиночным несовпадающим нуклеотидом в качестве праймера, кольцевую одноцепочечную ДНК ϕX174 в качестве матрицы и ДНК-полимеразу I E. coli , в которой 5'-экзонуклеаза была инактивирована субтилизином. Полимеризация с праймером, отожженным на матрице, генерировала двухцепочечный ДНК-продукт, содержащий мутацию, и мог быть преобразован в закрытый кольцевой дуплекс путем ферментативного лигирования. [5] Трансфекция E. coli этой молекулой привела к образованию смешанной популяции ДНК дикого типа и мутировавшего фага. За свою роль в разработке этого процесса Майкл Смит позже разделил Нобелевскую премию по химии в 1993 году с Кэри Б. Маллисом , который изобрел полимеразную цепную реакцию . [6]

Позднее Хатчисон разработал методы «полного мутагенеза», при которых каждый остаток в белке изменяется индивидуально. [7]

Синтетическая биология

В 1990 году Хатчисон начал работу над Mycoplasma genitalium , которая имеет наименьший известный геном, который может составлять клетку. Это привело к сотрудничеству с Институтом геномных исследований (TIGR) с целью секвенирования всего генома организма в 1995 году. В 1996 году Хатчисон провел годичный отпуск в TIGR; там он обсудил с Гамильтоном Смитом и Крейгом Вентером идею минимальной клетки — клетки с минимальным набором генов, необходимых для выживания. [8] Они предположили, что им может потребоваться синтезировать геном, чтобы проверить его в клетке-реципиенте, тем самым создав синтетическую клетку .

В 2003 году Хатчисон начал сотрудничество с Гамильтоном Смитом по сборке синтетического минимального клеточного генома и успешно синтезировал небольшой геном (5386 пар оснований) бактериофага ΦX174. Однако геном M. genitalium более чем в 100 раз больше, чем у ΦX174. В 2007 году химически синтезированный геном из 582 970 пар оснований на основе M. genitalium , предназначенный для создания организма, названного Mycoplasma laboratorium , был успешно собран. [9] Однако M. genitalium растет медленно, и попытки трансплантации его генома другому виду затянулись и оказались безуспешными. Однако группа синтетических клеток показала, что можно трансплантировать естественный геном Mycoplasma mycoides , чей геном вдвое больше M. genitalium , в родственный вид Mycoplasma capricolum . [10] Поэтому команда решила переключиться на более быстрорастущий M. mycoides в качестве донорского вида. В марте 2010 года синтезированный геном M. mycoides был успешно пересажен в M. capricolum . [8] [11] Полученный организм в популярной прессе был назван « Synthia ». [8] В 2016 году команда представила еще более урезанную версию организма с 473 генами, 149 из которых, чьи функции полностью неизвестны. [12]

Работа по созданию минимальной клетки в настоящее время продолжается. Новые версии синтетического генома с удаленными генами трансплантируются в клетки-реципиенты, и отслеживаются темпы роста полученных клеток и размер их колоний. Другие более сложные бактерии, такие как цианобактерии, также оцениваются на предмет возможности трансплантации генома. [8]

Ссылки

  1. ^ ab "Клайд А. Хатчисон III - краткий очерк карьеры". Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл.
  2. ^ Sanger F, Coulson AR, Friedmann T, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Fiddes JC, Hutchison CA 3rd, Slocombe PM, Smith M (1978). "Нуклеотидная последовательность бактериофага phiX174". Журнал молекулярной биологии . 125 (2): 225–46. doi :10.1016/0022-2836(78)90346-7. PMID  731693.
  3. ^ Хатчисон III, CA; Эджелл, MH (1971). «Генетический анализ малых фрагментов дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага φX174». Журнал вирусологии . 8 (2): 181–189. doi :10.1128/JVI.8.2.181-189.1971. PMC 356229. PMID  4940243 . 
  4. ^ Маршалл Х. Эджелл; Клайд А. Хатчисон и III, Мортон Склер (1972). «Специфические фрагменты эндонуклеазы R дезоксирибонуклеиновой кислоты бактериофага X174». Журнал вирусологии . 9 (4): 574–582. doi :10.1128/JVI.9.4.574-582.1972. PMC 356341. PMID  4553678 . 
  5. ^ Hutchison, CA; Phillips, S.; Edgell, MH; Gillham, S.; Jahnke, P.; Smith, M. (1978). «Мутагенез в определенном положении в последовательности ДНК» (PDF) . Journal of Biological Chemistry . 253 (18): 551–6560. doi : 10.1016/S0021-9258(19)46967-6 . PMID  681366.
  6. ^ Николь Кресге; Роберт Д. Симони; Роберт Л. Хилл. «Развитие направленного мутагенеза Майкла Смита» (PDF) . Журнал биологической химии . 281 (39).
  7. ^ Хатчисон, CA III; Сванстром, Р. и Лоеб, Д. Д. (1991). Полный мутагенез доменов кодирования белков . Методы в энзимологии. Т. 202. С. 356–390. doi :10.1016/0076-6879(91)02019-6. ISBN 9780121821036. PMID  1784182.
  8. ^ abcd Роберта Квок (2010). «Геномика: мастера ДНК». Nature . 468 (7320): 22–5. Bibcode : 2010Natur.468...22K. doi : 10.1038/468022a . PMID  21048740.
  9. ↑ Эд Пилкингтон (6 октября 2007 г.). «Я создаю искусственную жизнь, — заявляет американский пионер генной инженерии». Guardian.
  10. ^ Lartigue C, Glass JI, Alperovich N, Pieper R, Parmar PP, Hutchison CA 3rd, Smith HO, Venter JC (2007). «Трансплантация генома у бактерий: изменение одного вида на другой». Science . 317 (5838): 632–8. Bibcode :2007Sci...317..632L. CiteSeerX 10.1.1.395.4374 . doi :10.1126/science.1144622. PMID  17600181. S2CID  83956478. 
  11. ^ Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, Noskov VN, Chuang RY, Algire MA, Benders GA, Montague MG, Ma L, Moodie MM, Merryman C, Vashee S, Krishnakumar R, Assad-Garcia N, Andrews-Pfannkoch C, Denisova EA, Young L, Qi ZQ, Segall-Shapiro TH, Calvey CH, Parmar PP, Hutchison CA 3rd, Smith HO, Venter JC (2010). «Создание бактериальной клетки, контролируемой химически синтезированным геномом». Science . 329 (5987): 52–6. Bibcode :2010Sci...329...52G. doi : 10.1126/science.1190719 . PMID  20488990.
  12. ↑ Эд Йонг (24 марта 2016 г.). «Таинственная вещь о чудесной новой синтетической клетке».
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Клайд_А._Хатчисон_III&oldid=1217198197"