Berg, Paul

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 15 augusti 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .
Paul Berg
engelsk  Paul Naim Berg
Födelsedatum 30 juni 1926( 1926-06-30 ) [1] [2] [3] […] (96 år)
Födelseort Brooklyn ( New York ), USA
Land
Vetenskaplig sfär biokemi
Arbetsplats
Alma mater Case University Western Reserve
Akademisk examen Ph.D
Utmärkelser och priser Nobelpriset Nobelpriset i kemi ( 1980 )
US National Medal of Science ( 1983 )
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Paul Naim Berg ( eng.  Paul Naim Berg ; född 30 juni 1926 , Brooklyn , New York ) är en amerikansk biokemist, vinnare av Nobelpriset i kemi . Emeritusprofessor vid Stanford University , medlem av US National Academy of Sciences och American Philosophical Society (1983), utländsk medlem av French Academy of Sciences (1981) och Royal Society of London (1992). Tilldelas även National Science Medal (1983) och andra utmärkelser .

Medan han fortfarande var ung forskare löste Paul Berg flera nyckelproblem inom metabol kemi och fortsatte sedan med att utforska mekanismerna genom vilka DNA och RNA styr proteinsyntesen i levande system. 1972, tillsammans med kollegor från Stanford University, syntetiserade han det första rekombinanta DNA:t (r-DNA). Därefter hjälper han det internationella samfundet av r-DNA-forskare att lösa de fysiska och etiska problem som denna revolutionära teori tar upp.

Biografi

Född i en judisk familj (far - Harry Berg, textilarbetare, mamma - Sarah Brodskaya, hemmafru) [6] , där han var äldsta barnet. Efter att ha läst i tidig ålder böckerna Arrowsmith av Sinclair Lewis och The Microbe Hunters av Paul de Kruy , och efter att ha blivit intresserad av biologi genom dem, ville Berg bli vetenskapsman. Som 14-åring skrev han sig in på Lincoln High School och hoppade över flera grundklasser samtidigt. Han tog examen från gymnasiet i januari 1943 och, eftersom han ville slåss i kriget, tog han värvning i marinen så snart han var 17. Medan han väntade på att bli kallad till Navy Pilot School gick han in på Pennsylvania State University för att specialisera sig på biokemi, där han också genomgick förflygningsutbildning. När lotsutbildningen minskade i flottan började Berg förbereda sig för tjänst på ett fartyg - han skulle tjänstgöra på en ubåt fram till 1946. Han återvände till University of Pennsylvania för att fortsätta sina studier och tog sin kandidatexamen 1948. Året innan gifte han sig med Mildred Levy, som han träffade på gymnasiet. De fick senare ett barn som fick namnet John.

Han tog sin doktorsexamen i biokemi från Case Institute of Technology 1952 . Bergs avhandlingsarbete ägnades åt studiet av omvandlingen av myrsyra , formaldehyd och metanol till en helt reducerad metylgrupp av metionin . Berg var den första som visade att folsyra och vitamin B 12 spelar en viktig roll i denna omvandling.

1959, vid 33 års ålder, blev Berg professor i biokemi vid Stanford School of Medicine, och före sin fyrtioårsdag blev han medlem av US National Academy of Sciences.

1980 fick han Nobelpriset i kemi tillsammans med Walter Gilbert och Frederick Sanger för grundforskning om nukleinsyror . 1985 gav president Ronald Reagan honom 1983 års US National Medal of Science [7] .

Berg avslutade sin forskarkarriär 2000 och är för närvarande emeritusprofessor vid Stanford University .

2016 undertecknade han ett brev där han uppmanade Greenpeace , FN och regeringar runt om i världen att sluta bekämpa genetiskt modifierade organismer ( GMO ) [8] [9] [10] .

Medlem av American Academy of Arts and Sciences (1966) och Pontifical Academy of Sciences (1996), utländsk medlem av French Academy of Sciences (1981) och Royal Society of London (1992). Fello i American Association for the Advancement of Science (1966) och medlem av EMBO .

Vetenskaplig forskning

Tidig vetenskaplig forskning (före 1959)

Bergs doktorsavhandling tog upp ett centralt problem inom biokemin och visade hur vitamin B 12 och folsyra gör det möjligt för djur att syntetisera aminosyran metionin. Detta arbete gav honom också möjlighet att fortsätta sina studier av enzymologi. Han träffade två stigande stjärnor inom enzymologi, Arthur Kornberg och Herman Kalkar , som bjöd in honom att arbeta med dem i framtiden. Han doktorerade 1952 och tillbringade ett år med Kalkar vid Institutet för Cytofysiologi i Köpenhamn, där han och en kollega, i hopp om att belysa en nyckelpunkt i glukosmetabolismen, istället upptäckte ett nytt enzym som möjliggör överföring av fosfat från adenosintrifosfat (ATP) till liknande molekyler av inosintrifosfat (ITP) eller guanosintrifosfat. Detta arbete förklarade att biologiska system kan använda andra trifosfatformer än ATP för att transportera energi. Från 1953-1954 arbetade Berg i Arthur Kornbergs laboratorium vid Washington University i St. Louis. Han bestämde sig för att undersöka problemet med syntesen av acetylsubstituerat koenzym A, en viktig intermediär i den centrala metaboliska processen, som ett resultat av vilken mat bryts ner och energi frigörs. Fritz Lipmann och Feodor Linen föreslog en trestegsprocess som inkluderar ett AMP-enzymkomplex. Berg fann att istället för att komplexbinda med AMP, katalyserar enzymet syntesen av acetyl-SCoA på ett helt annat sätt. Detta arbete motbevisade modellen som föreslagits av två stora biokemister och löste ett annat viktigt problem inom detta område. Nyare studier har visat att metabolismen och syntesen av fettsyror sker genom liknande kemiska processer. Bergs efterföljande forskning visade att mekanismen genom vilken aminosyror kombineras till proteiner är mycket lik den som observeras vid syntes av fettsyror - det vill säga aminosyror "aktiveras" till acyl-AMP-formen och kan fästa till överföring av RNA ( t-RNA). Överför RNA för sedan dem till cellens ribosomer för proteinsyntes. Berg fick Eli Lilly-priset i biokemi 1959 för detta arbete och hans fortsatta forskning fokuserade främst på proteinsyntes, som styrs av RNA.

Ytterligare forskning (1959-1980)

1959 lämnade Arthur Kornberg Institutionen för mikrobiologi vid University of Washington School of Medicine för att leda den nya institutionen för biokemi vid Stanford University. De flesta av hans kollegor, inklusive Berg, flyttade med honom. På Stanford var huvudfokus för Bergs forskning syntes av proteiner från aminosyror, särskilt aktivering av aminosyror. Detta var ett knepigt problem, eftersom han upptäckte att varje aminosyra hade sitt eget tRNA (det fanns 3 eller 4 typer). Enzymerna som binder aminosyror till lämpligt tRNA är också mycket specifika. Det blev tydligt att vid proteinsyntes var noggrannheten i att fästa en aminosyra till ett specifikt t-RNA nyckeln till korrekt överföring av genetisk information. Bergs team har ägnat många år åt att belysa strukturen och specificiteten hos dessa enzymer. År 1967 hade de visat att genetiskt förändrade tRNA-molekyler kunde leda till felläsning av den genetiska koden i ribosomer. Studier med modifierade RNA har gett insikt i specificiteten hos aminoacyl-tRNA-syntes och användningen av denna specificitet i proteinbiosyntes. Under dessa år studerade Berg även mekanismerna för DNA-transkription och isolerade ett RNA-polymeras i E. coli som syntetiserade RNA från en DNA-mall.

Bergs forskning kring DNA-transkription och translation av mRNA till proteiner ( genuttryck ) hjälpte till att avslöja de relaterade processerna för genreglering, det vill säga i vilken utsträckning och under vilka förhållanden en given gen eller grupp av gener uttrycks. Under många år har det varit uppenbart att vissa bakteriegener endast dyker upp under vissa förhållanden; till exempel kan syntesen av ett enzym av en bakteriekultur slås på och av genom att ändra näring, syre och andra variabler. Förståelsen för på- och avstängningsmekanismer hos bakterier spred sig snabbt i början av 1960-talet. Dessa mekanismer studerades av Jacques Monod och François Jacob vid Pasteur Institute. Ett franskt team av forskare har, med hjälp av en kultur av E. coli, identifierat delar av bakteriellt DNA som kontrollerar vissa funktioner (såsom syntesen av essentiella enzymer). De kallade dessa avsnitt för " operatorer ", och gruppen av gener som regleras tillsammans - " operoner ". Operatörer är ofta intill gener som är ansvariga för syntesen av ett repressorprotein som hindrar operatören från att uttryckas. Monod och Jakob visade att induktionen av enzymer som produceras genom bindning av repressorgener i en given DNA-region tillåter att den undertryckta genen uttrycks fram till denna punkt. Flera av Bergs kollegor, däribland Dale Kaiser, har varit involverade i hans forskning. Kaiser har arbetat mycket med lambdafager, lysogena virus som infekterar E. coli. Lysogena fager uppmärksammades av forskare som studerade genreglering eftersom, istället för att döda värdcellen, förblev sådana virus latenta, integrerade med värdens DNA och replikerade tillsammans med det. Faggener förblir inaktiva tills något aktiverar dem. Vid denna tidpunkt förökar de sig och dödar värdcellen som ett vanligt virus.

1965 föreslog Kaiser att lambdabakteriofagmekanismen liknade den hos däggdjurstumörvirus såsom simianvirus 40 ( SV40 ) och polyom , som orsakar tumörer hos apor och möss. Parallellen var inte exakt (tumörvirusgener integrerade men inte undertryckta i värdcellen, och fortsatte att uttrycka gener som förvandlar en cell till en tumörcell), men Berg var intresserad av implikationerna: kan virus användas för att studera genreglering i däggdjursceller, precis som hur användes de i bakterieceller? Han kände att den vetenskapliga förståelsen av genuttryck i bakterier blev allt tydligare, men det rådde fortfarande mycket osäkerhet kring genuttryck i högre livsformer. För att studera detta bestämde sig Berg för att sluta arbeta med bakteriesystem för proteinsyntes, lärde sig att odla däggdjursceller och använda tumörvirus som modeller för att studera genuttryck hos däggdjur. Han tillbringade 1967-68 vid Salk Institute i San Diego och studerade cellodlingstekniker med Renato Dulbecco .

När Berg återvände till Stanford byggde han ett nytt laboratorium lämpligt för att arbeta med däggdjursvirus och ägnade flera år åt att undersöka mutationer i SV40, karakterisera dess genom och bestämma vilka delar av DNA som kodar för vilka gener. Nästa mål för forskningen, som så småningom skulle leda till utvecklingen av rekombinanta DNA-teknologier, fastställdes av det arbete som Berg hade gjort tidigare med Charles Janowski . Detta arbete syftade till att studera mutationer i tRNA som förändrade läsningen av den genetiska koden, genom att använda lambda-fager som transformerande medel, flytta små delar av bakteriellt DNA från en värd till en annan. Generna som behövde överföras kunde identifieras eftersom vissa fager bara integrerades på ett ställe i bakteriegenomet . (Andra fager valde slumpmässiga regioner av bakteriellt DNA, så varje fag bar en individuell region av värd-DNA.) Berg ville veta om däggdjurstumörvirus kunde ta upp gener och överföra dem till nya celler med samma mekanism. När fager gör detta lämnar de efter sig några av sina egna gener, vid 50 kb kan de ta emot dessa förändringar utan konsekvenser.

Tekniken som Berg och kollegor utvecklade för att splitsa två DNA-molekyler använde en uppsättning enzymer isolerade av Kornberg och andra. Först klippte de det cykliska SV40-viruset och plasmid-DNA. Baserat på kunskapen om att lambdafag-DNA hade "klibbiga" ändar som gjorde att komplementära baspar kunde binda till en enda DNA-molekyl vriden till långa kedjor eller cykler, syntetiserade de "klibbiga" ändar genom att lägga till en tymin- eller adeninbas (T eller A) använda ett annat enzym. Sedan sammanfogas de två DNA-strängarna med hjälp av DNA-polymeras, ligas och andra enzymer. Denna komplexa procedur, som beskrevs av Berg, David Jackson och Robert Simons i en artikel från 1972 i Proceedings of the National Academy of Sciences, ledde till skapandet av den första rekombinanta DNA-molekylen [11] . Ett år senare upptäckte Stanley N. Cohen , Herbert Boyer och andra att restriktionsenzymet EcoRI kunde skapa den nödvändiga "klibbiga" änden på nästan vilken DNA-molekyl som helst, vilket avsevärt förenklar processen och gör det möjligt för forskare, åtminstone i teorin , för att sammanfoga två DNA-molekyler. 1980 fick Berg Nobelpriset i kemi och Laskerpriset för detta banbrytande arbete. Dessa rekombinanta teknologier var lovande för den vetenskapliga förståelsen av genetik och revolutionerande inte bara inom biologi utan inom områden som antropologi, medicin och kriminalteknik. De har också gjort det möjligt att skapa specialiserade mikroorganismstammar för en mängd olika ändamål, allt från genetiskt modifierade matväxter till bakterier.

Mogna år (1980–nutid)

Berg fördjupade sin forskning om r-DNA mellan 1980 och 2000 och studerade bland annat mekanismen för rekombinant reparation av destrukturerat DNA. Berg insåg behovet av att koppla molekylärbiologisk forskning med klinisk forskning och hjälpte till att etablera Interdisciplinary Center for Molecular and Genetic Medicine i Stanford 1985 och blev dess första chef. Som många forskare inom genetikområdet har Berg kopplat samman akademisk forskning och industriforskning. 1980 grundade han tillsammans med sina kollegor Arthur Kornberg och Charles Janowski DNAX, ett biotekniskt forskningsinstitut. Inledningsvis låg fokus för forskningen på användningen av r-DNA för syntes av immunglobuliner med specifika egenskaper. Sedan fortsatte forskningen inom området för att erhålla interleukiner , för detta använde de kloningssystem utvecklade i Bergs laboratorium. För närvarande är DNAX ett av de ledande forskningscentrumen inom området immunologi [12] .

Efter avslutad forskarkarriär fortsatte Berg att sitta i olika rådgivande kommittéer, men han utvecklade även andra intressen. Inom några år blev han intresserad av vetenskaplig biografi, forskning och att skriva en bok om grundaren av genetiken , George Beadle , som skrevs tillsammans med Maxine Singer . Bok: George Beadle: An Uncommon Farmer publicerades 2003.

Utmärkelser och utmärkelser [13]

Stora publikationer

Anteckningar

  1. ↑ Paul Berg - Biografisk - Nobelstiftelsen .
  2. ↑ Paul Berg // Encyclopædia  Britannica
  3. ↑ Paul Berg // Brockhaus Encyclopedia  (tyska) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  4. ↑ Notable Names Database  (engelska) - 2002.
  5. ↑ Notable Names Database  (engelska) - 2002.
  6. ↑ Paul Berg (21 oktober 2008). Hämtad 30 juni 2016. Arkiverad från originalet 20 maj 2016.
  7. ↑ Stanford University Libraries & akademiska informationsresurser . Hämtad 1 december 2012. Arkiverad från originalet 1 december 2012.
  8. ↑ 107 Nobelpristagare undertecknar brev som spränger Greenpeace över GMO . Hämtad 30 juni 2016. Arkiverad från originalet 29 juni 2016.
  9. ↑ Pristagare av märker att stödja precisionsjordbruk (GMOs) . Hämtad 30 juni 2016. Arkiverad från originalet 7 juli 2016.
  10. ↑ Lista över Nobelpristagare som undertecknade brevet . Hämtad 30 juni 2016. Arkiverad från originalet 2 september 2017.
  11. ↑ D. A. Jackson, R. H. Symons, P. Berg. Biokemisk metod för att infoga ny genetisk information i DNA från Simian Virus 40: Cirkulära SV40 DNA-molekyler som innehåller Lambda-faggener och galaktosoperonen från Escherichia coli  //  Proceedings of the National Academy of Sciences. — 1972-10-01. — Vol. 69 , iss. 10 . — S. 2904–2909 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.69.10.2904 .
  12. ↑ Paul Berg Papers Arkiverade 20 januari 2013 på Wayback Machine 
  13. ↑ Stanford School of Medicine Arkiverad 9 juni 2011 på Wayback Machine 
  14. ↑ Acyl Adenylates: The Synthesis and Properties of Adenyl Acetate Arkiverad 5 juli 2013 på Wayback Machine 
  15. ↑ The Chemical Synthesis of Amino Acyl Adenylates Arkiverad 5 juli 2013 på Wayback Machine 
  16. ↑ En enzymatisk mekanism för att länka aminosyror till RNA Arkiverad 5 juli 2013 på Wayback Machine 
  17. ↑ Deoxiribonukleinsyra-riktad syntes av ribonukleinsyra av ett enzym från Escherichia coli Arkiverad 5 juli 2013 på Wayback Machine 
  18. ↑ Sammanfattning av Asilomar-konferensen om rekombinanta DNA-molekyler Arkiverad 5 juli 2013 på Wayback Machine 
  19. ↑ Jämförelse av intronberoende och intronoberoende genuttryck. Arkiverad 19 juli  2013 på Wayback  Machine _  _
  20. ↑ Omvänd genetik: dess ursprung och framtidsutsikter Arkiverad 17 oktober 2014 på Wayback Machine 
  21. ↑ The Recombinant DNA Controversy: Twenty Years Later Arkiverad 5 juli 2013 på Wayback Machine 
  22. ↑ Metod med hög genomströmning för att analysera metylering av CpGs i riktade genomiska regioner. Arkiverad 11 maj  2013 på Wayback  Machine _  _
  23. ↑ Personliga reflektioner om ursprunget och uppkomsten av rekombinant DNA-teknologi. Arkiverad 19 juli  2013 på Wayback  Machine _  _

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk