Klug, Aaron

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. april 2020; checks kræver 5 redigeringer .
Aaron Klug
engelsk  Aaron Klug
Fødselsdato 11. august 1926( 1926-08-11 )
Fødselssted Zhelvas (Žalva), Litauen (nu Ukmerge-regionen )
Dødsdato 20. november 2018 (92 år)( 2018-11-20 )
Et dødssted Cambridge , Storbritannien
Land
Videnskabelig sfære biokemi
Arbejdsplads
Alma Mater
Akademisk grad Professor
videnskabelig rådgiver Douglas Rayner Hartree
Priser og præmier

Heineken-prisen (1979)
Louise Gross Horwitz-prisen (1981) Nobelprisen i kemi ( 1982 ) Silliman-foredrag (1984) Copley-medaljen (1985)
Nobel pris

UK Order of Merit ribbon.svg Knight Bachelor ribbon.svg Mapungubwe's gyldne orden
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Sir Aaron Klug OM ( Aron Lazarevich Klug ; 11. august 1926 , Zhelvas (Zhyalva), Litauen  - 20. november 2018 , Cambridge , Storbritannien ) er en britisk og sydafrikansk videnskabsmand, biokemiker . Vinder af Nobelprisen i kemi (1982) for udviklingen af ​​metoden til krystallografisk elektronmikroskopi og belysning af strukturen af ​​det biologisk vigtige nukleinsyre-proteinkompleks.

Medlem af Royal Society of London (1969) [2] , udenlandsk medlem af US National Academy of Sciences (1984) [3] .

Biografi

Tidligt liv og uddannelse

Født i den litauiske by Zhyalva i en jødisk familie. Hans forældre hed Leiser Klug og Beyla Klug (nee Silin). Da Aaron var tre år gammel, flyttede Klugs til Durban i Sydafrika , hvor Bailey-familien emigrerede i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Aaron gik på den lokale folkeskole. Familiens sprog var jiddisch, men da de flyttede til Sydafrika, skiftede de til engelsk.

Fra 1937 til 1941 studerede Klug på skolen i Durban . Efter at drengen havde læst Paul de Krijfs bog "Mikrobejægere", udviklede han en interesse for videnskab.

Da han kom ind på University of the Witwatersrand i Johannesburg i 1942 , begyndte Klug at deltage i et forberedende kursus i medicin, men han var mere interesseret i forelæsninger i fysik, så han udviklede sine egne kurser i kemi, fysik og matematik. Da han dimitterede fra universitetet i 1945 med en bachelorgrad, var fysik hans valg.

I januar 1946 flyttede Aaron til University of Cape Town for at færdiggøre sin kandidatgrad. Der studerede Klug foruden fysik matematik, filosofi og poesi. Mens han også studerede ved University of Cape Town på et stipendium tildelt ham, lærte han af en af ​​sine lærere, Reginald William James , metoden til røntgenkrystallografi og brugte den til at studere p-bromchlorbenzen. Baseret på forskningsresultaterne udgav Klug sit første papir [4] . Efter at have modtaget sin M.Sc. i 1946 , forblev Klug ved University of Cape Town for at fortsætte sit arbejde med James om undersøgelsen af ​​organiske forbindelser ved hjælp af røntgendiffraktion. Der opfandt Aaron en metode [5] baseret på molekylære transformationer og brugte den til at bestemme strukturen af ​​triphenylen. På trods af at den struktur, der blev skabt ifølge hans beregninger, viste sig at være forkert, blev Klug tildelt British Empire Scholarship ( 1851 ) og Rose Ball Scholarship ved Trinity College, Cambridge.

Karriere og forskning

Klug blev modtaget af Sir Lawrence Bragg , direktør for Cavendish Laboratory . Aaron ønskede at arbejde i det medicinske forskningsråd for 1962-nobelpristageren M. Perutz og arbejde med undersøgelsen af ​​proteinstrukturer, men der var ingen ledige stillinger. Så foreslog Bragg, at Klug studerede lidelsen i silikater, men Aaron kunne ikke lide dette projekt, så han under vejledning af D. R. Hartree studerede stålets struktur. I løbet af projektet skabte Klug en matematisk model for overgangen af ​​austenit til perlit, baseret på kernedannelse og vækst af krystaller. Ved at løse de resulterende forskelle numerisk viste han, at hans teoretiske data er i god overensstemmelse med de eksperimentelle. For dette arbejde modtog han sin doktorgrad i 1952.

En dag henvendte professor i fysiologi Jack Ruffton sig til Hartree med et problem med at studere diffusionen af ​​ilt over erytrocytmembranen og dens interaktion med hæmoglobin. Da denne opgave matematisk svarede til afkøling af stål, undersøgte Klug sammen med Ruffton i 1953 de biokemiske processer for udveksling af ilt og kulilte i hæmoglobin. Aaron beregnede tiderne for biokemiske processer, viste, at de teoretiske data svarer til de eksperimentelle. De numeriske metoder udviklet i Klugs afhandling indgik i arbejdet med studiet af hæmoglobins biokemiske processer [6] .

Disse undersøgelser øgede videnskabsmandens interesse for røntgenanalyse af biologiske molekyler, og i slutningen af ​​det næste år modtog han et Nuffield-stipendium for at arbejde på Burbeck College i London under ledelse af John Desmond Bernal (1901-1971), Perutz's tidligere lektor ved University of Cambridge. Han grundlagde et biomolekylært forskningslaboratorium, der besatte to bygninger på Torrington Square. I meget kort tid studerede Klug ribonuklease hos Harry Carlyles forskningsgruppe. Mens han arbejdede i laboratoriet, mødte han Rosalind Franklin, hvis forskning i røntgenanalyse af DNA hjalp Francis Crick og James Watson, nobelpristagere i fysiologi eller medicin (1962), med at etablere strukturen af ​​dette molekyle.

Hun var for nylig begyndt at forske i tobaksmosaikvirus. Hun brugte røntgendiffraktionsanalyse til at studere virussens fibre. Røntgenbillederne opnået af Franklin vakte stor interesse hos Klug, og han sluttede sig til dette arbejde. . Deres første fælles publikation omhandlede laglinjeopdeling i røntgenbilleder af tobaksmosaikvirusfibre [7] . Efter Franklins død i 1958 konstaterede Klug, at tobaksmosaikviruset er en bred spiralformet struktur med gentagne proteinfragmenter, hvor det genetiske materiale er placeret langs den indre overflade af proteinet [8] .

I 1962 flyttede Aaron sammen med sit forskerhold til Laboratory of Molecular Biology i Cambridge, hvor Klug i 1978 blev en af ​​laboratoriets ledere. Der undersøgte Klug og hans kolleger de vira, der forårsager polio. Man mente, at de havde en sfærisk form, men deres nøjagtige struktur var ikke fastlagt: metodikken for røntgeneksperimentet, der var tilgængelig på det tidspunkt, var i princippet utilstrækkelig til at opnå et tilfredsstillende resultat.

I løbet af sit arbejde ønskede Klug at forbedre metoder til kvantitativ og kvalitativ analyse af mikrofotografiske billeder. Baseret på viden inden for fysik og røntgenanalyse. På baggrund af sin viden om fysik og røntgenanalyse udviklede Klug en ny teknik kaldet krystallografisk elektronmikroskopi, hvor et billede taget med et elektronmikroskop bliver diffrakteret af laserlys. Det resulterende billede kan derefter dechifreres og strukturen af ​​det analyserede objekt fastlægges.

Denne metode bevæbnede Klug ikke kun med en ny teknisk tilgang, men definerede også proceduren for at udføre forskning, der forbinder cellulære og molekylære strukturer. Han kunne nu studere et komplekst biologisk system, først isolere det fra en celle, derefter opnå et detaljeret billede gennem røntgen og kemisk analyse og til sidst skabe et komplet billede af hele enheden ved hjælp af et elektronmikroskop.

I 1972 begyndte han at anvende denne metode i analysen af ​​kromatiner - forbindelser af histoner (specielle proteiner) med DNA, som danner kromosomerne af højt organiserede organismer. Efter Roger Kornbergs (1974) forslag om, at kromatin består af en kæde af sfæruler eller nukleosomer, der hver indeholder omkring 200 basepar DNA viklet rundt om en histonkerne, foreslog Francis Crick og Aaron, at DNA'et i nukleosomet kunne være i form af en "viklingsspiral". " [9] . I 1981 var Klug og hans kolleger i stand til at vise, at histoner er så tæt viklet sammen til kugler, at en enkelt streng af menneskelig DNA, cirka 2 meter lang, passer ind i cellekernen, som er mindre end en hundrededel af en millimeter i diameter. .

Opløsningen af ​​Klug-metoden gør det muligt at få et billede af de fleste atomer af kemiske grundstoffer. Således har kemikeren mulighed for direkte at observere molekylerne og deres komplekser.

I 1982 blev Klug tildelt Nobelprisen "for at udvikle metoden til krystallografisk elektronmikroskopi og belyse strukturen af ​​biologisk vigtige nukleinsyre-proteinkomplekser." I sin åbningstale på vegne af Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi udtalte B. G. Malmström, at arbejdet udført af Klug

"Undersøgelsen af ​​vira har afsløret et vigtigt biologisk princip om, at komplekse molekylære samlinger i celler dannes spontant fra deres komponenter. Studiet af kromatin gav nøglen til den strukturelle kontrol af læsning af den genetiske information indlejret i DNA. På lang sigt vil det helt sikkert være afgørende for at forstå kræftens natur."

Ved at fortsætte undersøgelsen af ​​strukturen af ​​tobaksmosaikvirus og adskillige andre vira forbedrede Klug og hans videnskabelige gruppe den kvantitative metode til krystallografisk elektronmikroskopi til at beregne tredimensionelle kort over de undersøgte prøver. I fremtiden flyttede videnskabsmandens interesser til området for analyse af strukturen af ​​DNA og RNA. I begyndelsen af ​​1970'erne sluttede Klug sig til Brian Clark og Francis Cricks projekt for at analysere strukturen af ​​tRNA. I deres arbejde fandt de ud af, at de mest ordnede krystaller producerede gær-phenylalanin-tRNA. I 1974 publicerede videnskabsmænd en artikel, hvor de beskrev strukturen af ​​tRNA [10] . Især blev den rumlige struktur af ribozymet, det vil sige det katalytiske RNA, analyseret. En mekanisme til katalytisk selvspaltning af ribozymet er også blevet foreslået [11] .

Adressering af nukleosomets indre struktur førte til en forståelse af, hvordan DNA-molekylet er pakket i kromosomer, og arbejdet med transkriptionsfaktoren forbundet med DNA førte til opdagelsen af ​​et nyt domæne, zinkfingerregionen . Resultaterne af projektet viste muligheden for at udvikle multi-finger proteiner, der ville binde til et unikt, givet sted i genomet. Binding kan direkte blokere transkriptionen af ​​et bestemt gen eller få nukleasen til at skære DNA'et og derfor tillade modifikation på et bestemt sted. Disse ideer er blevet eksperimentelt bekræftet [12] . Den intellektuelle ejendom, der er indeholdt i disse resultater, fik Aaron og Yen Chu til at etablere et datterselskab kaldet Gendaq i 1999 for at udvikle og bruge zinkfingerteknologi. I 2001 blev Gendaq købt af SangamoBiosciences, nu SangamoTherapeutics, som fortsætter med at udvikle og anvende teknologien.

I 1978 blev Klug en af ​​direktørerne for Medical Research Councils Laboratory of Molecular Biology i Cambridge og fortsatte med at udføre videnskabeligt arbejde, mens han forblev tro mod det tidligere valgte emne.

I 1995 blev Klug valgt til præsident for Royal Society of London og blev tildelt Order of Merit.

Hæder og priser

1969 Fellow of the Royal Society (præsident 1995-2000)

1979 Heineken-prisen fra Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences

1981 Louise Gross Horvitz Award , Columbia University

1982 Nobelprisen i kemi

1983 Gold Medal of Merit, University of Cape Town

1983 Æresstipendiat ved Trinity College , Cambridge

1984 Udenlandsk korresponderende medlem af US National Academy of Sciences

1984 æresdoktor fra det hebraiske universitet i Jerusalem

1985 Copley-medalje

1988 Ridder Bachelor

1993 Æresmedlem af Peterhouse , Cambridge

1995 Order of Merit

1998 Grundlægger af Akademiet for Medicinske Videnskaber

Familie

Aaron giftede sig med Liba Bobrow i 1948. Aaron var 22, Liba var 19. Deres sønner, Adam og David, blev født i henholdsvis 1954 og 1962. Adam var professor i finans og økonomisk historie, der døde i 2000. David er medstifter og formand for Institute for Chemical Biology ved Imperial College London.

Interessante fakta

Ud over videnskab havde Aaron omfattende viden inden for områderne filosofi, oldtidshistorie og numismatik, litteratur, maleri og politik. Et af de få emner, der ikke var af særlig interesse for Klug, var musik. I 1962 blev han valgt til medlem af Peterhouse . Han var direktør for naturvidenskab og underviste i fysik til mange generationer af studerende, indtil han gik på pension i 1993 . Ifølge Klug gav undervisning i optik ham værdifuld erfaring, når det kom til hans udvikling inden for billedanalyse. Han nød at interagere med unge mennesker og fulgte med interesse sine elevers udvikling.

Videnskabelige værker

Sociale aktiviteter

I 1992 underskrev han " Advarsel til menneskeheden " [13] .

I 2016 underskrev han et brev, der opfordrede Greenpeace , FN og regeringer over hele verden til at stoppe kampen mod genetisk modificerede organismer ( GMO'er ) [14] [15] [16] .

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 Freebase  (engelsk) - 2007.
  2. ↑ Aaron Klug  (engelsk) (arkiveret link)
  3. ↑ Aaron Klug Arkiveret 3. januar 2018 på Wayback Machine  
  4. ↑ A. Klug. Krystalstruktur af Para-bromchlorbenzen  (engelsk)  // Nature. — 1947-10. — Bd. 160 , iss. 4069 . — S. 570–570 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/160570a0 .
  5. ↑ A. Klug. Anvendelsen af ​​Fourier-transformmetoden til analyse af strukturen af ​​triphenylen, C18H12  //  Acta Crystallographica. - 1950-05-02. — Bd. 3 , iss. 3 . - S. 176-181 . — ISSN 0365-110X . - doi : 10.1107/S0365110X50000434 . Arkiveret fra originalen den 2. juni 2018.
  6. ↑ Klug A., Kreuzer F., Roughton FJW Samtidig diffusion og kemisk reaktion i tynde lag af hæmoglobinopløsning  // Proceedings of the Royal Society of London. Serie B-Biologiske Videnskaber. - 1956. - T. 145 , nr. 921 . - S. 452-472 .
  7. ↑ RE Franklin, A. Klug. Spaltningen af ​​laglinjer i røntgenfiberdiagrammer af spiralformede strukturer: anvendelse på tobaksmosaikvirus  (engelsk)  // Acta Crystallographica. — 1955-12-10. — Bd. 8 , iss. 12 . — S. 777–780 . — ISSN 0365-110X . - doi : 10.1107/S0365110X55002399 . Arkiveret fra originalen den 4. juni 2018.
  8. ↑ A. Klug, J.T. Finch, Rosalind E. Franklin. Struktur af majroe gul mosaikvirus  (eng.)  // Nature. — 1957-03. — Bd. 179 , udg. 4561 . — S. 683–684 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/179683b0 . Arkiveret fra originalen den 9. august 2020.
  9. ↑ Crick FHC, Klug A. Kinky helix // Nature. - 1975. - T. 255 , nr. 5509 . - S. 530-533 .
  10. ↑ JD Robertus, Jane E. Ladner, JT Finch, Daniela Rhodes, RS Brown. Struktur af gær phenylalanin tRNA ved 3 Å opløsning   // Natur . — 1974-08. — Bd. 250 , iss. 5467 . — S. 546–551 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/250546a0 . Arkiveret fra originalen den 18. november 2019.
  11. ↑ Scott WG, Finch JT, Klug A. Krystalstrukturen af ​​et AII-RNAhammerhead ribozym: En foreslået mekanisme for RNA-katalytisk spaltning // Cell. - 1995. - T. 81 , nr. 7 . - S. 991-1002 .
  12. ↑ Yen Choo, Isidro Sánchez-García, Aaron Klug. In vivo-undertrykkelse af et stedspecifikt DNA-bindende protein designet mod en onkogen sekvens   // Nature . — 1994-12. — Bd. 372 , udg. 6507 . — S. 642–645 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/372642a0 . Arkiveret fra originalen den 20. januar 2022.
  13. ↑ World Scientists' Warning To Humanity  (engelsk)  (link ikke tilgængeligt) . stanford.edu (18. november 1992). Hentet 25. juni 2019. Arkiveret fra originalen 6. december 1998.
  14. ↑ 107 nobelpristagere underskriver brev, der sprænger Greenpeace over GMO'er . Hentet 30. juni 2016. Arkiveret fra originalen 29. juni 2016.
  15. ↑ Pristagere af Letter Supporting Precision Agriculture (GMO'er) . Hentet 30. juni 2016. Arkiveret fra originalen 7. juli 2016.
  16. ↑ Liste over nobelpristagere, der underskrev brevet . Hentet 30. juni 2016. Arkiveret fra originalen 2. september 2017.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
Slægtsforskning og nekropolis
 Præsidenter for Royal Society of London
1600-tallet
1700-tallet
19. århundrede
20. århundrede
XXI århundrede