Antoniego Mahowalda

Anthony Mahowald (ur. 24 listopada 1932) jest genetykiem molekularnym i biologiem komórkowym, który pełnił funkcję przewodniczącego wydziału genetyki molekularnej i biologii komórkowej na Uniwersytecie w Chicago . Jego laboratorium koncentrowało się na Drosophila melanogaster , często określanej jako muszka owocowa, koncentrując się w szczególności na kontrolowaniu genetycznego aspektu głównych wydarzeń rozwojowych. Jego główne przełomy badawcze obejmowały badanie niszy komórek macierzystych , endocykli i różnych typów aktyny .

Życie osobiste

Anthony Mahowald jest żonaty i ma troje dzieci.

Kariera edukacyjna

Anthony Mahowald urodził się 24 listopada 1932 roku w Albany w stanie Minnesota . Mahowald uzyskał tytuł licencjata w Spring Hill College w Mobile w stanie Alabama. Po studiach licencjackich Mahowald uzyskał stopień doktora. z Johns Hopkins University w 1962 roku. W Johns Hopkins Mahowald badał strukturę komórek biegunowych i polarnych granulek u Drosophila melanogaster. Zarówno jego stopnie licencjackie, jak i doktoranckie dotyczyły biologii.

Profesjonalna kariera

Mahowald pracował na wielu uniwersytetach w swojej karierze akademickiej. W latach 1972-1982 rozpoczął karierę na Uniwersytecie Marquette , pracując jednocześnie w Instytucie Badań nad Rakiem w Filadelfii w Pensylwanii. Następnie przyjął posadę na Indiana University w latach 1972-1982. Następnie przeniósł się na Case Western Reserve University w latach 1982-1990. Wreszcie, w latach 1990-2002, Mahowald był zatrudniony na Uniwersytecie w Chicago jako kierownik wydziału genetyki molekularnej i biologii komórkowej. W 2002 roku przeszedł na emeryturę ze środowiska akademickiego i obecnie pracuje jako emerytowany na Uniwersytecie w Chicago.

Nagrody i stowarzyszenia

Mahowald jest członkiem wielu prestiżowych organizacji. Jest członkiem American Association for the Advancement of Science, Society of Scholars at Johns Hopkins University, American Academy of Arts and Sciences, Woodrow Wilson Foundation, Genetics Society of America, American Society of Cell Biology, Society of Cell Biologii Rozwoju i Narodowej Akademii Nauk.

Badania i wkład naukowy

Drosophila melanogaster pod mikroskopem

Większość jego badań koncentrowała się wokół muszki owocowej i innych owadów w badaniach rozwojowych i genetycznych.

Jeden z przełomowych artykułów Malhowalda obejmuje badanie niszy komórek macierzystych, która jest wyspecjalizowanym środowiskiem, w którym dorosłe komórki macierzyste znajdują się u niektórych owadów i płazów. Obszar ten pomaga utrzymać komórki macierzyste w niezróżnicowanym stanie poprzez sygnalizację krótkiego zasięgu. Mahowald odkrył, że ten obszar, a konkretnie adhezja komórek macierzystych na bazie e-kadheryny, ma kluczowe znaczenie dla utrzymania komórek macierzystych linii zarodkowej Drosophila. Te komórki macierzyste są ważne dla reprodukcji Drosophila, gdy zamieniają się w plemniki. W jądrach Drosophila receptor fosfatazy tyrozynowej związanej z antygenem leukocytów (LAR) celuje w selekcję i tworzenie synaps z komórkami nerwowymi. Po testach odkryto, że ekspresja receptora jest zwiększona w analizie jąder zawierających większą liczbę wczesnych komórek rozrodczych i cyst. Po analizie tych danych i dalszych własnych testach Mahowald odkrył, że LAR wyrażany w jądrach zatrzymuje komórki macierzyste linii germinalnej w niszy poprzez zwiększoną adhezję opartą na E-kadherynie.

Niektóre z najnowszych prac Mahowalda koncentrują się wokół badania endocykli. Są to cykle komórkowe, które nie mają fazy mitotycznej. Innymi słowy, komórki nieustannie powielają swoją informację genetyczną bez podziału na dwie komórki. Tworzy to bardzo duże komórki, ale ich informacja genetyczna nie może być zorganizowana i podzielona na chromosomy z powodu hamowania aktywności kinazy zależnej od cyklin. Mahowald odkrył przedmitotyczne endocykle w nienowotworowych komórkach poliploidalnych Drosophila. Endocykling tworzy komórkę poliploidalną, a te poliploidalne mają wysokie wskaźniki błędów, co sugeruje, że nastąpi nagromadzenie komórek z nieprawidłową liczbą chromosomów. Twierdzi, że endocykling przedmitotyczny jest niezbędny dla rozwoju nienowotworowych poliploidów, szczególnie w rozwoju brodawek. Podczas gdy organizmy umrą w wyniku nagromadzenia aneuploidu, Mahowald odkrył, że w tym przypadku nie zaobserwowano znaczących zmian we wskaźnikach przeżycia. W ten sposób on i jego zespół bezpośrednio obalili wcześniejsze przypuszczenia, że ​​aneuploidia zmniejsza przeżywalność różnych owadów, zwłaszcza much.

Mahowald badał również aktynę i różne geny, które kodują bardzo podobne typy aktyny w organizmie. Mahowald był zaniepokojony, dlaczego organizmy mają wiele bardzo podobnych genów, które kodują te same białka, różniące się tylko kilkoma aminokwasami. Aby spróbować odpowiedzieć na to pytanie, Mahowald i zespół wyizolowali dwa geny aktyny, Act42A i Act5C, przy czym tylko dwa aminokwasy różnią się między tymi dwoma genami i oba są obecne we wszystkich komórkach Drosophila podczas rozwoju.

Inni badacze ustalili, że wiele izoform ma kluczowe znaczenie dla rozwoju. Ustalono, że niewielkie różnice sprawiają, że włókna aktynowe mają różne funkcje, takie jak funkcje cytoplazmatyczne i funkcje mięśni. Rzeczywiście, Mahowald ustalił, że istnieje potrzeba wielu form aktyny ze względu na dużą ilość aktyny potrzebnej w komórce, a także fakt, że niektóre komórki mają różne potrzeby oparte na mikrofilamentach. Jednak postanowił ustalić, czy te włókna aktynowe można wymieniać ze względu na ich podobieństwo w strukturze.

Mahowald skupił się na cytoplazmatycznych genach aktyny zamiast na aktynie mięśniowej ze względu na wielofunkcyjny charakter aktyny cytoplazmatycznej w porównaniu z aktyną mięśniową. Korzystając z genomowego DNA i sekwencji PCR z odwrotną transkrypcją, Mahowald ustalił, że te substytucje aminokwasów w Act5C i Act42A nie wystąpiły w regionach cząsteczki aktyny, w których oddziałują białka wiążące aktynę. Używając Drosophila jako łatwego do kontrolowania systemu genetycznego, Mahowald i jego zespół odkryli, że mutacje w genie Act5C powodowały śmierć organizmu, co wskazuje, że Act5C pełnił ważną i izolowaną funkcję. Jednak gen hybrydowy zawierający Act42A zapobiegł śmierci organizmu, co wskazuje, że różnice aminokwasowe między dwiema izoformami nie są znaczące. Mimo wszystko Mahowald doszedł do wniosku, że tkanki bogate w ekspresję genu Act5C nie mogą odpowiednio funkcjonować tylko z izoformą Act42A. Innymi słowy, choć bardzo podobne w sekwencjonowaniu genetycznym, różne izoformy aktyny są ważne dla przeżywalności i funkcjonalności Drosophila.