Sir Richard J. Roberts — Nobelovec za odkritje intronov in RNA splicinga
Sir Richard John Roberts FRS (rojen 6. septembra 1943 v Derbyju) je britanski biokemik in molekularni biolog. Svoj raziskovalni opus je usmeril v molekularno genetiko, zlasti v preučevanje strukture genov in mehanizmov obdelave RNA, kar je imelo velik vpliv na razumevanje izražanja genov pri evkariontih.
Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino je leta 1993 prejel skupaj s Phillipom Sharpom za "odkritje, da geni pri evkariontih niso neprekinjeni nizi, temveč vsebujejo introne, in da se lahko proces urejanja ali splicinga sporočilne RNK vodi na različne načine, tako da iz istega zaporedja DNK nastanejo različni proteini". To odkritje je razkrilo, da so introni nekodirna sekvenca v predhodni mRNA, ki se med obdelavo izreže, medtem ko eksoni ostanejo in se povežejo; možnost izbirnega združevanja eksonov (alternativni splicing) pojasnjuje, kako lahko iz enega gena nastane več različnih beljakovin.
Roberts je delal na Univerzi Harvard, v laboratoriju Cold Spring Harbor in v laboratoriju New England Biolab. Leta 2008 je bil vitez v častnem redu ob rojstnem dnevu. Po podelitvi Nobelove nagrade je nadaljeval raziskave ter sodeloval z akademskimi in industrijskimi laboratoriji pri razvoju molekularnih orodij in reagenta, ki so postali pomembni v biotehnologiji in molekularni diagnostiki.
Znanstveno delo in pomen odkritja
Odkritje intronov in mehanizma splicinga je spremenilo osnovno predstavo o genomu evkariontov. Pred tem se je menilo, da so geni neprekinjeni kodirajoče enote; zdaj vemo, da so mnogi geni razdeljeni na eksonske in intronske dele. Posledice tega odkritja vključujejo:
- pojasnitev, kako lahko iz enega gena nastaja več različnih beljakovin (alternativni splicing);
- boljše razumevanje regulacije izražanja genov in razvoja celic;
- vpogled v vzroke številnih bolezni, kjer napake v splicingu vodijo do patoloških stanj (npr. nekatere dedne bolezni in nekateri pojavnosti raka);
- spodbudo za razvoj novih diagnostičnih metod in terapevtskih pristopov, ki ciljajo na procese obdelave RNA.
Nagrade in priznanja
Poleg Nobelove nagrade in članstva v FRS je Roberts prejel številna druga priznanja za dosežke v molekularni biologiji. Njegovo viteštvo (knighthood) iz leta 2008 je priznanje za dolgoletne znanstvene prispevke in mednarodni vpliv njegovega dela.
Javno delovanje in vpliv
Roberts je bil tudi glasen zagovornik znanstvene metodologije in transparentnosti v raziskavah. V javnih razpravah pogosto zagovarja pomen osnovnega znanstvenega raziskovanja in uporabe biotehnologije v medicini in kmetijstvu. Njegovo delo je prispevalo tako k temeljnim spoznanjem v biologiji kot k praktičnim aplikacijam v laboratorijih in industriji.
Danes njegovo odkritje ostaja temeljno za razumevanje kompleksnosti genoma evkariontov in nadaljnji razvoj molekularne medicine.
Delo
Včasih je veljalo, da vsak gen v DNK kodira eno beljakovino v neprekinjenem traku. Roberts in Sharp sta neodvisno ugotovila, da so geni v adenovirusu (ki povzroča prehlad) razdeljeni na segmente, ki so se kasneje pri obdelavi RNK združili.
Leta 1997 je Roberts dokazal, da v adenovirusu 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 Robertovega dela se je nanašal na cepljenje genov in gensko spajanje. To pomeni izrezovanje delov kodnega zaporedja in dodajanje delov kodnemu zaporedju. Tako nastane beljakovina, ki deluje drugače kot prvotna različica. To se zdaj uporablja pri genskem inženiringu.
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."
Običajen način združevanja eksonov med obdelavo RNK. Skupina podenot RNK in beljakovin, imenovana spliceosom, odstrani introne iz prepisanega segmenta pre-mRNA. Ta proces se imenuje spajanje.
Vprašanja in odgovori
V: Kdo je sir Richard John Roberts?
O: Sir Richard John Roberts je britanski biokemik in molekularni biolog.
V: Za kaj je sir Richard John Roberts prejel Nobelovo nagrado?
O: Sir Richard John Roberts je leta 1993 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za odkritje, da geni pri evkariontih niso neprekinjeni nizi, ampak vsebujejo introne.
V: S kom si je sir Richard John Roberts leta 1993 delil Nobelovo nagrado?
O: Sir Richard John Roberts si je Nobelovo nagrado za leto 1993 delil s Phillipom Sharpom.
V: Kako vpliva cepljenje intronov na beljakovine?
O: Intronsko cepljenje lahko poteka na različne načine, tako da iz istega zaporedja DNK nastanejo različni proteini.
V: Kje je delal sir Richard John Roberts?
O: Sir Richard John Roberts je delal na Univerzi Harvard, v laboratoriju Cold Spring Harbor in v laboratoriju New England Biolab.
V: Kdaj je bil sir Richard John Roberts vitez?
O: Sir Richard John Roberts je bil leta 2008 vitez v okviru rojstnodnevnih odlikovanj.
V: Kdaj in kje se je sir Richard John Roberts rodil?
O: Sir Richard John Roberts se je rodil 6. septembra 1943 v Derbyju v Združenem kraljestvu.
