Anthony'ego Cashmore'a

Anthony'ego R. Cashmore'a
Urodzić się	1941 ( 1941 )
Alma Mater	University of Auckland BS , MS , PhD , Chemia
Znany z	Odkrycie kryptochromu , fotoreceptora światła niebieskiego u Arabidopsis
Współmałżonek	Nancy Bonini
Nagrody	Wybrany członek Narodowej Akademii Nauk
Kariera naukowa
Pola	Biologia roślin Biologia molekularna
Instytucje	University of Pennsylvania (emerytowany profesor) Rockefeller University (profesor nadzwyczajny)
Strona internetowa	live-sas-bio .pantheon .sas .upenn .edu / ludzie / anthony-cashmore

Anthony R. Cashmore (ur. 22 stycznia 1941) jest biochemikiem i biologiem molekularnym roślin , najbardziej znanym z identyfikacji białek fotoreceptorów kryptochromu . Te wyspecjalizowane białka mają kluczowe znaczenie dla rozwoju roślin i odgrywają istotną rolę w rytmach okołodobowych roślin i zwierząt. Emerytowany profesor na Wydziale Biologii Uniwersytetu w Pensylwanii , Cashmore kierował Instytutem Nauk o Roślinach od momentu powołania w 1986 r. do przejścia na emeryturę w 2011 r. W 2003 r. został wybrany do Narodowej Akademii Nauk .

Wczesne życie i edukacja

Urodzony w Auckland ( Nowa Zelandia ) w 1941 roku, Cashmore dorastał w Manawaru i Te Aroha . Jako nastolatek Cashmore pracował w Palmerston North w Wydziale Grasslands nowozelandzkiego Departamentu Badań Naukowych i Przemysłowych (DSIR) .

Cashmore zapisał się na University of Auckland na kierunku chemia i uzyskał tytuł Bachelor of Science w 1962 r., Master of Science w 1963 r. oraz doktorat. Stopień doktora uzyskał w 1966 r. W 1968 r. Cashmore przeniósł się do Cambridge (Wielka Brytania) , aby kontynuować studia podoktoranckie na Wydziale Chemii Uniwersytetu w Cambridge , a później w Laboratorium Biologii Molekularnej MRC . W 1971 Cashmore przeniósł się do Stanów Zjednoczonych, gdzie przed powrotem do Nowej Zelandii pracował jako pracownik naukowy w laboratorium Michaela Chamberlina na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley .

W 1979 Cashmore objął stanowisko na Rockefeller University (Nowy Jork), najpierw jako naukowiec wizytujący w laboratorium Nam-Hai Chua , a następnie jako adiunkt, a następnie profesor nadzwyczajny. W 1986 Cashmore został mianowany dyrektorem Plant Science Institute na University of Pennsylvania ( Filadelfia ). Przeszedł na emeryturę w 2011 roku i obecnie jest emerytowanym profesorem biologii na Uniwersytecie Pensylwanii.

Kariera

Prostratyna

Podczas studiów doktoranckich Cashmore oczyścił toksyczny składnik Pimelea prostrata , toksycznego krzewu z Nowej Zelandii . Za pomocą chromatografii rozdzielczej Cashmore oczyścił i wykrystalizował aktywny składnik, określany jako prostatyna . Badania Cashmore'a wykazały, że prostatyna była uderzająco podobna do współrakotwórczych estrów forbolu oleju krotonowego , związek ten został następnie potwierdzony przy użyciu metod syntezy chemicznej i krystalografii rentgenowskiej .

Chemia kwasów nukleinowych

Degradacja hydrazyny

Pracując z George'em Petersenem (biochemik z Nowej Zelandii) w nowozelandzkim Departamencie Badań Naukowych i Przemysłowych (DSIR) (Palmerston North), Cashmore zapoznał się z badaniem kwasów nukleinowych i sposobami wykorzystania selektywnych odczynników chemicznych do określenia sekwencji kwasów nukleinowych DNA . Cashmore i Petersen zbadali zastosowanie hydrazyny jako narzędzia do pomiaru nukleotydów purynowych w próbkach DNA . Uznając, że DNA potraktowane hydrazyną, następnie wystawione na działanie alkalicznych , ulega degradacji, Cashmore zdefiniował ilościową technikę pomiaru nukleotydów purynowych w próbkach DNA. Następnie Allan Maxam i Walter Gilbert zastosowali podejście degradacji hydrazyny, aby opracować sekwencjonowanie Maxama-Gilberta , pierwszą powszechnie przyjętą metodę sekwencjonowania DNA.

tRNA

Pracując z Danem Brownem z Cambridge University , Cashmore wykazał, że odczynnik metoksyamina reagował z ograniczoną liczbą reszt cytozynowych w tRNA . Później Cashmore wykorzystał sekwencjonowania RNA , opracowaną niedawno przez Freda Sangera, do identyfikacji reaktywnych reszt cytozynowych w supresorowym tRNA tyrozyny Escherichia coli . Badając mutanta tego tRNA, Cashmore zidentyfikował nową reaktywną resztę cytozyny u podstawy pętli III . To odkrycie sugeruje, że parowanie zasad konserwowanych reszt, co potwierdza jeden z wczesnych modeli zaproponowanych dla trójwymiarowej struktury transferowego RNA.

Biosynteza RuBisCO

Karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa (RuBisCO) , uważana za najobficiej występujące białko na świecie, wykorzystuje energię fotosyntezy do wiązania dwutlenku węgla poprzez konwersję rybulozo-1,5-bisfosforanu do dwóch cząsteczek 3-fosfoglicerynianu . Jest to enzym będący przedmiotem zainteresowania w dziedzinie zmian klimatu ze względu na jego rolę w wiązaniu dwutlenku węgla . W nowozelandzkim DSIR Palmerston North Cashmore badał biosyntezę RuBisCO, wielopodjednostkowego ( osiem dużych i osiem małych podjednostek) białka znajdującego się w chloroplastach roślin . Używając selektywnych inhibitorów syntezy białek, Cashmore wykazał, że w przeciwieństwie do dużej podjednostki RuBisCO (o której wiadomo, że jest syntetyzowana na rybosomach chloroplastów), mała podjednostka RuBisCO była wytwarzana jako rozpuszczalne białko prekursorowe na rybosomach cytoplazmatycznych . Rozpuszczalne białko prekursorowe jest następnie przetwarzane i importowane do chloroplastów.

Regulowane światłem sekwencje wzmacniające

Na Uniwersytecie Rockefellera Cashmore badał sekwencje DNA związane z regulowaną światłem ekspresją genu małej podjednostki RuBisCO jądra grochu . W ramach tych badań Cashmore współpracował z naukowcami z laboratorium Jeffa Schella i Marca Van Montagu w Gandawie (Belgia). Wykorzystując transgeniczne komórki roślinne, wykazali, że w grochu ekspresja regulowana światłem odbywa się za pośrednictwem fragmentu promotora o wielkości 1 kilozasad (kb) . W drugim badaniu wykazano, że ten fragment DNA ma właściwości sekwencji wzmacniającej , działającej w dowolnej orientacji i po fuzji z normalnie nieregulowanym światłem promotorem.

Kryptochrom

W 1881 roku Francis Darwin i Charles Darwin wykazali, że rośliny reagują fototropowo na światło niebieskie. Nieuchwytny do odkrycia, naukowcy nadali nazwę kryptochrom czynnikowi (czynnikom) fotoreceptorów odpowiedzialnym za ten efekt. Zainteresowany przyjęciem „mocy Arabidopsis ” do badania regulacji światła, w 1980 Cashmore, we współpracy ze doktorantką Margaret Ahmad, zidentyfikował mutanty Arabidopsis , które wykazywały zmniejszoną wrażliwość na światło niebieskie. Korzystając z sekwencjonowania DNA i komplementacji , Cashmore i Ahmed sklonowali gen i odkryli, że mutanty były allelami wcześniej zidentyfikowanego mutanta hy4 . Ahmad i Cashmore nazwali ten fotoreceptor światła niebieskiego „kryptochromem” i obecnie określa się go jako CRY1. Grupa badawcza Cashmore'a zidentyfikowała drugiego członka rodziny kryptochromów (CRY2) za pomocą biblioteki cDNA . Badania te były podstawą, która doprowadziła do identyfikacji białek CRY w innych gatunkach roślin, bakterii, grzybów, zwierząt i ludzi, a także do badań, które określiły kluczową rolę tych białek w regulacji zegara okołodobowego u różnych gatunków oraz jako podstawowe sensoryczne cząsteczka umożliwiająca zależną od światła orientację kompasu magnetycznego u ptaków wędrownych. Obecnie fotoniczne urządzenia medyczne do diagnostyki i terapii oparte na świetle są oparte na funkcji fotoreceptorów kryptochromowych.

Ludzkie zachowanie, wolna wola i świadomość

W ostatnich latach Cashmore zwrócił swoją uwagę na temat ludzkich zachowań, studiując koncepcje wolnej woli i świadomości . W publikacji na ten temat Cashmore zauważył, że w popularnych dyskusjach dotyczących względnego znaczenia natury w stosunku do wychowania elementem, którego często brakuje, jest świadomość, że jednostki nie są odpowiedzialne ani za swoje dziedzictwo genetyczne, ani za środowisko. Opierając się na tej obserwacji, zapytał zatem „skąd bierze się to pojęcie wolnej woli?” i wezwał społeczność naukową do ponownego rozważenia koncepcji wolnej woli.

Stosując metodę naukową do zbadania koncepcji z podejścia filozofii informacji , Cashmore argumentował, że wszystkie systemy biologiczne – w tym ludzie – przestrzegają praw chemii i fizyki. Cashmore dalej zasugerował, że koncepcja wolnej woli „jest iluzją, pokrewną wierzeniom religijnym lub przestarzałej wierze w witalizm ”, równoważną ciągłej wierze w kartezjański dwoistość , a zatem sprzeczną ze społeczną interpretacją odpowiedzialności w systemie wymiaru sprawiedliwości w sprawach karnych . Artykuł wywołał dyskusję i analizę ze strony naukowców z dziedziny biologii , nauk behawioralnych i filozofii . Naukowiec i autor Jerry Coyne stwierdził, że po przeczytaniu tego artykułu na temat determinizmu i wymiaru sprawiedliwości w sprawach karnych „natychmiast nawrócił się na determinizm”.

Honory i nagrody

Cashmore był profesorem biologii na Uniwersytecie w Pensylwanii i dyrektorem Plant Science Institute aż do przejścia na emeryturę w 2011 roku. Od 2011 roku jest emerytowanym profesorem na Uniwersytecie w Pensylwanii (Wydział Biologii). Cashmore jest autorem ponad 100 recenzowanych artykułów naukowych i zasiadał w radach redakcyjnych publikacji Plant Molecular Biology, The Plant Journal i Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . W 2003 został wybrany do Narodowej Akademii Nauk .

Wybrane publikacje

Artykuły prasowe

•   Herrera-Estrella L, Van den Broeck G, Maenhaut R, Van Montagu M, Schell J, Timko M i Cashmore A (1984) Indukowana światłem i związana z chloroplastami ekspresja chimerycznego genu wprowadzonego do Nicotiana tabacum przy użyciu wektora plazmidowego Ti . Natura 310, 115–120. PMID 6330570
•   Timko MP, Kaush AP, Castresana C, Fassler J, Herrera-Estrella L, Van den Broeck G, Van Montagu M, Schell J i Cashmore AR (1985) Regulacja światła roślinnej ekspresji genów przez element podobny do wzmacniacza. Natura 318, 579–582. PMID 3865055
•   Ahmad M i Cashmore AR (1993) Gen HY4 A. thaliana koduje białko o charakterystyce fotoreceptora światła niebieskiego. Natura 366, 162–166. PMID 8232555
•   Lin C, Robertson D, Ahmad M, Raibekas A, Jorns M, Dutton P i Cashmore A. (1995) Stowarzyszenie dinukleotydu flawinoadeninowego z receptorem niebieskiego światła Arabidopsis CRY1. Nauka 269, 968–970. ID 7638620
•   Cashmore, A (2010) The Lucretian swerve: Biologiczne podstawy ludzkich zachowań i wymiar sprawiedliwości w sprawach karnych . PNAS 107 (10), 4499–4504. Identyfikator PMID 20142481

Patenty

• US 5728925 , Herrera-Estrella, Luis; Van Den Broeck, Guido & Van Montagu, Marc et al., „ Chimaeric gene coding for a tranzytowy peptyd i heterologiczny polipeptyd ”, opublikowane 1998-03-17, przypisane do Bayer AG i Plant Genetic Systems NV  
• US 5824859 , Cashmore, Anthony Robert; Ahmad, Margaret & Lin, Chentao, „ Fotoreceptory światła niebieskiego i metody ich używania ”, opublikowane 20.10.1998, powierzone The Trustees of the University of Pennsylvania  

Rozdziały książki

• Jarillo J, Capel J i Cashmore AR (2004) Rozdział 8: Fizjologiczne i molekularne cechy roślinnych zegarów dobowych , w Molecular Biology of Circadian Rhythms

Życie osobiste

Cashmore urodził się w Auckland ( Nowa Zelandia ), jako syn Nancy i Normana Cashmore. Jest żonaty z amerykańskim neurologiem i genetykiem Nancy Bonini .

Linki zewnętrzne

• Google Scholar — Anthony R. Cashmore