Roger D. Kornberg — Nobel-díjas biokémikus és transzkripciókutató
Roger David Kornberg (született (1947-04-24)1947. április 24.) amerikai biokémikus, Nobel-díjas. Kornberg 2006-ban kapta meg a kémiai Nobel-díjat az eukarióta transzkripció (az információ DNS-ről RNS-re történő másolása) tanulmányozásáért.
Kornberg a Stanford University School of Medicine strukturális biológia professzora. Édesapja, Arthur Kornberg szintén a Stanford Egyetem professzora volt, és 1959-ben megkapta a fiziológiai vagy orvosi Nobel-díjat.
Főbb tudományos eredmények
Kornberg munkássága a génexpresszió molekuláris alapjainak feltárására irányult. Legfontosabb hozzájárulásai közé tartoznak:
- Az eukarióta RNS-polimeráz II szerkezetének és működésének feltárása: kísérleti és strukturális módszerekkel (főként röntgenkrisztallográfia és egyéb strukturális biológiai technikák) részletesen modellezte és megértette azt az enzimrendszert, amely az eukarióta sejtekben a mRNS előállításáért felelős.
- A mediator komplex azonosítása: Kornberg kutatócsoportja fontos szerepet játszott a mediator elnevezésű fehérjekomplex felderítésében, amely a transzkripció iniciációját és a szabályozó fehérjék (aktivátorok) hatását közvetíti az RNS-polimeráz felé.
- Transzkripció és kromatin kölcsönhatások: vizsgálta, hogyan befolyásolja a kromatin (beleértve a nukleoszómákat) a transzkripciót, és hogyan tud az RNS-polimeráz II áthaladni a nukleoszómákon, ami alapvető a génkifejeződés szabályozásának megértéséhez.
- Technikai és módszertani fejlesztések: laboratóriuma kidolgozott in vitro rendszereket és strukturális analízisre alkalmas prepárációkat, amelyek lehetővé tették a transzkripciós komplexek részletes vizsgálatát.
Hatás és elismerések
Kornberg eredményei alapvetőek voltak a génkifejeződés molekuláris megértésében, és számos területen – beleértve a sejtműködés alapkutatását és a betegségekben megváltozott génszabályozás vizsgálatát – gyakorlati következményekkel jártak. A kutatásaiért kapott 2006-os kémiai Nobel-díj mellett munkássága számos más tudományos kitüntetést és szakmai elismerést is eredményezett.
Kutatási stílus és oktatás
Kornberg laboratóriuma jellemzően integrálta a biokémiát, a strukturális biológiát és a molekuláris biológiát: kombinálta a tiszta biokémiai vizsgálatokat, a nagy felbontású szerkezeti módszereket és a funkcionális elemzéseket. Emellett aktívan részt vett a doktori képzésben és a posztdoktori képzésben, sok fiatal kutató pályáját befolyásolva.
Munkája hozzájárult ahhoz, hogy ma pontosabban értsük, miként fordítódik át a genetikai információ kódja működő sejtmechanizmusokká, és hogyan lehet célzottan vizsgálni a génszabályozás hibáit olyan betegségekben, mint például a rák.
Korai életút
Kornberg a Missouri állambeli St. Louisban született zsidó családban. Arthur Kornberg és felesége, Sylvy három gyermeke közül ő volt az első. A szülők együtt dolgoztak biokémikusokként. Roger Kornberg 1967-ben a Harvard Egyetemen szerzett alapdiplomát, 1972-ben pedig a Stanford Egyetemen doktorált. Ezt követően az angliai Cambridge-i Egyetem Molekuláris Biológiai Laboratóriumának munkatársa lett.
Fontos tanulmányok
Minden öröklődést gének irányítanak. Ahhoz, hogy a sejtek felhasználhassák a génekben lévő információt, a gén egy részének másolatát kell elkészíteni. Ezt a másolást nevezzük átírásnak. A transzkripció a DNS egy részének RNS-másolatát készíti el. Az RNS a sejtmagból a riboszómákba kerül, ahol elvégzi a munkáját. Ezt nevezzük hírvivő RNS-nek, és ez adja meg a fehérje előállításához szükséges aminosavsorrendet. Ezt a második folyamatot nevezzük transzlációnak. Ez minden eukariótában működik, beleértve az összes növényt és állatot is.
Kornberg az 1970-es években Aaron Kluggal és Francis Crickkel dolgozott együtt az MRC-ben. Ő fedezte fel a nukleoszómát, a kromoszómák nagyon fontos fehérjeszerkezetét. A nukleoszómák alkotják az eukarióta kromatin alapvető ismétlődő egységeit. Ez csomagolja a nagy eukarióta genomokat a sejtmagba, és lehetővé teszi annak irányítását.
Kornberg azt a felfedezést tette, hogy az RNS-nek szóló jeleket egy általuk mediátornak nevezett fehérjekomplexum adja. A Nobel-díj bizottság szerint "az eukarióta szervezetek nagyfokú komplexitását a szövetspecifikus anyagok, a DNS-ben lévő enhancerek és a mediátor közötti finom kölcsönhatás teszi lehetővé. A mediátor felfedezése ezért igazi mérföldkő a transzkripciós folyamat megértésében".
Hosszas erőfeszítések után Kornbergnek sikerült röntgenkrisztallográfiával 3D-s képeket készítenie az RNS-molekulákról, lipidekről és fehérjékről. Ezekkel a vizsgálatokkal Kornberg képet alkotott a DNS működéséről. A Nobel-díj bizottság szerint "a Kornberg által készített kép igazán forradalmi aspektusa az, hogy az átírás folyamatát teljes folyamában rögzíti. Amit látunk, az egy épülő RNS-szál, és így a DNS, a polimeráz és az RNS pontos helyzete e folyamat során".
1959-ben Roger Kornberg édesapja, Arthur Kornberg megkapta az élettani vagy orvosi Nobel-díjat annak tanulmányozásáért, hogy a genetikai információ hogyan jut el egyik DNS-molekuláról a másikra. Ezt nevezik DNS-replikációnak. Arthur Kornberg találta meg az első olyan enzimet, amely képes volt DNS-t előállítani. Ez volt az első ismert enzim, amely egy DNS-másolatból vette az utasításokat. Roger Kornberg öccse, Thomas Bill Kornberg 1970-ben fedezte fel a II. és III. DNS-polimerázt, és ma a San Franciscó-i Kaliforniai Egyetem genetikusa. Mindhárom Kornberg azon dolgozott, hogy megértse, hogyan használják fel a genetikai információt a sejtek. Arthur és Roger Kornberg a hatodik apa és fia, akik Nobel-díjat kaptak.
Díjak
Kornberg professzor a következő díjakat kapta:
- 1997: Harvey-díj a Techniontól - Izraeli Technológiai Intézet
- 2002: ASBMB-Merck-díj
- 2002: Pasarow-díj a rákkutatásban
- 2002: Le Grand Prix Charles-Leopold Mayer
- 2005: A General Motors Rákkutatási Alapítvány Alfred P. Sloan Jr. Díj
- 2006: Kémiai Nobel-díj
- 2006: Louisa Gross Horwitz-díj a Columbia Egyetemtől
