Michała Eisenbacha
|
prof.
Michała Eisenbacha
doktorat
| |
|---|---|
מיכאל אייזנבך | |
| Urodzić się |
10 kwietnia 1945 |
| Narodowość | izraelski |
| Obywatelstwo | Izrael |
| Edukacja | doktorat , Uniwersytet w Tel Awiwie , 1975 |
| Znany z | Otwarcie pola nawigacji plemników ssaków, odkrycie chemotaksji i termotaksji plemników ssaków, przyczynienie się do zrozumienia molekularnego mechanizmu chemotaksji bakteryjnej |
| Kariera naukowa | |
| Pola | Biochemia |
| Instytucje | Instytut Nauki Weizmanna |
| Strona internetowa | |
Michael Eisenbach (hebr. מיכאל אייזנבך), dr hab. , jest izraelskim biochemikiem specjalizującym się w mechanizmach nawigacji komórek bakterii i plemników . Jest emerytowanym profesorem w Instytucie Nauki Weizmanna , Wydział Nauk Biomolekularnych, Rehovot, Izrael. Odkrył, że plemniki ssaków są aktywnie kierowane do komórki jajowej . To otworzyło pole badawcze dotyczące nawigacji plemników ssaków (nazywane również prowadzeniem nasienia). Wykazał, że nawigacja aktywna obejmuje chemotaksję i termotaksję . Wniósł znaczący wkład w zrozumienie tych dwóch procesów na poziomie molekularnym, fizjologicznym i behawioralnym, a także przyczynił się do zrozumienia molekularnego mechanizmu chemotaksji bakteryjnej .
Wczesne życie
Eisenbach urodził się w Tel Awiwie w Izraelu 10 kwietnia 1945 r. Jego rodzice, Menachem (Mendel; 1906–1976) i Haya (Helena Leibler; 1910–1993) Eisenbach, urodzili się w Polsce i wyemigrowali do Izraela pod koniec 1934 r. Większość członków ich rodzin pozostała w Polsce i została zgładzona podczas Holokaustu . Michael Eisenbach dorastał w Tel Awiwie i uczył się w wieczorowej szkole średniej, pracując w ciągu dnia jako posłaniec (najpierw w gminie Tel Aviv-Yafo , a następnie w Dubek firma). Pełnił obowiązkową kadencję wojskową w Siłach Obronnych Izraela w latach 1963–1966.
Edukacja
Eisenbach studiował na uniwersytecie w Tel Awiwie . Otrzymał tytuł licencjata. chemia ( 1969), mgr inż. (z wyróżnieniem, 1971) i dr hab. w biochemii (1975). Jako mgr studiował pod kierunkiem Chanocha Carmeli fotosyntetyczny łańcuch transportu elektronów w chloroplastach . W ramach doktoratu studiował pod kierunkiem Menachema (Hemi) Gutmana oddechowy łańcuch transportu elektronów w mitochondriach . Następnie przeniósł się do Instytutu Nauki Weizmanna dla podoktorski pod kierunkiem S. Roya Caplana, gdzie badał aktywność pompy protonowej bakteriorodopsyny w błonie purpurowej archeonów (1975–1978). Drugi staż podoktorski odbył w Madison, Wisconsin , USA, gdzie pod kierunkiem Juliusa Adlera (1978–1980) badał chemotaksję bakteryjną.
Kariera akademicka
W 1980 Eisenbach powrócił do Instytutu Weizmanna jako starszy naukowiec (odpowiednik adiunkta ) i założył własną grupę badawczą jako niezależny badacz. Cztery lata później został awansowany na profesora nadzwyczajnego z etatem , aw 1995 r. na profesora zwyczajnego . W 2015 został profesorem nadzwyczajnym.
Zajmowane stanowiska
- Sekretarz Izraelskiego Towarzystwa Biochemii (1989–1990)
- Przewodniczący Zakładu Badań Membrany i Biofizyki (wcześniej Zakład Badań Membrany; obecnie Wydział Nauk Biomolekularnych), Instytut Nauki Weizmanna (1989–1995)
- Przewodniczący Izraelskiego Narodowego Komitetu Mikrobiologii Izraelskiej Akademii Nauk i Nauk Humanistycznych (1992–2001)
- Dyrektor Josef Cohn Minerva Center for Biomembrane Research, Weizmanna Institute of Science (1994–1999)
- Przewodniczący komitetu doradczego Centrum Aharon Katzir-Katchalsky, Instytut Nauki Weizmanna (1996–1999)
- Przewodniczący Rady Naukowej Instytutu Nauki Weizmanna (2000–2002)
- Koordynator naukowy Conseil Pasteur-Weizmann (2007–2012)
- Prezes Izraelskiego Towarzystwa Biochemii i Biologii Molekularnej (2008–2011)
- Współprzewodniczący Conseil Pasteur-Weizmann (2012–2014)
- Prezes Conseil Pasteur-Weizmann (2014–2017)
Badania
W połowie swojej kariery naukowej Eisenbach zainicjował dziedzinę badań nad nawigacją plemników ssaków. Było to na początku lat 90., kiedy panował konsensus co do tego, że nie ma potrzeby nawigacji plemników u ssaków. Pomysł ten opierał się na bardzo dużej liczbie plemników wytryskujących do ograniczonej przestrzeni żeńskich dróg rodnych . Jednak dominująca teoria nie uwzględniała faktu, że liczba plemników, którym faktycznie udaje się dostać do jajowodu, jest bardzo mała. Na tym tle grupa Eisenbacha po raz pierwszy odkryła, że ludzkie plemniki gromadzą się w rozcieńczonym płynie pęcherzykowym oraz że istnieje niezwykle silna korelacja między zdolnością płynu pęcherzykowego z określonego pęcherzyka do powodowania gromadzenia plemników a zdolnością komórki jajowej uzyskanej z tego samego pęcherzyka do zapłodnienia . Następnie przedstawił pierwszy dowód na to, że to nagromadzenie plemników jest wynikiem chemotaksji, której towarzyszy chemokineza i zdefiniowano kryteria odróżniania chemotaksji od innych procesów, które mogą powodować gromadzenie się plemników. Jego grupa odkryła ponadto, że tylko niewielka część plemników (~ 10% u ludzi) reaguje chemotaktycznie i że reagujące plemniki to plemniki zdolne ( plemniki, które osiągnęły etap dojrzewania, w którym mogą penetrować jajo i zapładniać je) . Podczas gdy stan pojemnościowy był ogólnie uważany za statyczny, grupa Eisenbacha odkryła, że stan pojemnościowy jest tymczasowy (o długości życia 50–240 minut dla ludzkich plemników in vitro ), że w populacji plemników zachodzi ciągły proces zastępowania plemników zdolnych, a komórki po utracie zdolności są fagocytowane przez makrofagi . Postawił hipotezę , a następnie dostarczył pośrednich dowodów, że fizjologiczną rolą tej ciągłej wymiany u ludzi uzdolnionych plemników jest przedłużenie dostępności tych plemników do komórki jajowej w stosunkowo krótkim oknie czasowym, gdy przebywają one w miejscu zapłodnienia. Jego grupa dostarczyła następnie pierwszego bezpośredniego dowodu na to, że po owulacji (tj. poza pęcherzykiem), zarówno dojrzała komórka jajowa, jak i otaczające ją komórki wzgórka wydzielają chemoatraktanty , a progesteron jest głównym chemoatraktantem wydzielanym z ludzkich komórek wzgórka.
Zdając sobie sprawę, że chemotaksja jest procesem krótkiego zasięgu, działającym tylko na kilku milimetrach, Eisenbach szukał procesu nawigacji dalekiego zasięgu i odkrył termotaksję. Jego grupa odkryła, że plemniki człowieka, królika i myszy mogą poruszać się w gradiencie temperatury dzięki termotaksji i że, podobnie jak w przypadku chemotaksji, tylko komórki zdolne do zdolności są termotaktyczne. Jego grupa odkryła ponadto, że podczas owulacji występuje płytki gradient temperatury powstaje w jajowodzie królika w wyniku spadku temperatury w miejscu przechowywania, a plemniki mogą reagować termotaktycznie na tak płytki gradient. Rzeczywiście, jego grupa odkryła, że wrażliwość na temperaturę ludzkich plemników jest tak wysoka, że mogą one reagować na różnicę temperatur mniejszą niż 0,0006 ° C, gdy przepływają odległość długości ciała. Grupa Eisenbacha dalej zidentyfikowała termosensory do termotaksji plemników i odkryła, że są to opsyny , o których wiadomo, że działają jako fotoczujniki w widzeniu . Jego grupa dostarczyła ponadto dowodów na istnienie dwóch szlaków sygnałowych w termotaksji plemników: cykliczny szlak nukleotydowy, wyzwalany przez rodopsynę i szlak fosfolipazy C , wyzwalany przez melanopsynę i prawdopodobnie przez inne opsyny.
Grupa Eisenbacha ujawniła również główną funkcję typu ruchliwości określanego jako hiperaktywacja (silny typ ruchliwości, niezbędny do zapłodnienia, z charakterystycznymi dużymi amplitudami przemieszczania główki) i wykazał, że jest on częścią behawioralnego mechanizmu zarówno chemotaksji, jak i termotaksji plemników w ludzie. Eisenbach dalej rozszyfrował mechanizmy behawioralne zarówno chemotaksji, jak i termotaksji ludzkich plemników i wykazał, że oba są podobne i opierają się na modulacji częstotliwości zwrotów i zdarzeń hiperaktywacji zgodnie z gradientem. Wykazał również, że ludzkie plemniki wykrywają gradient stężenia chemoatraktantu w chemotaksji i gradient temperatury w termotaksji raczej czasowo niż przestrzennie (mianowicie porównując kolejne punkty czasowe, a nie porównując różne lokalizacje). Kiedy Eisenbach zdał sobie sprawę, że tylko plemniki ubezwłasnowolnione są zdolne do aktywnej nawigacji, zaproponował, że oprócz kierowania plemników do komórki jajowej w miejscu zapłodnienia, kompetencje nawigacyjne wybierają również plemniki ubezwłasnowolnione, a zatem że nawigacja plemników może być stosowana w sztucznego rozrodu w celu wyselekcjonowania plemników zdolnych do zapłodnienia.
W 2004 roku powstała firma start-upowa Repromed, której celem było wykorzystanie termotaksji do zwiększenia wskaźnika sukcesu sztucznego zapłodnienia. Firma nie odniosła sukcesu, ale kilka lat później koncepcja okazała się słuszna, gdy byłemu doktorowi Eisenbach, Serafínowi Pérez-Cerezalesowi, udało się ją zademonstrować.
Chemotaksja bakteryjna
Pierwszym obszarem badań Eisenbacha jako niezależnego badacza, który badał przez całą swoją karierę, było zachowanie na poziomie molekularnym, wykorzystując bakterie (głównie Escherichia coli i Salmonella ) jako system modelowy. Bakterie są przyciągane przez niektóre chemikalia i odpychane przez inne przez chemotaksję. Robią to poprzez modulowanie kierunku wici w odpowiedzi na zmiany stężenia którejkolwiek z tych substancji chemicznych, wyczuwane przez określone receptory . Grupa badawcza Eisenbacha dokonała fundamentalnych odkryć w dziedzinie chemotaksji bakteryjnej, przyczyniając się przede wszystkim do zrozumienia mechanizmu molekularnego, za pomocą którego receptory komunikują się z motorem wiciowym, oraz mechanizmu, za pomocą którego silnik zmienia kierunek obrotu. Jego najważniejsze osiągnięcia w tym obszarze badawczym to:
- Ustalenie, że silnik ma domyślny kierunek obrotów i że aby zainicjować obrót w innym kierunku, cząsteczka sygnałowa — białko cytoplazmatyczne CheY — musi oddziaływać z przełącznikiem silnika.
- Zidentyfikowanie głównego miejsca wiązania CheY w przełączniku, N-końcu przełącznika białka FliM i wykazanie, że fosforylacja CheY zwiększa to wiązanie, aw konsekwencji wzmacnia rotację w kierunku innym niż domyślny.
- Odkrycie, że modulująca rotację aktywność CheY jest regulowana nie tylko przez fosforylację, ale także przez acetylację .
- Ujawnienie molekularnego mechanizmu acetylacji CheY, jak również zasadniczej funkcji, jaką acetylowany CheY spełnia w mechanizmie przełączania silnika.
- Odkrycie mechanizmu przełączania silnika wici poprzez identyfikację procesów, które tam zachodzą po związaniu CheY z FliM.
- Odkrycie, że fumaran jest czynnikiem przełączającym w E. coli , zidentyfikowanie jego celu jako enzymu reduktazy fumaranowej , wykazanie, że reduktaza fumaranowa wiąże się z białkiem przełączającym FliG i tworzy kompleks z przełącznikiem silnika wiciowego oraz ujawnienie mechanizmu molekularnego, dzięki któremu wiązanie fumaranu z tym kompleksem powoduje przełączenie na inny niż domyślny kierunek rotacji.
Książki
- Chemotaxis (515 stron) Eisenbach, M. (2004), opublikowane przez Imperial College Press, Londyn.
- Sensing and Response in Microorganisms , Eisenbach, M. i Balaban, M. (1985), opublikowane przez Elsevier Science Publishers, Amsterdam.
Życie osobiste
Michael Eisenbach poślubił Leę Eisenbach ( z domu Abarbanel) w 1967 r., Rozwiódł się w 1985 r. I poślubił Michała Schwartza (z domu Hevrony) w 1991 r. Ma trzech synów: Shmuela („Mooli”, ur. 1972), Menachema („Manny”, ur. 1976 ) i Tomera (ur. 1993). Miał siostrę Chavę Teomi (1940–2012).
Zainteresowania
Eisenbach rozpoczął naukę gry na klarnecie w wieku 70 lat. W 2021 roku został członkiem Chóru Maskit Clarinet.
Linki zewnętrzne
- stronie Eisenbacha
- Michaela Eisenbacha indeksowane przez Google Scholar