Jeffery Taubenberger - biológia
Molekulárny kompas na zarovnanie buniek
Čo robí listy na jeseň starnúcimi
Demokracia perličiek
Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Jačmeň Pangenom: míľnik na ceste do sklárne
Pri zníženom príjme potravy, dlhšia životnosť
Metóda bez zvierat predpovedá toxicitu nanočastíc
Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu
Jeffery Taubenberger
Jeffery Karl Taubenberger (* 1961 v Landstuhl, Nemecko) je americký virológ. Spolu s Ann Reidovou ako prvý sekvenoval genóm vírusu chrípky, ktorý v roku 1918 vyvolal „španielsku chrípku“. Genóm bol publikovaný koncom roku 2005 Veda Vymenovaný za prielom roka a podľa lekárskeho časopisu Lancet zvolená štúdia roka („Papier roka 2005“).
školenia
Jeffery Taubenberger sa narodil v Nemecku ako tretí syn dôstojníka americkej armády. Keď mal deväť rokov, spolu s rodičmi sa po preložení jeho otca do Pentagónu presťahoval na predmestie Washingtonu D.C. Taubenberger absolvoval kombinovanú odbornú prípravu lekára (M.D., 1986) a prírodovedec (Ph. D., 1987) ďalej Medical College of Virginia v Richmonde na kurze pre študentov, ktorí chceli ísť na základný lekársky výskum. Vo svojej dizertačnej práci skúmal, ako sa kmeňové bunky kostnej drene diferencujú na zrelé, biele krvinky. V roku 1988 začal trénovať ako patológ na Národný onkologický ústav the Národné ústavy zdravia. V roku 1993 získal prvé miesto v Patologickom ústave ozbrojených síl USA (Ústav patológie ozbrojených síl, AFIP). Tam mal zriadiť nové laboratórium na zavedenie vtedajších bežných molekulárnych metód do patologickej práce ústavu. Po roku bol menovaný za vedúceho Katedry molekulárnej patológie. To zahŕňalo výskumné laboratórium, v ktorom mohol sledovať základné výskumné otázky.
AFIP patrí do Walter Reed Army Medical Center na severovýchode Washingtonu. Pôvodne ho vytvoril Abraham Lincoln v roku 1862 na boj proti „chorobám bojiska“. Dnes patologické oddelenie slúži predovšetkým ako konzultačná služba, kde je možné získať druhý názor bezplatne od vojenských lekárov a za poplatok od civilných lekárov. Ročne sa spracujú desaťtisíce dopytov s predpokladom, že sa môže uchovať reprezentatívna vzorka pre každý prípad. V priebehu času AFIP zhromaždil vzorky tkaniva od zhruba 2 600 000 ľudí z chirurgického a pitevného materiálu. Väčšinou sa jedná o kúsky tkaniva veľkosti kocky, ktoré boli zafixované formalínom a zabudované do blokov parafínu.
Delfínová choroba
Ústav je aktívny aj vo veterinárnej medicíne. V zime 1987 uhynula na záhadnú chorobu asi polovica delfínov skákavých na pobreží Atlantiku v USA. Veterinárny patológ AFIP uzavrel vírusovú infekciu zo vzoriek od poháňaných zvierat. V roku 1991 sa Albertovi Osterhausovi podarilo izolovať morbillivírus od delfínov, ktoré sa stali obeťami podobnej choroby v Stredozemnom mori. Vzorky z prvej epidémie sa považovali za príliš zlé na to, aby bolo možné nájsť vírusy; Taubenberger bol požiadaný, aby to aj tak skúsil.
Koncom 80. rokov 20. storočia Kary Mullis našiel spôsob, ako amplifikovať DNA pomocou techniky nazývanej polymerázová reťazová reakcia (PCR). Touto metódou sa molekulárnej biologičke Amy Krafftovej nakoniec podarilo izolovať fragmenty morbillivírusovej RNA. Pri tejto príležitosti tím zdokonalil techniky extrakcie RNA z vysoko rozloženého tkaniva pomocou PCR. (Ak začínate s opačným vláknom RNA, ako je to u chrípky alebo morbillivírusov, musíte ich najskôr skopírovať do vlákna DNA rovnakým smerom).
Pri hľadaní pôvodcu „španielskej chrípky“ z roku 1918
Pretože sa Taubenberger obával zníženia financovania, v roku 1995 hľadal na svojom pracovisku aplikáciu PCR, nesmierne skladovanie vzoriek tkaniva v „Ústavu patológie ozbrojených síl (AFIP)“ vo Washingtone, v ktorom sú uložené milióny vzoriek tkaniva, z ktorých mnohé ešte nie sú skúmané, nieto hodnotené. Napokon sa rozhodol hľadať pozostatky vírusu chrípky, ktorý spôsobil španielsku chrípku v roku 1918. V tábore sa nachádzali parafínové bloky od celkovo 77 vojakov, ktorí zahynuli pri pandémii. Tím Taubenbergera hľadal skôr vzorky z mŕtvych, ktorí sa stali obeťami pôvodnej vírusovej infekcie, ako následný bakteriálny zápal pľúc. Sedem vzoriek vyzeralo nádejne.
Genóm vírusu chrípky obsahuje asi 13 000 párov báz, ktoré boli vo vzorkách tkaniva rozdelené na kúsky s dĺžkou asi 100 párov báz. Aby bolo možné použiť PCR, museli sa najskôr skonštruovať priméry, t. J. Krátke kúsky DNA so sekvenciou v zrkadlovom obraze na dvoch koncoch fragmentu. Naviažu sa na fragment a polymeráza sa použije na doplnenie báz medzi priméry, aby sa vytvorila kópia. Výsledné milióny génových kópií sú v procese rádioaktívne označené. Potom sa môžu rozdeliť na tenkom géle prietokom elektrického prúdu cez gél. Rádioaktívne označené fragmenty nakoniec zanechajú sfarbenie na röntgenovom filme, ktorý sa umiestni na gél.
Z testov na sére ľudí, ktorí žili v čase „španielskej chrípky“, bolo známe, že vírus musí patriť do podtypu H1N1. Tím najskôr preskúmal všetky dostupné sekvencie chrípkových vírusov tohto podtypu, aby zistil, či sa niektoré úseky konkrétneho génu zhodujú prakticky na všetkých bázach. Tieto rezy boli prevedené na priméry. Prvým cieľom bolo zistiť, či sa vo vzorkách tkaniva skutočne nachádzajú fragmenty chrípkových vírusov. Väčšinu laboratórnych prác robila Ann Reid a viac ako rok nenašla vôbec nič. 23. júla 1996 sa Amy Krafftovej, ku ktorej sa obrátila o pomoc, podarilo poskytnúť prvotné dôkazy. Tkanivo patrilo desiatnikovi menom Roscoe Vaugh, ktorý zomrel 26. septembra 1918 v Camp Jackson v Južnej Karolíne na zápal ľavých pľúc. Zdá sa, že pravé krídlo zaostávalo o niekoľko dní pozadu, ako choroba postupovala, takže vírus bol aj po jeho smrti stále prítomný.
Sekvencia - bol to maticový gén - sa nezhodovala presne so žiadnou známou sekvenciou, takže bolo možné vylúčiť kontamináciu. Tím Taubenbergera izoloval celkovo deväť fragmentov vírusovej RNA z piatich rôznych génov. Ponúkli prvú publikáciu Príroda ale redaktori ich poslali späť bez toho, aby ich dali dokonca recenzentom. Veda bola spočiatku tiež skeptická, ale nakoniec zverejnila nukleotidové sekvencie 21. marca 1997, ktoré spolu zodpovedali 15 percentám génu hemaglutinínu a niekoľkým malým fragmentom zo štyroch ďalších génov. [1] Do leta 1997 tím vypracoval úplnú sekvenciu hemaglutinínu. V tomto okamihu nastal problém, že polovica dostupného materiálu Roscoe Vaughn pre tento jeden gén bola spotrebovaná. Dalo sa predvídať, že z dostupného materiálu nebolo možné sekvenovať všetkých desať génov vírusu z roku 1918. (V septembri 1997 bolo tiež pozitívne nájdené tkanivo od desiatnika Jamesa Downsa, ktorý sa stal obeťou chrípky z roku 1918 v Camp Upton v New Yorku.)
Johan Hultin nastupuje
Marcový článok v Veda prečítal tiež Johan Hultin. Už v roku 1951 sa patológ pokúsil získať vírus „španielskej chrípky“ od obetí pochovaných v permafroste na polostrove Seward na Aljaške. Na mieste, ktoré sa v tom čase nazývalo Tellerova misia, vykopal telá, z ktorých odobral vzorky z pľúc do svojho laboratória v Iowe. Použil všetky vtedajšie výskumné metódy, nezistil však žiadne aktívne vírusy. Svoje práce predložil na univerzite v Iowe v roku 1951 spolu s Albertom P. McKeeom. [2]. V dobe PCR si uvedomil, že to môže skúsiť znova.
V júli 1997 ponúkol Jefferymu Taubenbergerovi návrat do Brevigu - ako sa tomuto miestu teraz hovorilo - na Aljaške. Opäť dostal povolenie kopať za obete „španielskej chrípky“ a tentoraz narazil na pozostatky okolo 30-ročnej ženy s nadváhou, ktorej dal meno „Lucy“. [3] Telesný tuk zachránil pľúca pred hnilobou a Hultin odstránil obe pľúca, ktoré poslal do Taubenbergeru vo Washingtone. [4]
Ukázalo sa, že v prípade „Lucy“ boli vírusové fragmenty ešte menšie - asi 100 párov báz v porovnaní so 150 v prípade Vaugha a Downsa -, ale teraz bolo dosť materiálu na to, aby sa vírus mohol viackrát úplne sekvenovať. Taubenbergerovi a Reidovi sa podarilo vytvoriť kompletnú sekvenciu hemaglutinínu a potvrdiť tak výsledky získané vo Vaughne. Vo všetkých troch prípadoch - Vaughn, Downs a „Lucy“ - sa 1 800 základných párov líšilo iba na niekoľkých miestach. Toto bolo najlepšie možné potvrdenie toho, že hemaglutinínová sekvencia z roku 1918 sa skutočne našla.
V sérii článkov tím publikoval celý genóm vírusu chrípky z roku 1918. [5] Túto prácu podporilo ministerstvo vojnových veteránov (Správa veterána) a americké ministerstvo obrany. Genóm bol publikovaný koncom roku 2005 Veda Vymenovaný za prielom roka a podľa lekárskeho časopisu Lancet zvolená štúdia roka („Papier roka 2005“).
Po takmer desiatich rokoch práce sa Taubenbergerovi a jeho kolegom podarilo izolovať fragmenty génov patogénu a potom ich spojiť ako puzzle do formy genómu vírusu. Toto je teraz chránené vo vysoko zabezpečených laboratóriách Americkej agentúry pre ochranu pred chorobami.
Osobné
Jeffery Taubenberger sa narodil v Nemocnica americkej armády Narodil sa v Landstuhl ako syn svojej matky z USA a svojho nemeckého otca. Jeho otec Heinz Karl Taubenberger bol už v tom čase počítačovým expertom a úspešným kolieskovým korčuliarom, ktorý na konci 40. a začiatkom 50. rokov opakovane získal titul nemeckého juniorského šampióna na kolieskových korčuliach tak v individuálnych súťažiach, ako aj v párovom korčuľovaní.
Vo svojom voľnom čase hrá Jeffery Taubenberger na rôzne dychové nástroje, najmä na hoboj, cor anglais a klarinet. Jeho hlavným záujmom je však komponovanie. V roku 1981 napísal svoje prvé dielo, operetuPodivný princ („Náladový princ“), text spolu s Andrewom Russom, ktorého ouvertúra Taubenberger v júli 1982 ako dirigenta Univerzitný orchester Georga Masona premiéru. V roku 1984 Symfónia d mol, ktorého ako dirigenta Richmond Community Orchestra v tom istom roku. Medzi ďalšie diela patrili piesne pre tenor a klavír na motívy básní Goetheho (1985/86), dva kvintety pre dychové nástroje (1987/88) a sláčikové kvarteto g mol (1990), ktoré vyšlo v tom istom roku od r. Columbia String Ensemble a znovu v roku 1995 od Galerijné kvarteto bol vykonaný. Nasledovali rôzne fantázie pre sólový klavír (1994), sláčikové kvarteto e mol (1997) a „Daydreams“, symfonická báseň pre veľký orchester (2000). Symfónia C dur a sláčikové kvarteto h moll prebiehajú od roku 2005, respektíve 2007, ale ich dokončenie trpí zvýšenými pracovnými a rodinnými povinnosťami.
Jeffery Taubenberger je ženatý a má dve deti. Dnes pracuje pre National Institutes of Health.