Frederik Senger | ||||
---|---|---|---|---|
engelsk Frederik Sanger | ||||
Fødselsdato | 13. august 1918 | |||
Fødselssted | Randcombe, Gloucestershire , England | |||
Dødsdato | 19. november 2013 (95 år) | |||
Et dødssted | Cambridge , District of Cambridge, Cambridgeshire , England , Storbritannien | |||
Land | Storbritanien | |||
Videnskabelig sfære | biokemi | |||
Arbejdsplads | Cambridge universitet | |||
Alma Mater | Cambridge universitet | |||
Akademisk grad | filosofidoktor [2] ( 1943 ), æresdoktor [3] ( 1968 ), æresdoktor [3] ( 1970 ) og æresdoktor [3] ( 1970 ) | |||
videnskabelig rådgiver | Albert Neuberger [1] | |||
Studerende | Rodney Porter , Elizabeth Blackburn | |||
Priser og præmier |
Nobelprisen i kemi ( 1958 , 1980 ) |
|||
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Frederick Sanger ( eng. Frederick Sanger ; 13. august 1918 , Rendcombe, Gloucestershire - 19. november 2013 [4] [5] ) - engelsk biokemiker , en af fem personer, der modtog to Nobelpriser, den første videnskabsmand i historien til at modtage to Nobelpriser for kemi i 1958 ("for etablering af strukturer af proteiner, især insulin") og 1980 ("for grundlæggende forskning i nukleinsyrers biokemiske egenskaber, især rekombinant DNA") med Walter Gilbert og Paul Berg .
Frederick Sanger blev født den 13. august 1918 i Rendcombe (Gloucestershire, England) af Frederick Sanger, en praktiserende læge , og Cicely Sanger (nee Creedson). [6] Hans far arbejdede som anglikansk lægemissionær i Kina, men vendte tilbage til England på grund af dårligt helbred, hvor han giftede sig med Cicely i en alder af 40. Senger Jr. var det andet barn i familien: bror Theodore var et år ældre end ham, og søster Mary var fem år yngre. [7]
I en alder af omkring fem flyttede Sanger med sin familie til den lille bygd Tanworth-in-Arden (Warwickshire). Sanger-familien var ret velhavende, og en guvernante blev inviteret til at opdrage børnene. I 1927 blev Frederick sendt til Downs Malvern School, en Quaker -drevet forberedelsesskole nær Malvern, hvor hans ældre bror Theodore også studerede. I 1932 gik Sanger ind på den nystiftede Bryanstone School i Dorset. Undervisningsmetoden på denne skole var Dalton-planen , og den friere tilstand viste sig at være meget mere at foretrække for Sanger. Blandt alle skolefag fremhævede han den naturvidenskabelige retning. Som en fremragende studerende og efter at have modtaget sit eksamensbevis et år for tidligt, tilbragte Sanger sit sidste år hovedsageligt i skolelaboratoriet under vejledning af sin lærer, Jeffrey Odish, fra Cavendish Laboratory. [7]
I 1936 gik F. Sanger ind på St. John's College ( Cambridge ), hvor hans far deltog. Det tog tre år for Sanger at bestå Tripos trin I. Til dette formål studerede han kurser i fysik, kemi, biokemi og matematik, mens han oplevede vanskeligheder med fysik og matematik, da den matematiske skoleforberedelse af mange andre elever var bedre. På sit andet år erstattede Sanger fysik med fysiologi. Til trin II studerede han biokemi og modtog First Class med udmærkelse.
På dette tidspunkt døde hans forældre af kræft: hans far i en alder af 60 og hans mor i en alder af 58. Samtidig blev Sangers hovedoverbevisning dannet, på grund af den stærke indflydelse fra Quaker-opdragelsen. Han var pacifist og medlem af Peace Pledge Union. Det var gennem sit engagement med en antikrigsgruppe af Cambridge-akademikere, at han mødte sin kommende kone, Margaret Joan Howe, som studerede økonomi på Newnam Women's College. I henhold til Military Training Act af 1939 blev Sanger midlertidigt registreret som militærnægter og genregistreret i henhold til National Service (NSA) Act 1939, før han fik ubestemt fritagelse fra militærtjeneste af en domstol. Samtidig uddannede han sig i socialt nødhjælpsarbejde på Quaker-centret, Devon, og tjente kortvarigt som ordfører. [7]
I oktober 1940 begyndte Frederick Sanger arbejdet med sin doktorafhandling under tilsyn af Norman Peary . Emnet for hans forskning var udviklingen af metoder til at opnå fødevareprotein fra planter. Efter at Piri forlod afdelingen lidt over en måned senere, blev Albert Neuberger Sangers vejleder [7] Samtidig ændrede retningen af Sangers forskning sig til studiet af metabolismen af aminosyren lysin [8] [9] og det mere praktiske problem med kartoffelkvælstof. [10] Hans afhandling fik titlen "The Metabolism of the Amino Acid Lysine in the Animal Organism". I 1943 fik Sanger sin ph.d. [7]
Newberger flyttede til National Institute for Medical Research i London, men Sanger forblev i Cambridge og sluttede sig i 1943 til Charles Chibnalls gruppe, en proteinkemiker, der for nylig var blevet udnævnt til professor ved Institut for Biokemi. Chibnall havde tidligere arbejdet med at bestemme aminosyresammensætningen af bovin insulin . [11] Han foreslog, at Sanger først og fremmest ville være opmærksom på proteinets aminogrupper. Insulin, tilgængeligt fra Boots, var et af de få proteiner, der var tilgængelige i en oprenset form. Forinden havde Sanger selv finansieret sin forskning, men i Chibnalls videnskabelige gruppe modtog han støtte fra Medical Research Council, og blev derefter fra 1944 til 1951 tildelt Bate Memorial Prize [6] [12] for medicinsk grundforskning.
Sangers første succes var bestemmelsen af den komplette aminosyresekvens af to bovine insulinpolypeptidkæder, A (21 aminosyrerester ) og B (30 aminosyrerester), i henholdsvis 1952 og 1951. [13] [14] [15] [16] [17] Før dette var det almindeligt accepteret, at proteiner har en uordnet struktur. Ved at identificere disse sekvenser beviste Sanger, at proteiner har en bestemt kemisk sammensætning.
For at bekræfte denne kendsgerning forbedrede Sanger partitionskromatografi , pioneret af Richard Lawrence Millington Singh og Archer John Porter Martin , for at bestemme aminosyresammensætningen af uldprotein. Sanger brugte det kemiske reagens 1-fluor-2,4-dinitrobenzen (i dag også kendt som Sangers reagens, fluorinitrobenzen, FDNB eller DNFB). Dette stof blev opnået som et resultat af forskning udført af Bernhard Charles Saunders i kemiske krigsførelsesmidler ved det kemiske fakultet ved University of Cambridge. Ved at bruge Sangers reagens var det muligt at mærke den N-terminale aminogruppe i den ene ende af polypeptidkæden. Sanger fortsatte derefter med delvist at hydrolysere insulin til korte peptider ved hjælp af både saltsyre og proteolytiske enzymer såsom trypsin . Blandingen af peptider blev fraktioneret på et ark filterpapir under anvendelse af todimensionel elektroforese i to indbyrdes vinkelrette retninger. Forskellige peptidfragmenter af insulin, farvet med ninhydrin , flyttede til forskellige steder på papiret, hvilket skabte et klart mønster, kaldet "fingeraftryk" af Sanger. Det N-terminale peptid blev bestemt af den gule farve på grund af FDNB-mærket, hvorefter typen af den terminale aminosyrerest registreret som dinitrophenylaminosyre blev etableret ved udtømmende syrehydrolyse. [atten]
Ved at gentage denne procedure bestemte Sanger sekvenserne af et sæt peptider opnået ved hjælp af forskellige indledende delvise hydrolysemetoder. Ud fra kortere peptidkæder var det muligt at opbygge den komplette struktur af insulin. Endelig, da kæderne A og B er fysiologisk inaktive uden tre disulfidbindinger (to interkæder og en intrakæde i kæde A), bestemte Sanger et al. deres placering i 1955 og etablerede den molekylære formel for insulin C 337 N 65 O 75 S 6 . [19] [20] Sangers hovedkonklusion var, at insulinproteinets to polypeptidkæder har specifikke aminosyresekvenser, og derfor har ethvert protein en unik sekvens. Det var for denne præstation, at Sanger blev tildelt den første Nobelpris i kemi i 1958. [21] [22] Opdagelsen var afgørende for Cricks senere foreslåede hypotese om, at proteiners aminosyresekvenser er kodet af basesekvensen i det genetiske materiale af DNA (eller RNA). [23] Disse værker dannede grundlaget for den syntetiske produktion af insulin og andre hormoner. [24]
Siden 1951 var Sanger medlem af det eksterne personale i Medical Research Council, [6] og med åbningen af laboratoriet for molekylærbiologi i 1962 flyttede han til det biokemiske fakultet i Cambridge, hvor han stod i spidsen for Institut for Proteinkemi. [7]
Forud for hans flytning begyndte Sanger at udforske muligheden for at sekventere RNA- molekyler og udvikle metoder til at adskille ribonukleotider produceret ved virkningen af specifikke nukleaser . Dette arbejde blev udført af ham i et forsøg på at forbedre sekventeringsmetoderne udviklet under forskningen i insulin. [24]
Hovedproblemet var at isolere det oprensede RNA-fragment til sekventering. I løbet af arbejdet i 1964 opdagede Sanger sammen med Kjeld Maker formylmethionin - tRNA , som sætter proteinsyntese i gang i bakterier. [25] Imidlertid mistede Sanger føringen med at dechifrere sekvensen af tRNA-molekylet til en videnskabelig gruppe ledet af Robert Holly fra Cornell University , som bestemte sekvensen af alanin-tRNA 77 ribonukleotider lang fra Saccharomyces cerevisiae i 1965. [26] Kl. samtidig foreslog F. Sanger at mærke RNA og DNA , beregnet til strukturelle undersøgelser, med en radioaktiv isotop af phosphor 32 P , hvilket gjorde det muligt at udføre arbejde med en ekstrem lille mængde materiale - 10 −6 g . nukleotider. [27] [28]
Med målet om DNA-sekventering, som krævede en helt anden tilgang, overvejede Sanger forskellige måder at bruge E. coli DNA-polymerase I i forhold til duplikering af enkeltstrenget DNA. [29] I 1975 udgav han sammen med Alan Coulson en sekventeringsteknik ved hjælp af DNA-polymerase og radioaktivt mærkede nukleotider , som han kaldte plus- og minusteknikken. [30] [31] Teknikken involverede to nært beslægtede metoder, der syntetiserede korte oligonukleotider , der bærer mærker i 3'-enderne. Disse DNA-fragmenter blev derefter fraktioneret ved polyacrylamidgelelektroforese og visualiseret ved autoradiografi . Teknikken tillod sekventering af DNA-fragmenter op til 80 nukleotider i længden ad gangen, hvilket viste betydelige fremskridt sammenlignet med tidligere undersøgelser, men som stadig forblev ret besværligt. Imidlertid har Sangers forskerhold sekventeret de fleste af de 5.386 nukleotider af enkeltstrenget DNA fra bakteriofag φX174. [32] Det var det første fuldt sekventerede DNA- genom . Til deres overraskelse fandt Sanger og kolleger ud af, at de kodende regioner i nogle af generne overlappede hinanden. [33]
I 1977 introducerede Sanger og kolleger en metode til at dechifrere den primære struktur af DNA, også kendt som " Sanger-metoden ", baseret på den enzymatiske syntese af en højradioaktiv komplementær DNA-sekvens på det enkeltstrengede DNA af interesse som skabelon. [31] [34] Et stort gennembrud blev opnået, da metoden muliggjorde hurtig og nøjagtig sekventering af lange DNA-sekvenser. Denne opdagelse gav Sanger sin anden Nobelpris i kemi i 1980, som han delte med Walter Gilbert og Paul Berg . [35] Den nye metode blev brugt af Sanger og kolleger til at sekventere humant mitokondrie-DNA (16.569 basepar) [36] og bakteriofag λ (48.502 basepar). [37] Sangers metode blev til sidst brugt til at sekventere hele det menneskelige genom. [38]
I løbet af F. Sangers karriere arbejdede mere end ti kandidatstuderende under hans vejledning, hvoraf to også blev tildelt Nobelprisen. Hans første kandidatstuderende var Rodney Porter , som sluttede sig til forskningsgruppen i 1947. [33] Senere, i 1972, delte Porter Nobelprisen i fysiologi eller medicin med Gerald Edelman for hans arbejde med antistoffers kemiske struktur . [39] Elizabeth Blackburn gik videre til kandidatskolen og arbejdede i Sangers laboratorium fra 1971 til 1974. [ 33 [40]] telomerer og telomerase . [41]
I 1983, i en alder af 65, trak Sanger sig tilbage og vendte tilbage til sit hjem i Sopham Bulback (Cambridgeshire). Videnskabsmanden kunne godt lide at bruge sin tid på at arbejde i haven til sit hus. [33]
I 1992 underskrev han manifestet " Advarsel fra verdens videnskabsmænd til menneskeheden " [42] .
I 1992 grundlagde Wellcome Trust og Medical Research Council Sanger Center (nu Sanger Institute), opkaldt efter ham. Instituttet er på Wellcome Trust Genome Campus nær Hinkston, kun få kilometer fra Sangers hjem. Han indvilligede i at opkalde centret efter sig, da han blev spurgt af stiftende direktør John Sulston, men advarede: "Det må hellere være godt . "
Sanger sagde, at han ikke fandt noget bevis for Guds eksistens, så han blev agnostiker [44] . I et interview offentliggjort i avisen Times i 2000 sagde Sanger: "Min far var en engageret Quaker, og jeg er opdraget som en Quaker, og sandheden er meget vigtig for dem. Jeg har bevæget mig væk fra disse overbevisninger - det er indlysende, at nogen leder efter sandheden, men dette kræver beviser. Selv hvis jeg ville tro på Gud, ville det være meget svært. Jeg ville have brug for at se beviserne." [45] .
Han afviste et tilbud om at blive ridder, da han ikke ønskede at blive tiltalt som "sir": "Ridderskab gør dig anderledes, gør det ikke, og jeg vil ikke være anderledes." I 1986 blev han optaget i Order of Merit, som kun kan have 24 nulevende medlemmer [46] [44] [45] .
I 2007 modtog British Biochemical Society et tilskud fra Wellcome Trust til at katalogisere og bevare 35 laboratorietidsskrifter, hvori Sanger registrerede sin forskning fra 1944 til 1983. [47] .
Sanger døde i søvne på Addenbrooks Hospital i Cambridge den 19. november 2013 [48] [49]
Fra 2022 er Sanger en af kun to videnskabsmænd, der er blevet tildelt Nobelprisen i kemi to gange (sammen med Barry Sharpless ), og en af fem to gange nobelprisvindere sammen med Marie Curie ( fysik , 1903 og kemi , 1911) , Linus Pauling (kemi, 1954 og fredspris , 1962), John Bardeen (to gange fysik, 1956 og 1972) og Sharpless (2001 og 2022) [50] .
I 1992 blev Sanger Research Center (nu Sanger Institute ) grundlagt af Wellcome Trust og British Medical Research Council , opkaldt efter videnskabsmanden. [52] Instituttet er beliggende nær Hinkston, Cambridgeshire , kun få kilometer fra Sangers hjem. Det blev personligt åbnet af Senger den 4. oktober 1993, med en stab på mindre end 50 personer, og har fortsat spillet en førende rolle i forskning i det menneskelige genom og andre organismer. I øjeblikket har instituttet mere end 900 ansatte og er et af de største genomiske forskningscentre i verden.
I 1940 giftede Sanger sig med Margaret Joan Howe. Familien havde tre børn - Robin (født i 1943), Peter (født i 1946) og Sally Joan (født i 1960). [6] Ifølge videnskabsmanden hjalp hans kone ham "mere end nogen anden i hans arbejde, idet han bevarede en fredelig og lykkelig familieild." [48]
Sangers far konverterede til kvækerisme kort efter, at begge hans sønner var født og opfostrede børnene i den tro, selvom Sangers mor ikke var kvæker. [7]
Sanger sagde, at han ikke fandt beviser for Guds eksistens, så han blev agnostiker. [53] I et 2000-interview med The Times udtalte han: "Min far var en engageret Quaker, og jeg blev opdraget som en Quaker, og sandheden er meget vigtig for dem. Jeg er gået fra denne tro. Det er klart, at hun leder efter sandheden, men hun kræver også bekræftelse af sandheden. Selv hvis jeg ville tro på Gud, ville det være meget svært for mig. Jeg har brug for bekræftelse af dens eksistens." [54]
Tematiske steder | ||||
---|---|---|---|---|
Ordbøger og encyklopædier | ||||
Slægtsforskning og nekropolis | ||||
|
i kemi 1951-1975 | Nobelpristagere|
---|---|
| |
|
i kemi 1976-2000 | Nobelpristagere|
---|---|
| |
|