Phillip A. Sharp — ameriški genetik in Nobelovec za RNA splicing
Phillip Allen Sharp (rojen 6. junija 1944) je ameriški genetik in molekularni biolog.
Skupaj z Richardom Robertsom je odkril cepljenje genov in leta 1993 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za "odkritje, da geni pri evkariontih niso neprekinjeni nizi, temveč vsebujejo introne, in da se lahko cepljenje pre-messenger RNA za odstranitev teh intronov izvede na različne načine, tako da iz istega zaporedja DNK nastanejo različne beljakovine".
Odkritje cepljenja (splicing) je pomenilo temeljno spremembo v razumevanju izražanja genov pri evkariontih. Pokazalo je, da so kodirajoča območja (eksone) prekinjena z nekodirajočimi vložki (introni) in da proces odstranjevanja intronov poteka z uporabo kompleksnega encima oziroma sestava beljakovin in RNA, imenovanega spliceosom. Ta mehanizem omogoča tudi alternativno cepljenje, kar pojasni, kako iz istega gena nastane več različnih oblik beljakovin, kar ima veliki pomen za razvoj, celično specializacijo in bolezni (na primer nekatere dedne bolezni in rak).
Sharp se je rodil v Falmouthu v Kentuckyju. Leta 1969 je doktoriral iz kemije na Univerzi Illinois v Urbani-Champaignu. Po doktoratu je do leta 1971 delal na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu, kjer je v laboratoriju Cold Spring Harbor pod vodstvom Jamesa Watsona preučeval plazmide in pozneje izražanje genov v človeških celicah.
Leta 1974 mu je biolog Salvador Luria ponudil mesto na MIT. Med letoma 1985 in 1991 je bil direktor Centra za raziskave raka (zdaj Kochov inštitut za integrativne raziskave raka), med letoma 1991 in 1999 vodja oddelka za biologijo, med letoma 2000 in 2004 pa direktor McGovernovega inštituta za raziskave možganov.
Znanstveno delo in prispevki
Sharpova raziskovalna skupina je pomembno prispevala k razumevanju molekularnih mehanizmov, ki urejajo prepis in predelavo RNA. Njegovo delo je osvetlilo vlogo spliceosoma pri odstranjevanju intronov in mehanizme alternativnega cepljenja, ki so ključni za raznolikost beljakovin v evkariontskih organizmih. Zaradi teh spoznanj se je odprlo tudi novo polje raziskav o tem, kako napake v cepljenju prispevajo k bolezenskim stanjem in kako jih je mogoče usmerjeno zdraviti z molekulskimi pristopi.
Vpliv in posledice odkritja
Odkritje cepljenja je imelo široke posledice za biologijo in medicino: pomagalo je razložiti evolucijo genov, povečalo razumevanje regulacije genov v razvoju in tkivni specializaciji ter vplivalo na razvoj novih terapevtskih pristopov, kot so antisense oligonukleotidi, usmerjene terapije za napačno oblikovane izoforme beljakovin in raziskave RNA-posredovanega utišanja genov.
Nagrade in priznanja
Poleg Nobelove nagrade je Sharp prejel številna nacionalna in mednarodna priznanja za svoje delo. Je član več akademij in strokovnih združenj ter pogosto povabljen kot predavatelj in svetovalec v akademskem in industrijskem sektorju. Njegovo mentorstvo je vplivalo na generacije raziskovalcev, ki delujejo na področju molekularne biologije, genetike in biomedicine.
Dediščina in nadaljnje delo
Sharpovo delo je eno temeljnih v moderni molekularni biologiji. Njegovi prispevki so še vedno osnova za raziskave v genomiki, transkriptomiki in razvoju RNA-temeljenih zdravil. Kot vodja in organizator znanstvenih inštitutov je spodbujal interdisciplinarno sodelovanje med biologijo, kemijo, medicino in inženirstvom.
Osebno
Phillip A. Sharp je znan tudi po svoji vlogi mentorja in zagovornika znanstvene izobrazbe ter po aktivnem sodelovanju v znanstveni skupnosti. Zaradi narave njegovega dela in dolge kariere pa se podrobnejše osebne informacije pogosto pojavljajo v biografijah in intervjujih, ki jih je mogoče poiskati za tiste, ki želijo več podrobnosti.
Delo
Včasih je veljalo, da vsak gen v DNK kodira eno beljakovino v neprekinjenem traku. Leta 1997 sta Sharp in Roberts neodvisno ugotovila, da so geni razdeljeni na segmente, ki se kasneje pri obdelavi RNK združijo.
Sharp in Roberts sta dokazala, da kodirajočo DNK ločujejo odseki DNK, ki niso kodirajoči. Kodirajoči odseki so eksoni, nekodirajoči odseki pa so introni.
Poleg tega se je izkazalo, da se ta struktura pojavlja v vseh višjih organizmih. Odkritje, da je lahko gen v genskem materialu prisoten kot več različnih in ločenih segmentov, je bilo revolucionarno.
Drugi del Sharpovega dela se je nanašal na delitev in cepljenje genov. To pomeni izrezovanje delov kodnega zaporedja in dodajanje delov kodnemu zaporedju. Tako nastane beljakovina, ki deluje drugače kot prvotna različica.
Predlagani učinek na razvoj
Takšna struktura lahko omogoči prožnejše odzivanje na okoljske spremembe in tako pospeši evolucijo. Ta struktura je lahko tudi vzrok za številne dedne genetske okvare.
Tukaj je ključni del govora profesorja Bertila Daneholta z Nobelove skupščine inštituta Karolinska, ki je predstavil Nobelovo nagrado:
"Prej je veljalo, da se geni razvijajo predvsem s kopičenjem majhnih diskretnih sprememb v genskem materialu. Toda mozaična struktura genov višjim organizmom omogoča, da gene prestrukturirajo tudi na drug, učinkovitejši način. Med evolucijo se namreč genski segmenti - posamezni deli mozaika - v genskem materialu pregrupirajo, kar ustvarja nove mozaične vzorce in s tem nove gene. Ta proces premeščanja domnevno pojasnjuje hiter razvoj višjih organizmov."
Vprašanja in odgovori
V: Po čem je znan Phillip Allen Sharp?
O: Phillip Allen Sharp je ameriški genetik in molekularni biolog, ki je skupaj z Richardom Robertsom odkril cepljenje genov in si leta 1993 delil Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za "odkritje, da geni pri evkariontih niso neprekinjeni nizi, ampak vsebujejo introne, in da se cepljenje predznanjevalne RNA, ki izbriše te introne, lahko zgodi na različne načine, tako da iz istega zaporedja DNA nastanejo različne beljakovine".
V: Kje se je rodil Phillip Allen Sharp?
O: Phillip Allen Sharp se je rodil v Falmouthu v Kentuckyju.
V: Kdaj je doktoriral?
O: Doktoriral je iz kemije na Univerzi Illinois v Urbani-Champaign leta 1969.
V: Kakšne raziskave je opravljal po doktoratu?
O: Po doktoratu je do leta 1971 delal na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu, kjer je v laboratoriju Cold Spring Harbor pod vodstvom Jamesa Watsona preučeval plazmide in pozneje izražanje genov v človeških celicah.
V: Kako se je znašel na MIT?
O: Leta 1974 mu je biolog Salvador Luria ponudil mesto na MIT.
V: Katere položaje je Philip opravljal na MIT?
O: Med letoma 1985 in 1991 je bil direktor Centra za raziskave raka (zdaj Kochov inštitut za integrativne raziskave raka), med letoma 1991 in 1999 vodja oddelka za biologijo, med letoma 2000 in 2004 pa direktor McGovernovega inštituta za raziskave možganov.
