stringtranslate.com

Энтони Маховальд

Энтони Маховальд (родился 24 ноября 1932 года) — молекулярный генетик и клеточный биолог, заведующий кафедрой молекулярной генетики и клеточной биологии в Чикагском университете . [1] Его лаборатория занималась плодовой мушкой Drosophila melanogaster , уделяя особое внимание контролю генетических аспектов основных событий развития. [1] Его основные научные достижения включали изучение ниши стволовых клеток , эндоциклов и различных типов актина .

Личная жизнь

Энтони Маховальд женат и имеет троих детей. [2]

Образовательная карьера

Энтони Маховальд родился в Олбани, штат Миннесота , 24 ноября 1932 года. [3] Маховальд получил степень бакалавра в колледже Спринг-Хилл в Мобайле, штат Алабама. [3] После окончания бакалавриата Маховальд получил степень доктора философии в Университете Джонса Хопкинса в 1962 году. [3] В Университете Джонса Хопкинса Маховальд изучал структуру полярных клеток и полярных гранул у Drosophila melanogaster. [4] Обе его степени — бакалавра и доктора — были получены в области биологии.

Профессиональная карьера

Маховальд работал во многих университетах в своей академической карьере. С 1972 по 1982 год он начал свою карьеру в Университете Маркетт , одновременно работая в Институте исследований рака в Филадельфии, штат Пенсильвания. [3] Затем он принял должность в Университете Индианы с 1972 по 1982 год. [3] Затем он перешел в Университет Кейс Вестерн Резерв с 1982 по 1990 год. [3] [5] Наконец, с 1990 по 2002 год Маховальд работал в Чикагском университете в качестве заведующего кафедрой молекулярной генетики и клеточной биологии. [3] В 2002 году он ушел из академии и в настоящее время работает в качестве почетного профессора в Чикагском университете. [1]

Награды и ассоциации

Маховальд является членом широкого круга престижных организаций. Он является членом Американской ассоциации содействия развитию науки, Общества ученых Университета Джонса Хопкинса, Американской академии искусств и наук, Фонда Вудро Вильсона, Генетического общества Америки, Американского общества клеточной биологии, Общества биологии развития и Национальной академии наук. [3]

Исследования и научный вклад

Drosophila melanogaster под микроскопом

Большая часть его исследований была сосредоточена на изучении развития и генетики обыкновенной плодовой мушки и других насекомых. [6] [ проверка не удалась ]

Одна из новаторских статей Малховальда посвящена изучению ниши стволовых клеток, которая представляет собой специализированную среду, в которой взрослые стволовые клетки находятся у некоторых насекомых и земноводных. [7] Эта область помогает поддерживать стволовые клетки в недифференцированном состоянии с помощью короткодействующих сигналов. [8] Маховальд обнаружил, что эта область, и в частности адгезия стволовых клеток на основе e-кадгерина, жизненно важна для поддержания стволовых клеток зародышевой линии дрозофилы. [8] Эти стволовые клетки важны для воспроизводства дрозофилы, поскольку они превращаются в сперматозоиды. В яичках дрозофилы тирозинфосфатаза рецептора лейкоцитарного антигена (LAR) нацелена на отбор и формирование синапсов с нервными клетками. [8] После тестирования было обнаружено, что экспрессия рецептора увеличивается при анализе яичек, содержащих большее количество ранних зародышевых клеток и кистозных клеток. [8] После анализа этих данных и дальнейшего собственного тестирования Маховальд обнаружил, что LAR, экспрессируемый в яичках, удерживает стволовые клетки зародышевой линии в нише за счет повышенной адгезии на основе E-кадгерина. [8]

Некоторые из последних работ Маховальда сосредоточены вокруг изучения эндоциклов. Это клеточные циклы, которые не имеют митотической фазы. Другими словами, клетки непрерывно дублируют свою генетическую информацию без деления на две клетки. [9] Это создает очень большие клетки, но их генетическая информация не может быть организована и разделена на хромосомы из-за ингибирования активности циклин-зависимой киназы. Маховальд обнаружил премитотические эндоциклы в ректальных нераковых полиплоидных клетках у дрозофилы. [10] Эндоциклирование создает полиплоидную клетку, и эти полиплоиды имеют высокие показатели ошибок, что предполагает, что будет происходить накопление клеток с неправильным числом хромосом. [9] Он утверждает, что премитотический эндоциклирование имеет важное значение для развития нераковых полиплоидов, особенно при развитии сосочков. [10] Хотя организмы погибают от накопления анеуплоидов, Маховальд обнаружил, что в этом случае существенных изменений в показателях выживаемости не наблюдается. [10] Таким образом, он и его команда напрямую опровергли предыдущие мысли о том, что анеуплоидия снижает выживаемость у различных насекомых, особенно мух. [11]

Маховальд также изучал актин и различные гены, которые кодируют очень похожие типы актина в организме. Маховальд был обеспокоен тем, почему организмы имеют несколько очень похожих генов, которые кодируют одни и те же белки, отличающиеся всего несколькими аминокислотами. Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, Маховальд и его команда выделили два гена актина, Act42A и Act5C, причем только две аминокислоты различаются между двумя генами, и оба присутствуют во всех клетках дрозофилы во время развития. [12]

Другие исследователи установили, что множественные изоформы имеют решающее значение для развития. Было установлено, что небольшие различия создают актиновые нити, которые имеют разные функции, такие как цитоплазматические функции и мышечные функции. [13] Действительно, Маховальд установил, что существует необходимость в множественных формах актина из-за большого количества актина, необходимого клетке, а также того факта, что некоторые клетки имеют разные потребности, основанные на микрофиламентах. Однако он решил определить, могут ли эти актиновые нити быть взаимозаменяемыми из-за их сходства в структуре.

Маховальд сосредоточился на генах цитоплазматического актина вместо мышечного актина из-за многофункциональной природы цитоплазматического актина по сравнению с мышечным актином. [14] Используя геномную ДНК и последовательности обратной транскрипции ПЦР, Маховальд определил, что эти замены аминокислот в Act5C и Act42A не происходят в областях молекулы актина, где взаимодействуют связывающие актин белки. [12] Используя Drosophila в качестве легко контролируемой генетической системы, Маховальд и его команда обнаружили, что мутации в гене Act5C вызывают смерть организма, что указывает на то, что Act5C действительно имеет важную и изолированную функцию. [12] Однако гибридный ген, содержащий Act42A, предотвратил смерть организма, что указывает на то, что различия в аминокислотах между двумя изоформами незначительны. [12] Несмотря на все это, Маховальд пришел к выводу, что ткани, богатые экспрессией гена Act5C, не могут адекватно функционировать только с изоформой Act42A. [12] Другими словами, хотя генетическая последовательность и очень схожа, различные изоформы актина важны для выживаемости и функциональности дрозофилы.

Ссылки

  1. ^ abc "Энтони П. Маховальд, доктор философии | Кафедра молекулярной генетики и клеточной биологии". Чикагский университет . Получено 10 апреля 2021 г.
  2. ^ "Глава биологического факультета Чикагского университета, доктор философии Энтони П. Маховальд помогает усовершенствовать программы по естественным наукам в средней школе Лео 2007". leoalumni.org . Получено 10 апреля 2021 г. .
  3. ^ abcdefgh "Энтони Маховальд: университетские награды и премии". Университет Индианы . Получено 10 апреля 2021 г.
  4. ^ Маховальд АП (декабрь 1962 г.). «Тонкая структура полярных клеток и полярных гранул у Drosophila melanogaster». Журнал экспериментальной зоологии . 151 (3): 201–215. Bibcode : 1962JEZ...151..201M. doi : 10.1002/jez.1401510302. ISSN  0022-104X.
  5. ^ Perrimon N, Engstrom L, Mahowald AP (сентябрь 1985 г.). «Генетика развития региона 2C-D хромосомы X дрозофилы». Genetics . 111 (1): 23–41. doi :10.1093/genetics/111.1.23. PMC 1202596 . PMID  3928431. 
  6. ^ "Введение в плодовых мушек". The Berg Lab . 23 апреля 2015 г. Получено 10 апреля 2021 г.
  7. ^ Ferraro F, Celso CL, Scadden D (2010). «Взрослые стволовые клетки и их ниши». Клеточная биология стволовых клеток . Достижения в экспериментальной медицине и биологии. Том 695. С. 155–68. doi :10.1007/978-1-4419-7037-4_11. ISBN 978-1-4419-7036-7. PMC  4020242 . PMID  21222205.
  8. ^ abcde Srinivasan S, Mahowald AP, Fuller MT (апрель 2012 г.). «Рецептор тирозиновой фосфатазы Lar регулирует адгезию между стволовыми клетками мужской зародышевой линии Drosophila и нишей». Development . 139 (8): 1381–90. doi :10.1242/dev.070052. PMC 3308176 . PMID  22378638. 
  9. ^ ab Edgar BA, Zielke N, Gutierrez C (март 2014 г.). «Эндоциклы: повторяющееся эволюционное новшество для постмитотического роста клеток». Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 15 (3): 197–210. doi :10.1038/nrm3756. PMID  24556841. S2CID  641731.
  10. ^ abc Schoenfelder KP, Montague RA, Paramore SV, Lennox AL, Mahowald AP, Fox DT (сентябрь 2014 г.). «Незаменимые премитотические эндоциклы способствуют анеуплоидии в прямой кишке Drosophila». Development . 141 (18): 3551–60. doi :10.1242/dev.109850. PMC 6517832 . PMID  25142462. 
  11. ^ Линдсли DL, Сэндлер L, Бейкер BS, Карпентер AT, Денелл RE, Холл JC и др. (май 1972 г.). «Сегментарная анеуплоидия и генетическая общая структура генома дрозофилы». Генетика . 71 (1): 157–84. doi :10.1093/genetics/71.1.157. PMC 1212769 . PMID  4624779. 
  12. ^ abcde Fyrberg EA, Mahaffey JW, Bond BJ, Davidson N (май 1983). «Транскрипты шести генов актина Drosophila накапливаются в зависимости от стадии и ткани». Cell . 33 (1): 115–23. doi :10.1016/0092-8674(83)90340-9. PMID  6432334. S2CID  23746956.
  13. ^ Herman IM (февраль 1993). "Изоформы актина". Current Opinion in Cell Biology . 5 (1): 48–55. doi :10.1016/S0955-0674(05)80007-9. PMID  8448030.
  14. ^ Storti RV, Rich A (июль 1976 г.). «Цитоплазматический актин цыпленка и мышечный актин имеют разные структурные гены». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (7): 2346–50. Bibcode : 1976PNAS...73.2346S. doi : 10.1073/pnas.73.7.2346 . PMC 430559. PMID  1065885 .