Юрген Брозиус - Jürgen Brosius - Wikipedia

Юрген Брозиус
Юрген Брозиус-2.jpg
Родившийся1948
НациональностьНемецкий
Известенпоследовательность действий рибосомная РНК, векторы экспрессии за рекомбинантные белки, РНК биология, Рномика, роль ретропозиции в эволюции геномов, генов и генных модулей
Научная карьера
Полямолекулярная генетика и эволюционная биология
УчрежденияУниверситет Мюнстера

Юрген Брозиус (1948 г.р.) в Саарбрюккен ) - немецкий молекулярный генетик и биолог-эволюционист. Он был профессором в Университет Мюнстера где он является директором Института экспериментальной патологии. Некоторые из его научных достижений включают первое генетическое секвенирование рибосомная РНК оперон, дизайн плазмиды для изучения экспрессии генов, векторы экспрессии для высокого уровня производство рекомбинантных белков и РНК, Биология РНК, RNomics, а также значение ретропозиции для пластичности и эволюции геномов, генов и генные модули включая регуляторные последовательности или элементы.

биография

ранняя жизнь и образование

Брозиус изучал химию и фармацию в Франкфуртский университет имени Гете а в 1974 году окончил и сдал Staatsexamen (государственный экзамен) по фармацевтике. Впоследствии он защитил докторскую диссертацию. работать в области биохимии и молекулярной биологии в Институт молекулярной генетики Макса Планка в Берлине Далем, в котором Хайнц-Гюнтер Виттманн был начальником отдела. При определении первичных структур нескольких E. coli рибосомальные белки, он разработал ручные микрометоды выделения пептиды с использованием двумерного разделения на целлюлозе тонкослойные пластины (вместо использования серии колонки для хроматографии ) с последующим дансил-Эдман деградация. Это уменьшило требуемый белковый материал на один-два порядка до 100%. наномоль классифицировать.[1] Вскоре после этого этот метод был заменен автоматизированным секвенирование белков работает в диапазоне низких пикомолей.[2]

Постдокторские стипендии

С 1977 по 1980 год Брозиус стажировался в докторантуре при поддержке Международный центр Фогарти в Гарри Ф. Ноллер Лаборатория в Калифорнийский университет в Санта-Крус. Там он секвенировал первые большие рибосомные РНК через их гены, используя Секвенирование Максама-Гилберта метод. Потребовалось ~ 2,5 года для секвенирования 7,5 тыс. Оснований, охватывающих весь оперон рРНК рРНК в дополнение к некоторым фланкирующим регионам.[3] Хотя химический метод был громоздким, последовательности можно было определить без ошибок.[4]

Во время своего пребывания в UCSC Брозиус встретился с приглашенным профессором Карл Вёзе, который пробудил его интерес к эволюционной мысли и силе молекулярных филогенетический анализ.

Его вторая докторская стипендия (1980–1982) при поддержке Deutsche Forschungsgesellschaft, отвел его в лабораторию Уолтер Гилберт, Лауреат Нобелевской премии по химии (1980), в г. Гарвардский университет. Здесь Brosius начал развиваться плазмидные векторы для выбора промоутеры и терминаторы,[5][6] а также широко используемый векторов для высокого уровня экспрессии рекомбинантных белков в E. coli, часто с использованием регуляторных последовательностей или модулей из оперона рРНК.[7][8]

Позиции факультета

В 1982 году Брозиус основал свою лабораторию в Колледж врачей и хирургов Колумбийского университета в качестве доцента частично финансируется Фонд Альфреда П. Слоана[9] и Фонд Ирмы Т. Хиршл.[10] В 1988 году он переехал со своей исследовательской группой в Медицинская школа Mount Sinai в качестве доцента, а в 1994 г. - профессора и директора Института экспериментальной патологии Университет Мюнстера, Германия. В середине девяностых он основал трансгенный и нацеливание на гены объект, обслуживающий весь кампус и за его пределами, например, генерируя модели мышей предназначен для изучения человека генетические нарушения.[11] С начала 2015 года он также является приглашенным профессором недавно основанной частной медицинской школы. Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane.

Научный вклад

В начале 1980-х Брозиус заинтересовался небольшой мозговой РНК это считалось побочным продуктом механизма, управляющего экспрессией генов посредством РНК-полимераза III транскрипция идентификационной последовательности (ID) повторяющиеся элементы, классифицируется как СИНУСЫ, короткие вкрапленные повторы, расположенные в интроны генов мозга, создавая хроматин доступный для РНК-полимераза II.[12] Эта привлекательная гипотеза оказалась несостоятельной. Вместо этого лаборатория Brosius сосредоточилась на этой цитоплазматической РНК BC1 мозга, клонировав ее как кДНК путем разработки метода генерации библиотеки кДНК на основе не-полиаденилированный РНК и изолировали его единственный ген, который произошел от ретропозированной копии переносить РНК (тРНКАла). Было показано, что РНК BC1 является исходным геном для повторяющихся элементов ID у грызунов, и его лаборатория установила, что дендритный локализация BC1 РНК в нейроны[13][14][15] совмещается с многочисленными компонентами перевод машины.[16] Основываясь на этих выводах, Брозиус пришел к выводу еще в восьмидесятых, что:

1. Функциональные РНК - это не только окаменелости давно минувших веков. Мир РНК[17] но может возникать de novo в современных клетках и вносить вклад в функциональность клетки или организма; еще предстоит открыть еще много РНК.

2. Ретропозиция (преобразование РНК в ДНК) - это древний процесс, но он сохранялся на протяжении эволюции большинства эукариоты. Этот процесс способствовал появлению массы геномы современных многоклеточных организмов,[18] в то же время сохраняя геномы в постоянном движении и предоставляя сырье для de novo эволюция генов.[19]

3. Ретропозиция, не только сегментарная дупликация гена, также может давать дополнительные копии гена или меньшие генные модули, включая регулирующие элементы для существующих генов.[20][19][21]

Вместе с Стивен Дж. Гулд, Брозиус взял концепцию Exaptation на геномный уровень.[22][23][24]

Воодушевленный стимулирующими открытиями, связанными с РНК BC1, в середине девяностых он подчеркнул важность генов, кодирующих РНК, в связи с проектами генома.[25] и приступили к созданию дополнительных библиотек кДНК на основе небелковые кодирующие РНК от мышей и различных модельные организмы, звенящие в эпоху Рномики,[26][27][28]

Номер малые ядрышковые РНК преимущественно выражается в головном мозге, а также отпечатанный (экспрессируется только одной родительской хромосомой) были обнаружены у мышей и людей.[26][28]

Некоторые из них сопоставлены с человеческими Синдром Прадера-Вилли локус, а расстройство нервного развития. После индивидуального удаления всех белков-кандидатов генов-кандидатов этого локуса в мышиных моделях другими,[29] лаборатория Брозиуса удалила кластер Snord116 гены snoRNA и соответствующие небелковые кодирующие экзоны гена-хозяина. Они наблюдали некоторые из тех же фенотипов, что и заболевание человека, например неспособность процветать и низкий рост, но не ожирение в более старшем возрасте или бесплодие.[30] Это подтвердило независимое исследование.[31]

Ранее Брозиус и его коллеги продемонстрировали, что у мышей, лишенных гена РНК BC1, наблюдались недостатки в исследовательском поведении в лаборатории и в полуестественных условиях.[32]

В дополнение к другим открытиям RNomics, они первыми продемонстрировали, что определенные тандемные повторы преобразуются в CRISPR Единицы РНК в Археи.[33]

Брозиус остается давним защитником[34] за значение и богатство молекул РНК даже в современных клетках. Тем не менее, он скептически относится к радикальным изменениям в восприятии РНК в научном сообществе. Идея повсеместного значения РНК раньше часто отвергалась. В настоящее время принято думать, что любой фоновый транскрипт или любой обнаруживаемый фрагмент расшифровки после обработки или распада до функционального состояния.[35][36][37][38][39]

Он наблюдал аналогичные тенденции в области повторяющихся или транспонированные геномные элементы (TE), включая ретропозиционные элементы.[20] Эти элементы изначально считались хлам, засоряющие геномы и предложенные лишь немногими в качестве исходного материала для случайных и лишь случайных эксаптаций,[40] и отвечать за пластичность геномов и модульную архитектуру генов.[19][41][40] Текущий прилив движется в обратном направлении.[42] Множество функций было возложено на ТЕ, одним из примеров является изумительный спектр задач, возложенных на эволюционно молодых приматов. Элементы Alu. Столь широкие интерпретации следует оспаривать.[43]

Другие области исследований включают:

Редакции

  • Заместитель редактора журнала «PLoS Genetics» (2009-)
  • Заместитель редактора «Journal of Molecular Evolution» (2004-2012)
  • Член редакционной коллегии журнала "Научные отчеты" (2015-)
  • Член редколлегии «PLoS ONE» (2010-)
  • Член редакционной коллегии журнала «Мобильная ДНК» (2009-)
  • Член редколлегии «Биология Директ» (2007-)
  • Член редколлегии журнала «Биология РНК» (2004-)
  • Член редакционной коллегии журнала RepBase Reports (2001-)
  • Член редколлегии и европейский редактор журнала "ДНК и клеточная биология" (1986-2011)

внешняя ссылка

Публикации

Рекомендации

  1. ^ Брозиус Дж. Первичная структура рибосомного белка L31 Escherichia coli Биохимия. 1978 7 февраля; 17 (3): 501-8
  2. ^ Hunkapiller MW, вытяжка LE. Анализ последовательности белков: автоматическое микросеквенирование. Наука. 1983, 11 февраля; 219 (4585): 650-9.
  3. ^ Бросиус Дж., Тупой Т.Дж., Слитер Д.Д., Ноллер Х.Ф. Генная организация и первичная структура оперона рибосомной РНК из Escherichia coli. J Mol Biol. 1981 15 мая; 148 (2): 107-27.
  4. ^ Блаттнер FR, Берланд V, Планкетт G 3-й, София HJ, Дэниэлс DL. Анализ генома Escherichia coli. IV. Последовательность ДНК области от 89,2 до 92,8 минут. Nucleic Acids Res. 1993 25 ноября; 21 (23): 5408-17.y
  5. ^ Brosius J. Плазмидные векторы для выбора промоторов. Ген. 1984 Февраль; 27 (2): 151-60.
  6. ^ Бросиус Дж. Токсичность продукта избыточного продуцирования чужеродного гена в Escherichia coli и его использование в плазмидных векторах для отбора терминаторов транскрипции. Ген. 1984 Февраль; 27 (2): 161-72.
  7. ^ Brosius J, Holy A. Регулирование промоторов рибосомной РНК с синтетическим оператором lac. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1984 ноябрь; 81 (22): 6929-33.
  8. ^ Amann E, Brosius J. "Векторы ATG" для регулируемой высокоуровневой экспрессии клонированных генов в Escherichia coli. Gene. 1985; 40 (2-3): 183-90.
  9. ^ [1]
  10. ^ Irma T. Hirschl Trust
  11. ^ Основной объект TRAnsgenic animal and генно-инженерные модели (TRAM) медицинского факультета Мюнстера
  12. ^ Сатклифф Дж. Г., Милнер Р. Дж., Готтесфельд Дж. М., Рейнольдс В. Контроль экспрессии нейрональных генов. Наука. 1984, 21 сентября; 225 (4668): 1308-15
  13. ^ DeChiara TM, Brosius J. Neural BC1 РНК: клоны кДНК обнаруживают неповторяющееся содержание последовательностей. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1987 May; 84 (9): 2624-8
  14. ^ Tiedge H, Fremeau RT Jr, Weinstock PH, Arancio O, Brosius J. Дендритное расположение нейральной РНК BC1. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1991, 15 марта; 88 (6): 2093-7
  15. ^ Kim J, Martignetti JA, Shen MR, Brosius J, Deininger P. РНК-ген BC1 грызунов в качестве главного гена для амплификации ID-элемента. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1994 Apr 26; 91 (9): 3607-11
  16. ^ Tiedge H, Brosius J. Трансляционный аппарат в дендритах нейронов гиппокампа в культуре. J Neurosci. 1996 15 ноября; 16 (22): 7171-81.
  17. ^ Бросиус Дж. Отголоски прошлого - живем ли мы по-прежнему в мире RNP? Cytogenet Genome Res. 2005; 110 (1-4): 8-24.
  18. ^ РНК Brosius J. из всех категорий генерируют ретропоследовательности, которые могут быть использованы как новые гены или регуляторные элементы. Ген. 1999 30 сентября; 238 (1): 115-34.
  19. ^ а б c Брозиус Дж., Тидж Х. Обратная транскриптаза: медиатор геномной пластичности. Гены вирусов. 1995; 11 (2-3): 163-79.
  20. ^ а б Брозиус Дж. Ретропозоны - семена эволюции. Наука. 1991 15 февраля; 251 (4995): 753
  21. ^ Вайнер AM. 2006. SINE и LINE: нарушители спокойствия, саботажники, благотворители, предки. В The RNAworld (изд. Gesteland RF, Cech TR, Atkins JF), стр. 507–533. Лабораторная пресса Холодной Спринг-Харбора, Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк].
  22. ^ Brosius J, Gould SJ. О «геноменклатуре»: исчерпывающая (и уважительная) таксономия псевдогенов и другой «мусорной ДНК». Proc Natl Acad Sci U S. A. 1992, 15 ноября; 89 (22): 10706-10.
  23. ^ Стивен Джей Гулд, Элизабет С. Врба (1982) Экзаптация - отсутствующий термин в науке о форме. Палеобиология 8, 4–15
  24. ^ Brosius J, Gould SJ. Молекулярная конструктивность. Природа. 9 сентября 1993 г ​​.; 365 (6442): 102
  25. ^ Brosius J. More Гены Haemophilus и Mycoplasma. Наука. 1 марта 1996 г .; 271 (5253): 1302a
  26. ^ а б Hüttenhofer A, Kiefmann M, Meier-Ewert S, O'Brien J, Lehrach H, Bachellerie JP, Brosius J. RNomics: экспериментальный подход, который определяет 201 кандидата на новые, небольшие, не-мессенджерные РНК у мышей. EMBO J. 1 июня 2001; 20 (11): 2943-53
  27. ^ Филипович В. Запечатленная экспрессия малых ядрышковых РНК в головном мозге: время для RNomics. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2000, 19 декабря; 97 (26): 14035-7
  28. ^ а б Кавай Дж., Буитинг К., Кифманн М., Лаланд М., Браннан К.И., Хорстхемке Б., Бачеллери Дж. П., Брозиус Дж., Хюттенхофер А. Идентификация специфичных для мозга и импринтированных генов малых ядрышковых РНК, демонстрирующих необычную геномную организацию. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2000, 19 декабря; 97 (26): 14311-6.
  29. ^ Бервини С., Херцог Х. Мышиные модели синдрома Прадера-Вилли: систематический обзор. Фронт нейроэндокринол. 2013 Апрель; 34 (2): 107-19. DOI: 10.1016 / j.yfrne.2013.01.002. Epub 2013 4 февраля.
  30. ^ Скрябин Б.В., Губарь Л.В., Сигер Б., Пфайффер Дж., Гендель С., Робек Т., Карпова Е., Рождественский Т.С., Брозиус Дж. Делеция кластера генов мяРНК MBII-85 у мышей приводит к задержке послеродового роста. PLoS Genet. 2007 декабря 28; 3 (12): e235. DOI: 10.1371 / journal.pgen.0030235.
  31. ^ Ding F, Li HH, Zhang S, Solomon NM, Camper SA, Cohen P, Francke U. Делеция SnoRNA Snord116 (Pwcr1 / MBII-85) вызывает дефицит роста и гиперфагию у мышей. PLoS One. 5 марта 2008 г .; 3 (3): e1709. DOI: 10.1371 / journal.pone.0001709
  32. ^ Леведжоханн Л., Скрябин Б.В., Саксер Н., Прен С., Хейдушка П., Танос С., Джордан Ю., Делль'Омо Г., Высоцкий А.Л., Плескачева М.Г., Липп Х.П., Тидж Х., Брозиус Дж., Прайор Х. Роль нейронального малого не РНК-мессенджер: изменения поведения у мышей с удаленной РНК BC1. Behav Brain Res. 23 сентября 2004 г .; 154 (1): 273-89
  33. ^ Тан Т.Х., Бакалавр Дж. П., Рождественский Т., Бортолин М.Л., Хубер Х., Друнговски М., Элге Т., Брозиус Дж., Хюттенхофер А. Идентификация 86 кандидатов на малые не-мессенджерные РНК из архея Archaeoglobus fulgidus. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2002, 28 мая; 99 (11): 7536-41
  34. ^ Петерик А. Генетика: производственная линия. Природа. 2008 28 августа; 454 (7208): 1042-5. DOI: 10.1038 / 4541042a
  35. ^ Бросиус Дж. Не тратьте время, не хотите - избыток транскриптов у многоклеточных эукариот. Тенденции Genet. 2005 Май; 21 (5): 287-8.
  36. ^ Бросиус Дж. Постоянный вклад РНК в архитектуру ген (ом) эукариот и клеточную функцию. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2014 31 июля; 6 (12): a016089. DOI: 10.1101 / cshperspect.a016089.
  37. ^ Raabe CA, Brosius J. Все ли транскрипты происходят из гена? Ann N Y Acad Sci. 2015 Апрель; 1341: 136-48. DOI: 10.1111 / nyas.12741.
  38. ^ Brosius J, Raabe CA. Что такое РНК? Верхний уровень классификации РНК. RNA Biol. 2016 Февраль; 13 (2): 140-4. DOI: 10.1080 / 15476286.2015.1128064
  39. ^ РНК мультфильм - нижняя тройка
  40. ^ а б Брозиус Дж. Фрагментированный ген. Ann N Y Acad Sci. 2009 Октябрь; 1178: 186-93. DOI: 10.1111 / j.1749-6632.2009.05004.x
  41. ^ Крулл М., Брозиус Дж., Шмитц Дж. Экзонизация Alu-SINE: на пути к функции кодирования белка. Mol Biol Evol. 2005 августа; 22 (8): 1702-11. Epub 2005 18 мая
  42. ^ Retrostuff cartoon - тройка лидеров
  43. ^ Граур Д., Чжэн Ю., Прайс Н., Азеведо Р. Б., Зуфалл Р. А., Эльхайк Э. О бессмертии телевизоров: «функция» в геноме человека в соответствии с безэволюционным евангелием ENCODE. Genome Biol Evol. 2013; 5 (3): 578-90. DOI: 10.1093 / GBE / evt028
  44. ^ Крулл М., Петрусма М., Макаловски В., Брозиус Дж., Шмитц Дж. Функциональная персистентность экзонизированных вкрапленных повторяющихся элементов (MIR) на уровне млекопитающих. Genome Res. 2007 августа; 17 (8): 1139-45. Epub 2007 10 июля
  45. ^ Martignetti JA, Brosius J. Neural BC1 РНК как эволюционный маркер: морская свинка остается грызуном. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1993 15 октября; 90 (20): 9698-702
  46. ^ Брозиус Дж. Дублирование генов и другие эволюционные стратегии: от мира РНК в будущее. J Struct Funct Genomics. 2003; 3 (1-4): 1-17
  47. ^ Брозиус Дж. От Эдема к аду единообразия? Направленная эволюция человека. 2003 августа; 25 (8): 815-21
  48. ^ Патенты США №5,670,318 и США №5,736,329.