Recopilación detallada de datos de Leland Hartwell
Nombre chino: mbth, leland hartwell: LelandH. Harrell Nacionalidad: Estadounidense Fecha de nacimiento: 1939 Ocupación: Ciencias Escuela de posgrado: Instituto de Tecnología de California Principales logros: Descubrimiento de un tipo específico de gen que controla el ciclo celular Introducción básica, experiencia, resultados de investigaciones científicas, investigación científica, descubrimiento de células, célula ciclo, curiosidad y punto de partida, Honores, Introducción Básica Leland H. Harell (Leland h. Harell 1939-) nació el 30 de octubre de 1939 en Los Ángeles, Estados Unidos. Premios: Premio Leland Hartwell en Fisiología y Medicina: 2001. Motivo del premio: Descubrimiento de sustancias clave que controlan el ciclo celular. Cuando Leland Hartwell tenía unos 10 años, desarrolló una gran curiosidad por algunas cosas. A menudo coleccionaba especímenes de animales como mariposas, ranas, serpientes y arañas para aprender sobre temas que le interesaban. Después de ingresar a la escuela secundaria, era bueno en matemáticas, física y dibujo mecánico, con la esperanza de convertirme en ingeniero. Después de graduarse de Hartwell High School, ingresó por primera vez a una universidad de 1 a 2 años. Al ver que era muy estudioso, su asesor lo animó a transferirse a Caltech. Después de tomar el examen, ingresó a la universidad como estudiante de segundo año de secundaria. Se especializó en física en la universidad, pero también escuchaba conferencias de biología de vez en cuando, especialmente después de tomar genética de fagos, lo que le dio una cierta comprensión de la biología. Además, pasó mucho tiempo estudiando química, bioquímica y genética, leyendo literatura original sobre herencia de fagos y regulación genética. Resultados de la investigación científica Paul Nurse, investigador del Fred Hutchinson Cancer Research Center de Estados Unidos y de la Royal Cancer Research Foundation del Reino Unido, y su colega Timothy Hunt) *** * * ganaron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2001 . Tres científicos han realizado importantes descubrimientos en sus investigaciones sobre el control del ciclo celular, demostrando el control de moléculas clave, incluidas las células eucariotas, en plantas, animales y humanos. Este descubrimiento fundamental tiene profundas implicaciones para comprender el crecimiento celular. Sus hallazgos son importantes para comprender cómo surgen los defectos cromosómicos en las células cancerosas. Este descubrimiento abre una nueva dirección en la investigación del tratamiento del cáncer al identificar cambios cromosómicos que pueden resultar de defectos en el control del ciclo celular, que en última instancia pueden conducir a la formación de células cancerosas. Tres científicos, Leland Hartwell y Leland Hartwell, ganaron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2001 por descubrir moléculas clave que regulan el ciclo celular en todos los organismos eucariotas, incluidas las levaduras, las plantas, los animales y los humanos. Estos estudios básicos son de gran importancia para el estudio del desarrollo celular. Los defectos en el control del ciclo celular pueden provocar mutaciones cromosómicas en las células cancerosas. El descubrimiento de los tres científicos podría utilizarse para el "diagnóstico de tumores" y, a largo plazo, podría abrir una nueva forma de tratar el cáncer. Leland Hartwell, investigador del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson en Estados Unidos, descubrió un tipo especial de gen que controla el ciclo celular. Uno de los genes, llamado "inicio", juega un papel importante en el control del inicio de cada ciclo celular. La contribución de Hartwell es: en primer lugar, proporcionó una serie de genes importantes que controlan la proliferación celular, lo cual es de gran importancia para la interpretación y el uso actuales de los datos de secuencias genéticas; en segundo lugar, proporcionó una lógica para comprender cómo estos genes cooperan para controlar la división celular; marco. En otras palabras, no sólo catalogó los genes sino que también explicó cómo funcionaban. La biología del ciclo celular de Hartwell le ha valido muchos premios científicos estadounidenses e internacionales. Leland Hartwell comenzó a estudiar células de levadura hace 30 años y es el fundador de la genética de la levadura. Es director del Centro de Investigación del Cáncer Hutchinson en Seattle. Utilizando la levadura como organismo modelo, Hartwell utiliza la genética para determinar qué genes causan la división celular, dijo el centro, un prestigioso centro de investigación del cáncer. Fue la primera persona en el mundo en hacerlo.
Su investigación finalmente condujo al descubrimiento de la maquinaria de división celular de todos los eucariotas, desde la levadura hasta las ranas y los humanos. Las reglas de la división celular (cuándo y cómo las células proliferan o cambian) y cómo este proceso falla podrían ayudar a las personas a comprender las mutaciones de las células cancerosas y desarrollar formas de predecir, controlar o transformar este cáncer. El Centro Hutchinson está utilizando actualmente genética de levadura en Hartwell para desarrollar medicamentos para tratar el cáncer y otras enfermedades. La biología del ciclo celular de Hartwell le ha valido muchos premios científicos estadounidenses e internacionales. También es el segundo premio Nobel de Fisiología o Medicina del Hutchinson Cancer Research Center. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2001 fue otorgado a tres científicos: Leland. Harell del Centro de Investigación del Cáncer Fulginson en Seattle, EE. UU., Paul Nurse de la Fundación Real de Investigación del Cáncer en Londres y Timothy Hunt de Teemo, por su "descubrimiento de reguladores clave del ciclo celular". Utilizaron métodos genéticos y bioquímicos para identificar dos factores que controlan el ciclo celular en eucariotas: las proteínas quinasas dependientes del ciclo celular (CDK) y las ciclinas. Este importante descubrimiento tiene importantes implicaciones en muchos aspectos de la biología y la medicina. Descubrió una gran cantidad de genes que controlan el ciclo celular, entre los cuales un gen llamado "START" juega un papel decisivo en el control de la etapa inicial de cada ciclo celular. El Centro de Investigación del Cáncer Hutchinson dijo que Hartwell comenzó a estudiar células de levadura hace 30 años y es el fundador de la genética de la levadura. Considera la levadura como un organismo modelo, que utiliza la genética para determinar qué genes hacen que las células se dividan. Hartwell estudia las células de levadura porque son mucho más fáciles de manipular que las células humanas. Pero hace 30 años, ésta era una idea bastante herética. En ese momento, él era el único que intentaba comprender los genes que controlaban el crecimiento y los cambios de las células de levadura. Ciclo celular de Leland Hartwell Las células de Leland Hartwell son las unidades estructurales y funcionales básicas de los organismos. La división celular es una parte importante del crecimiento celular. Se reproducen a través del ciclo celular, división celular y proliferación. El ciclo celular se puede dividir aproximadamente en cuatro fases, a saber, fase G1, fase S, fase G2 y fase M. Las diferentes fases del ciclo celular son muy precisas y coordinadas, y las células sólo pueden pasar a la siguiente fase después de completar la última. Al final de un ciclo celular, no sólo el número de células aumenta a dos, sino que los cromosomas se transmiten con precisión a las células hijas en división. Cualquier defecto en este proceso puede provocar cambios en la información genética y, en última instancia, provocar cáncer. El trabajo de investigación de estos tres científicos tiene cierta coherencia y han contribuido igualmente a revelar el mecanismo molecular de regulación del ciclo celular. Hartwell fue el primero en centrarse en el ciclo celular e intentar explorar sus mecanismos de control. Engels calificó la teoría celular establecida en el siglo XIX como uno de los tres principales descubrimientos de ese siglo. Las células son las unidades estructurales y funcionales de los organismos. Todos los seres vivos están formados por células que se reproducen dividiéndose. Un adulto tiene aproximadamente 100 billones de células, todas las cuales se originan a partir de un óvulo fertilizado. Al mismo tiempo, una gran cantidad de células en el cuerpo adulto se dividen constantemente para producir nuevas células que reemplazan a las que mueren. Se deben cumplir las siguientes condiciones para la división celular: cuando la célula crece hasta cierto punto, debe poder copiar cromosomas y pasar con precisión diferentes cromosomas a las dos células hijas. Estos diferentes procesos de crecimiento están coordinados a lo largo del ciclo celular. Curiosidad y puntos de partida Cuando tenía unos 10 años, desarrolló una gran curiosidad por algunas cosas. A menudo coleccionaba especímenes de animales como mariposas, ranas, serpientes y arañas para aprender sobre temas que le interesaban. Después de ingresar a la escuela secundaria, era bueno en matemáticas, física y dibujo mecánico, con la esperanza de convertirme en ingeniero. Después de graduarse de Hartwell High School, ingresó por primera vez a una universidad de 1 a 2 años. Al ver que era muy estudioso, su asesor lo animó a transferirse a Caltech. Después de tomar el examen, ingresó a la universidad como estudiante de segundo año de secundaria. Se especializó en física en la universidad, pero también escuchaba conferencias de biología de vez en cuando, especialmente después de tomar genética de fagos, lo que le dio una cierta comprensión de la biología. Además, pasó mucho tiempo estudiando química, bioquímica y genética, leyendo literatura original sobre herencia de fagos y regulación genética. Después de graduarse de la universidad en 1961, ingresó en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y estudió regulación genética con Boris Magasanik. Recibió su doctorado en 1964. Durante este período, Francois Jacob y Jacques Monod publicaron su famosa investigación sobre el operón lactosa, y Hartwell decidió estudiar el control del crecimiento celular como su trabajo postdoctoral.
Después de leer la literatura, supo que el laboratorio de Renato Dulbeo había realizado investigaciones en este campo. De 1964 a 1965 estudiamos células infectadas con poliomavirus en el laboratorio de Renato Dubberke en el Instituto Schack. En 1965 fue profesor asociado de la Universidad de California, Irvine; en 1968 fue profesor de la Universidad de Washington; desde 1997 ha sido director del Centro Fujimori de Investigaciones sobre el Cáncer; Como dijo el propio Leland Hartwell: Mi impulso de estudiar surgió de mi comprensión del cáncer, con la esperanza de encontrar los genes que controlan la división celular. 65438-0965, Hartwell ingresó a la Universidad de California, Irvine, como miembro de la facultad. En ese momento el laboratorio estaba en preparación. Buscó información en la biblioteca y descubrió que algunas personas utilizaban levadura para realizar investigaciones celulares y genéticas. Consideró que utilizar levadura simple como modelo de célula animal era mejor que células de mamíferos. Pero no sabía nada sobre la levadura. Él personalmente aprendió a operar la levadura con dos maestros de investigación de levaduras en la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de Washington. Hawthorne y Herschel Roman. A principios de la década de 1970, comenzó a estudiar el ciclo celular utilizando Saccharomyces cerevisiae como modelo experimental. Él y su equipo de investigación establecieron y aislaron más de 1.000 mutantes sensibles a la temperatura. Estos mutantes pueden crecer a temperatura ambiente pero no a 36°C. La síntesis de polímeros y la división celular se analizaron a temperaturas limitadas. En el estudio, aislaron algunas cepas mutadas que eran propensas a cambiar y descubrieron que algunas mutaciones pueden detenerse en etapas específicas del ciclo celular. Tres años más tarde, se trasladó a la Universidad de Washington, donde varios de sus alumnos continuaron estudiando con él el ciclo celular. Su alumno briand B. Reed utilizó tecnología de microproyección para determinar a partir de la morfología de una célula en qué fase del ciclo celular se encuentra. Utilizando este método, aislaron con éxito cientos de genes implicados en la regulación del ciclo celular y los denominaron genes cdc (ciclo de división celular), entre los cuales el gen cdc28 era particularmente importante. Piensa que con la ayuda de la microscopía electrónica de alta resolución podemos aprender más sobre estos genes. Su alumno Byers tomó parte activa en este trabajo y propuso observar el huso y su polaridad. Descubrieron que cuando el gen cdc28 muta, el ciclo celular se detiene en un punto de control de "inicio" tardío G1, y una vez que la célula pasa este punto de control, comienza a replicar el ADN. Por tanto, creen que la proteína CDC28 es una proteína importante que controla las células desde la fase G1 hasta la fase S. Por eso Hartwell llama al gen cdc28 un gen de "inicio". Hartwell cree que CDC28 sólo entra en vigor cuando la célula alcanza un cierto tamaño, pero después de que se completa un evento de CDC28, la célula completa las etapas restantes que resultan en un pequeño crecimiento celular, es decir, completar un ciclo celular. Por lo tanto, el gen cdc28 es necesario para una transformación específica durante el ciclo celular. Al realizar una investigación en Hartwell a mediados de la década de 1970, Paul Nurse y otros utilizaron Saharymtcespombe como material experimental. Basándose en la investigación de Hartwell, también descubrieron muchos genes que regulan el ciclo celular. Entre ellos, el cdc2 desempeña un papel importante en la regulación de las células. división, controlando las células desde la fase G2 hasta el período M. Aislaron y clonaron el gen cdc2. En 1987, el equipo de Nass aisló el gen correspondiente a cdc2 del cuerpo humano y descubrió que el gen codificaba una proteína llamada proteína quinasa dependiente del ciclo celular (proteína CDK). Desde entonces, han descubierto decenas de moléculas CDK diferentes en el cuerpo humano. Investigaciones adicionales encontraron que tanto cdc2 como cdc28 codifican una proteína quinasa de 34 KD que promueve el ciclo celular. Sin embargo, se demostró que los genes weel y cdc25 inhiben y promueven la actividad de cdc2, respectivamente. Por tanto, las proteínas CDK son factores clave en la regulación del ciclo celular. Desde 65438 hasta 0980, los miembros del equipo de Hartwell y su alumno Steve Reed clonaron el gen cdc28 y establecieron un laboratorio especializado en proteínas quinasas. En 1983, Timothy Hunt y Teemo utilizaron huevos de erizo de mar como material experimental y descubrieron que durante el proceso de escisión, el contenido de las dos proteínas cambiaba con el ciclo celular. Comenzaban a sintetizarse en cada intervalo de ronda y alcanzaban un pico en G2/. M. Después del final de M De repente desaparece, luego se resintetiza en el siguiente intervalo. Las llamó ciclinas. Más tarde se encontraron situaciones similares en ranas, Xenopus, erizos de mar, moscas de la fruta y levaduras. El ARNm de ciclina de varios animales puede inducir la maduración de los huevos de rana.
La proteína del ciclo celular de Xenopus fue purificada por M. j loh ka 1988 y identificada como proteínas de 32 KD y 45 KD. La combinación de estas dos proteínas puede fosforilar varias proteínas. Más tarde, Nass (1990) demostró además experimentalmente que la proteína 32KD es un homólogo de CDC2 y la proteína 45KD es un homólogo de ciclina B, vinculando así la investigación en los tres campos del ciclo celular. La ciclina es una proteína esencial durante el crecimiento y la división celular. Su contenido cambia con las diferentes etapas del ciclo de crecimiento y división, afectando así el papel de la CDK. Investigaciones adicionales realizadas por el equipo de Hartwell encontraron que alrededor de 105 células de levadura normales perderán un cromosoma. Se preguntaron si alguna limitación en la función del ciclo celular alteraría esta fidelidad. Junto con el estudiante David Smith, estudió la pérdida, recombinación y mutación de cromosomas en mutaciones sensibles a la temperatura cuando las células se cultivaban a su temperatura máxima permitida y descubrió que las tasas de pérdida, recombinación o mutación de cromosomas aumentaban considerablemente en la mayoría de las mutaciones. Ted Weiner, del grupo de investigación de Leland Hartwell (izquierda), utilizó el ciclo celular de las células de levadura para detenerlo sincrónicamente bajo la acción de la radiación y los inductores, y observó mutaciones sensibles a la radiación para determinar qué cambios ocurrieron en la respuesta del ciclo celular a la radiación. Pronto descubrió que algunas mutaciones sensibles a la radiación se habían adaptado a la radiación y no podían detener el ciclo celular. Si se elimina el gen rad9, también se elimina el efecto regulador de la radiación en el ciclo celular, lo que demuestra el papel regulador del gen rad9. Luego descubrieron otros genes similares. Después de la mutación del gen Rad9, la tasa de pérdida de cromosomas aumentó 20 veces sin ningún daño exógeno al ADN. ¿Por qué está aumentando la tasa de pérdida de cromosomas? Los hallazgos de sus estudiantes explicaron el problema: debido a que la radiación producía mutaciones insensibles que bloqueaban la mitosis, las células también eran insensibles a los bloqueos causados por defectos en la replicación del ADN. Esto sugiere que los errores en la replicación del ADN ocurren aleatoriamente a frecuencias muy bajas y los puntos de control deben garantizar la reparación correcta del daño en estas células. Por tanto, propusieron la idea de que las células tienen "puntos de control". El llamado punto de control significa que las proteínas con funciones reguladoras pondrán el ciclo celular en un estado de pausa durante este período. La célula comprobará si el ADN está dañado y reparará el daño para pasar a la siguiente etapa. Posteriormente, sus estudiantes descubrieron los mismos genes de punto de control al controlar la frecuencia con la que se repara el ADN dañado y la frecuencia con la que las células entran en la fase S cuando están en G1 después del daño. La importante contribución de Hartwell a la investigación del ciclo celular se refleja en dos aspectos: primero, descubrió una gran cantidad de genes que controlan el ciclo celular, especialmente el descubrimiento del gen del "punto de partida", que hizo saber que este gen controla el primer paso. de cada ciclo celular. El primer paso juega un papel clave; el segundo es el descubrimiento de los puntos de control del ciclo celular, que desempeñan un papel vital para garantizar el crecimiento y la división normales de las células durante el ciclo. Estos dos descubrimientos son de gran importancia para una comprensión integral del proceso de crecimiento celular y pueden aplicarse a muchos campos diferentes. Este estudio también demuestra que cuando la regulación del ciclo celular es defectuosa, puede provocar mutaciones cromosómicas que, en última instancia, pueden provocar cáncer, abriendo así una nueva dirección para la investigación sobre el diagnóstico del cáncer. A largo plazo, podría abrir una nueva vía para el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Honores La investigación de Hartwell sobre la regulación del ciclo celular le ha valido numerosos premios y honores científicos. Leland Hartwell fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1987. Además, es miembro de la Sociedad Estadounidense de Microbiología, Genética y Biología Celular. Los premios recibidos incluyen: Medalla de la Genetics Society of America en 1994. Recibió el Premio Lasker de Investigación Médica Básica en 1998. En 2005, recibió el premio Científico Distinguido de la Asociación Estadounidense de Institutos del Cáncer. Además de sus investigaciones sobre el ciclo celular y el cáncer, imparte conferencias en todo el mundo. Fue nombrado profesor honorario de la Universidad de Tsinghua en China. En agosto de 2004, también presentó un informe académico sobre "¿Qué podemos hacer para la detección temprana del cáncer?" en la Universidad de Tsinghua.