Синтия Берроуз - Cynthia Burrows

Доктор Синтия Берроуз, 2009 г.

Синтия Дж. Берроуз американский химик, в настоящее время заслуженный профессор Департамент химии Университета Юты, где она также является кафедрой биологической химии при президенте Тэтчер. Берроуз получил степень бакалавра искусств. степень в области Химия в Университете Колорадо (1975). Там она работала над графиками Штерна-Фольмера в лаборатории Стэнли Кристола на последнем курсе. Она продолжала изучать физическую органическую химию в Корнелл Университет, где получила степень доктора философии. получил степень по химии в 1982 году, работая в лаборатории Барри Карпентера. Ее доктор философии. Диссертационная работа была посвящена цианозамещенным аллилвиниловым эфирам. Затем Берроуз провел короткое постдокторское исследование с Жан-Мари Лен в Страсбурге, Франция.[1][2][3] Берроуз был старшим редактором Журнал органической химии (2001-2013) и стал главным редактором журнала Отчеты о химических исследованиях в 2014.[4], [5],[6]

Карьера и исследования

ДНК может быть повреждена из-за разрыва пар оснований.

В Лаборатория Берроуза интересуется химией нуклеиновых кислот, технологией секвенирования ДНК и повреждениями ДНК. Ее исследовательская группа (состоящая из химиков-органических, биологических, аналитических и неорганических химиков) занимается химическими процессами, которые приводят к образованию мутаций, которые могут привести к заболеваниям (например, раку). Ее работа включает изучение сайт-специфически модифицированных цепей ДНК и РНК, а также Сшивка ДНК-белок. Берроуз и ее группа широко известны расширением исследований технологии нанопор, разработав метод обнаружения повреждений ДНК с помощью нанопор.[4], [6]

Одна из целей лаборатории Берроуза - применить технологию нанопор для выявления, количественной оценки и анализа повреждений ДНК, вызванных окислительным стрессом. Берроуз сосредотачивается на повреждениях, обнаруженных в теломерных последовательностях человека, критических хромосомных областях, которые обеспечивают защиту от деградации и подвержены проблемам во время Репликация ДНК.[7] Кроме того, исследования Барроуза по изменению состава нуклеиновых кислот могут предоставить ценную информацию о генетических заболеваниях, а также о манипулировании функцией ДНК и РНК в клетках.

Обнаружение повреждений ДНК нанопорами

Исследовательская лаборатория Берроуза фокусируется на обнаружении реакции окисления гуанина, как показано на рисунке.
Нить ДНК проходит через нанопору α-гемолизина и позволяет исследователям обнаруживать поврежденное место на одном основании. Целью этой системы обнаружения нанопор является обнаружение поврежденных участков и понимание того, как повреждение на конкретном участке приводит к заболеванию.

Технология нанопор играет важную роль в анализе биологических макромолекул, таких как ДНК и РНК, потому что она может обнаруживать мельчайшие количества образцов и устраняет необходимость в ПЦР усиление. ПЦР-амплификация и другие методы секвенирования ДНК не могут обнаружить повреждения ДНК сами по себе, потому что в их основе лежат четыре классических немодифицированных основания: цитозин, аденин, гуанин, и тимин. Одна из наиболее частых и распространенных причин повреждения ДНК - окисление остатков гуанина до 8-оксогуанина, вызванное окислительным стрессом. 8-оксогуанин вызывает неправильное спаривание с аденином, а не с цитозином, что в конечном итоге может вызвать точечные мутации во время репликации ДНК.[8] В контексте перекрестного связывания ДНК с белком 8-оксогуанин чувствителен к образованию аддуктов с аминокислотами, содержащими реактивные группы, такие как фенольный фрагмент тирозина или концевой амин лизина.[9],[10] Обнаружение и количественная оценка содержания 8-оксогуанина в теломерных последовательностях важно, поскольку содержание увеличивается при стрессе, поскольку теломеры избегают механизмов репарации клеточной ДНК.[11] Берроуз помог обнаружить специфические ДНК-гликозилазы, которые преимущественно восстанавливают окислительные повреждения на теломерных участках.[12]

Технология нанопор основывается на пропускании постоянного электрического тока через отверстие нанометрового размера, погруженное в раствор электролита. Молекулы, которые пропускают или прерывают ток, блокируя поры, будут генерировать обнаруживаемый сигнал при измерении зависимости тока от времени. Нанопоры могут варьироваться от твердотельных конструкций до небольших белков. Чтобы изучить степень повреждения G-квадруплексов теломер, Берроуз использовал белок α-гемолизин, который содержит ядро ​​наноразмерной трубки и встроен в клеточную мембрану.[11] Поврежденные основания подвергаются окислительной маркировке краун-эфиром для усиления сигнала тока, а также для уменьшения смягчающего воздействия 8-оксогуанина на естественную складку.[11] При прохождении нити ДНК отмеченное поврежденное основание издает характерный сигнал, прерывая приложенный ток.

Награды и отличия

Награды и награды включают:[4]

  • NSF - Стипендия по обмену учеными CNRS, 1981–82
  • Japan Soc. для поощрения научного сотрудника, 1989–90
  • Премия NSF за творчество, 1993–95
  • Премия NSF за карьерный рост, 1993–94
  • Секция изучения биоорганических и натуральных продуктов, NIH, 1990–94
  • Консультативный комитет NSF по математике и физическим наукам, 2005–08
  • Доц. Редактор, Organic Letters, 1999–2002 гг.
  • Старший редактор Journal of Organic Chemistry, 2001–13
  • Премия Роберта У. Парри за преподавание, 2002
  • Премия ACS Utah, 2000 г.
  • Премия Bea Singer, 2004 г.
  • Сотрудник AAAS, 2004 г.
  • Награда за выдающиеся научные и творческие исследования, Univ. Юты, 2005 г.
  • Премия ученого Копа, Американское химическое общество, 2008 г.
  • Директор, Управляющий орган USTAR, 2009-2017 гг.
  • Член Американской академии искусств и наук, 2009 г.
  • Сотрудник ACS, 2010 г.
  • Премия за выдающиеся заслуги перед преподаванием, 2011 г.
  • Главный редактор журнала Accounts of Chemical Research, 2014 г.
  • Премия Линды К. Амос за выдающиеся заслуги перед женщинами Великобритании, 2014 г.
  • Член Национальной академии наук, 2014 г.
  • Премия ACS имени Джеймса Флэка Норриса в области физико-органической химии, 2018 г.
  • Премия Уилларда Гиббса, 2018

Рекомендации

  1. ^ Берроуз, Синтия Дж .; Карпентер, Барри К. (1981-11-01). «Влияние заместителей на алифатическую перегруппировку Клайзена. 1. Синтез и перегруппировка цианозамещенных аллилвиниловых эфиров». Журнал Американского химического общества. 103 (23): 6983–6984. Дои:10.1021 / ja00413a045. ISSN  0002-7863.
  2. ^ Центр устной истории. "Синтия Дж. Берроуз". Институт истории науки.
  3. ^ Домуш, Хилари Л. (16 июля 2009 г.). Синтия Дж. Берроуз, стенограмма интервью, проведенного Хилари Л. Домуш в Университете штата Юта, Солт-Лейк-Сити, штат Юта, 15–16 июля 2009 г. (PDF). Филадельфия, Пенсильвания: Фонд химического наследия.
  4. ^ а б c «Синтия Дж. Берроуз - Химический факультет Университета Юты». chem.utah.edu. Получено 2017-05-26.
  5. ^ "Синтия Берроуз, доктор философии - Сведения о факультете - Медицинский факультет U of U - | Университет Юты". Medicine.utah.edu. Получено 2017-06-02.
  6. ^ а б http://www.nasonline.org, Национальная академия наук -. "Синтия Берроуз". www.nasonline.org. Получено 2017-06-02.
  7. ^ Анна; Флеминг, Аарон М .; Берроуз, Синтия Дж. (19 февраля 2016 г.). «Человеческие G-квадруплексы теломер с пятью повторами содержат 8-оксо-7,8-дигидрогуанин за счет зацикливания повреждений ДНК». ACS Химическая биология. 11 (2): 500–507. Дои:10.1021 / acschembio.5b00844. ISSN  1554-8929. ЧВК  4828913. PMID  26686913.
  8. ^ Cheng, K. C .; Cahill, D. S .; Kasai, H .; Nishimura, S .; Лоеб, Л. А. (1992-01-05). «8-гидроксигуанин, распространенная форма окислительного повреждения ДНК, вызывает замены G ---- T и A ---- C». Журнал биологической химии. 267 (1): 166–172. ISSN  0021-9258. PMID  1730583.
  9. ^ Сюй, Сяоюнь; Флеминг, Аарон М .; Мюллер, Джеймс Дж .; Берроуз, Синтия Дж. (2008-08-06). «Образование трициклических [4.3.3.0] аддуктов между 8-оксогуанозином и тирозином в условиях окислительного сшивания ДНК-белок». Журнал Американского химического общества. 130 (31): 10080–10081. Дои:10.1021 / ja803896d. ISSN  1520-5126. PMID  18611013.
  10. ^ Сюй, Сяоюнь; Мюллер, Джеймс Дж .; Е, Ю; Берроуз, Синтия Дж. (16 января 2008 г.). «Сшивки ДНК-белок между гуанином и лизином зависят от механизма окисления для образования аддуктов гуанозина C5 по сравнению с C8». Журнал Американского химического общества. 130 (2): 703–709. Дои:10.1021 / ja077102a. ISSN  1520-5126. PMID  18081286.
  11. ^ а б c Анна; Флеминг, Аарон М .; Белый, Генри С .; Берроуз, Синтия Дж. (2015). «Обнаружение нанопор 8-оксогуанина в последовательности повторов теломер человека». САУ Нано. 9 (4): 4296–4307. Дои:10.1021 / acsnano.5b00722. ISSN  1936-086X. ЧВК  4790916. PMID  25768204.
  12. ^ Чжоу, Цзя; Лю, Минминь; Флеминг, Аарон М .; Берроуз, Синтия Дж .; Уоллес, Сьюзан С. (2013-09-20). «ДНК-гликозилазы Neil3 и NEIL1 удаляют окислительные повреждения квадруплексной ДНК и проявляют предпочтение в отношении повреждений в контексте теломерной последовательности». Журнал биологической химии. 288 (38): 27263–27272. Дои:10.1074 / jbc.M113.479055. ISSN  1083-351X. ЧВК  3779722. PMID  23926102.