Jeffrey Connor Hall (nacido el 3 de mayo de 1945) es un genetista y cronobiólogo estadounidense . Hall es profesor emérito de biología en la Universidad de Brandeis [2] y actualmente reside en Cambridge, Maine.
Jeffrey C. Hall | |
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Nació | Jeffrey Connor Hall [1] 3 de mayo de 1945 Nueva York , EE. UU. |
Educación | Amherst College ( BA ) Universidad de Washington, Seattle ( MS , PhD ) |
Conocido por | Clonación del gen del período |
Premios | Medalla de la Sociedad de Genética de América (2003) Premio Gruber en Neurociencia (2009) Premio Louisa Gross Horwitz (2011) Premio Internacional de la Fundación Gairdner (2012) Premio Shaw (2013) Premio Wiley (2013) Premio Nobel de Fisiología o Medicina (2017) |
Carrera científica | |
Campos | Genética |
Instituciones | Universidad Brandeis Universidad de Maine |
Asesor de doctorado | Lawrence Sandler |
Otros asesores académicos | Seymour Benzer , Herschel L. Roman |
Hall pasó su carrera examinando el componente neurológico del cortejo de moscas y los ritmos de comportamiento. A través de su investigación sobre la neurología y el comportamiento de Drosophila melanogaster , Hall descubrió los mecanismos esenciales de los relojes circadianos y arrojó luz sobre las bases de la diferenciación sexual en el sistema nervioso. Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias por su revolucionario trabajo en el campo de la cronobiología y nominado para los T. Washington Fellows [3]
En 2017, junto con Michael W. Young y Michael Rosbash , recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2017 "por sus descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano". [4] [5]
La vida
Temprana edad y educación
Jeffrey Hall nació en Brooklyn, Nueva York y se crió en los suburbios de Washington DC, mientras que su padre trabajaba como reportero para Associated Press, cubriendo el Senado de los Estados Unidos. El padre de Hall, Joseph W. Hall, [6] influyó mucho en él, especialmente alentando a Hall a mantenerse actualizado sobre los acontecimientos recientes en el diario. Hall asistió a la escuela secundaria Walter Johnson en Bethesda, Maryland, y se graduó en 1963. [7] Como buen estudiante de secundaria, Hall planeaba seguir una carrera en medicina. Hall comenzó a obtener una licenciatura en Amherst College en 1963. Sin embargo, durante su tiempo como estudiante universitario, Hall encontró su pasión en la biología. [3] Para su proyecto senior, para ganar experiencia en investigación formal, Hall comenzó a trabajar con Philip Ives. Hall informó que Ives fue una de las personas más influyentes que encontró durante sus años de formación. [8] Hall quedó fascinado con el estudio de Drosophila mientras trabajaba en el laboratorio de Ives, una pasión que ha permeado su investigación. Bajo la supervisión de Ives, Hall estudió la recombinación y la inducción de translocación en Drosophila . El éxito de las actividades de investigación de Hall llevó a los profesores del departamento a recomendar que Hall realizara estudios de posgrado en la Universidad de Washington en Seattle, donde todo un departamento se dedicó a la genética. [3]
Carrera académica temprana
Hall comenzó a trabajar en el laboratorio de Lawrence Sandler durante la escuela de posgrado en 1967. Hall trabajó con Sandler en el análisis de cambios enzimáticos dependientes de la edad en Drosophila , concentrándose en el control genético del comportamiento cromosómico en la meiosis . Hershel Roman animó a Hall a realizar un trabajo postdoctoral con Seymour Benzer , un pionero en genética avanzada, en el Instituto de Tecnología de California. [3] En una entrevista, Hall consideró a Roman como una figura influyente en su carrera temprana, ya que Roman fomentó la camaradería en el laboratorio y guió a los profesionales incipientes. [8] Al completar su trabajo de doctorado, Hall se unió al laboratorio de Benzer en 1971. En el laboratorio de Benzer, Hall trabajó con Doug Kankel, quien le enseñó a Hall sobre neuroanatomía y neuroquímica de Drosophila . Aunque Hall y Kankel hicieron grandes avances en dos proyectos, Hall dejó el laboratorio de Benzer antes de publicar los resultados. En el tercer año de Hall como investigador postdoctoral, Roman se puso en contacto con Hall con respecto a los puestos de la facultad que Roman había defendido para Hall. Hall se incorporó a la Universidad de Brandeis como profesor asistente de biología en 1974. [3] Es conocido por su excéntrico estilo de conferencias. [ según quién? ]
Adversidades académicas
Durante el tiempo que trabajó en el campo de la cronobiología, Hall enfrentó muchos desafíos al intentar establecer sus hallazgos. Específicamente, su enfoque genético de los relojes biológicos (ver la sección de genes del período) no fue aceptado fácilmente por los cronobiólogos más tradicionales. Al realizar su investigación sobre este tema en particular, Hall se enfrentó al escepticismo al tratar de establecer la importancia de una secuencia de aminoácidos que aisló. Mientras trabajaba en este proyecto, el único otro investigador que trabajaba en un proyecto similar fue Michael Young . [3]
Hall no solo enfrentó obstáculos al intentar establecer su propio trabajo, sino que también encontró frustrante la política de financiación de la investigación. De hecho, estos desafíos son una de las principales razones por las que dejó el campo. Sintió que la jerarquía y las expectativas de entrada de la biología están impidiendo que los investigadores realicen la investigación que desean. Hall creía que la atención debería centrarse en la investigación del individuo; La financiación no debería ser un factor limitante para el científico, sino que debería darles la flexibilidad necesaria para perseguir nuevos intereses e hipótesis. Hall expresó que ama su investigación y vuela, pero siente que la burocracia involucrada en el proceso le impidió sobresalir y hacer nuevos avances en el campo. [8]
Comportamiento de cortejo de Drosophila
El trabajo de Hall con el comportamiento de cortejo de Drosophila comenzó como un trabajo colaborativo con Kankel para correlacionar los comportamientos de cortejo con el sexo genético en varias regiones del sistema nervioso utilizando mosaicos sexuales de moscas de la fruta durante los últimos meses de sus años postdoctorales en el laboratorio de Benzer. Este trabajo despertó su interés en la neurogenética del cortejo de Drosophila y lo llevó a la siguiente carrera profesional de investigación sobre el cortejo de Drosophila . [3]
Descubrimiento de la conexión de época
A finales de la década de 1970, a través de un trabajo en colaboración con Florian von Schilcher, Hall identificó con éxito las regiones del sistema nervioso en Drosophila que contribuían a la regulación de los cantos de cortejo de los machos. [9] Hall se dio cuenta de este estudio que el comportamiento del canto de cortejo era una de las características elegantemente cuantificables del cortejo y decidió estudiar este tema más a fondo. En la investigación posterior con un becario postdoctoral en su laboratorio, Bambos Kyriacou, Hall descubrió que la canción de cortejo de Drosophila se producía rítmicamente con un período normal de aproximadamente un minuto. [3]
Ante la sospecha de que la mutación del período para los ciclos anormales de sueño y vigilia, generada por Ron Konopka a fines de la década de 1960, también podría alterar los ciclos de la canción de cortejo, Hall y Kyriacou probaron el efecto de las mutaciones en el período en la canción de cortejo. [3] Descubrieron que las mutaciones de período afectaban la canción de cortejo de la misma manera que cambiaban los ritmos circadianos. per s alelo produjo una oscilación más corta (aproximadamente 40 segundos), per l alelo produjo una oscilación más larga (aproximadamente 76 segundos) y per o produjo una canción que no tenía oscilación regular. [10]
Neurogenética
En su investigación, Hall se centró principalmente en las moscas con el gen infructuoso , que comenzó a estudiar durante sus años posdoctorales. El mutante infructuoso (fru) era conductualmente estéril. Además, cortejaban indiscriminadamente tanto a hembras como a machos, pero no intentaron aparearse con ninguno de los dos. Este comportamiento se identificó en la década de 1960, pero se había descuidado hasta que el grupo de Hall comenzó a investigar más el tema. A mediados de la década de 1990, mediante un trabajo de colaboración con Bruce Baker en la Universidad de Stanford y Barbara Taylor en la Universidad de Stanford, Hall logró clonar infructuosamente . A través de una investigación posterior con los infructuosos clonados , Hall confirmó el papel previamente sospechado de infructuoso como el gen regulador maestro para el cortejo. Al examinar varias mutaciones de fru , Hall descubrió que los machos realizaban poco o ningún cortejo con las hembras, no producían el componente del canto de pulso del canto de cortejo, nunca intentaban la cópula y exhibían un mayor cortejo entre machos en ausencia de proteínas Fru M. [11]
Ritmo circadiano del gen y la proteína del período
Hall trabajó principalmente con Drosophila para estudiar el mecanismo de los ritmos circadianos . En lugar de utilizar el método más tradicional de medir la eclosión , Hall midió la actividad locomotora de Drosophila para observar los ritmos circadianos. [12]
Descubrimiento de la autorregulación de la proteína PER
En 1990, en colaboración con Michael Rosbash y Paul Hardin, Hall descubrió que la proteína Period (PER) desempeñaba un papel en la supresión de su propia transcripción. Si bien se desconocía el papel exacto de PER, Hall, Rosbash y Hardin pudieron desarrollar un modelo de bucle de retroalimentación de transcripción-traducción negativa ( TTFL ) que sirve como un mecanismo central del reloj circadiano en Drosophila . En este modelo original, por expresión condujo a un aumento de PER. Después de una cierta concentración de PER, la expresión de per disminuyó, provocando que los niveles de PER disminuyan, permitiendo nuevamente que per se exprese. [13]
Descubrimiento de la sincronización entre células
En 1997, Hall formó parte de un grupo con Susan Renn, Jae Park, Michael Rosbash y Paul Taghert que descubrió que los genes que forman parte del TTFL se expresan en células de todo el cuerpo. A pesar de que estos genes se identificaron como genes necesarios para el reloj circadiano, había una variedad de niveles de expresión en varias partes del cuerpo; esta variación se observó a nivel celular. Hall logró arrastrar tejidos separados a diferentes ciclos de luz y oscuridad al mismo tiempo. Hall no descubrió el elemento que sincroniza las células hasta 2003. Descubrió que la proteína del factor de dispersión del pigmento (PDF) ayuda a controlar los ritmos circadianos y, a su vez, la actividad locomotora de estos genes en las células. Esto se localizó en pequeñas neuronas laterales ventrales (sLN v s) en el cerebro de Drosophila. A partir de estos datos, Hall concluyó que sLN v s sirven como oscilador principal en Drosophila y PDF permite la sincronía entre células. Recibió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología 2017. [12] [14]
Refinando el modelo de bucle de retroalimentación negativa de transcripción-traducción
En 1998, Hall contribuyó a dos descubrimientos en Drosophila que refinaron el modelo TTFL. El primer descubrimiento involucró el papel que juega el criptocromo (CRY) en el arrastre. Hall descubrió que CRY es un fotorreceptor clave tanto para el arrastre como para la regulación de la actividad locomotora. [15] Él planteó la hipótesis de que CRY puede no ser solo una entrada al sistema circadiano, sino también un papel como marcapasos en sí mismo. En el mismo año, Hall descubrió cómo se regulaban los genes circadianos eternos ( tim ) de Drosophila per y . Hall descubrió que las proteínas CLOCK y Cycle (CYC) forman un heterodímero a través del dominio PAS . Tras la dimerización, las dos proteínas se unen al elemento promotor de la caja E de los dos genes a través del dominio bHLH para inducir la expresión de ARNm per y tim . [15]
Referencias
- ^ Hombres y mujeres estadounidenses de ciencia: las ciencias físicas y biológicas . Bowker. 2 de octubre de 1989. ISBN 978-0-8352-1127-7. Consultado el 2 de octubre de 2017 , a través de Google Books.
- ^ Jeff Hall - Guía de la facultad de Brandeis
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- ^ Cha, Arlene Eujung (2 de octubre de 2017). "Nobel de fisiología, medicina otorgada a tres estadounidenses por el descubrimiento de 'genes reloj ' " . The Washington Post . Consultado el 2 de octubre de 2017 .
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- ^ Hall, Jeffrey C. (16 de septiembre de 2009). El Stand del Ejército de los Estados Unidos en Gettysburg . Prensa de la Universidad de Indiana. ISBN 978-0-253-00329-4. Consultado el 2 de octubre de 2017 , a través de Google Books.
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enlaces externos
- Entrevista a Jeffrey C. Hall y Michael Rosbash
- Hardin, Paul E .; Hall, Jeffrey C .; Rosbash, Michael (8 de febrero de 1990). "Retroalimentación del producto del gen del período de Drosophila en el ciclo circadiano de sus niveles de ARN mensajero". Naturaleza . 343 (6258): 536–540. Código bibliográfico : 1990Natur.343..536H . doi : 10.1038 / 343536a0 . PMID 2105471 . S2CID 4311836 .
- Renn, SC; Park, JH; Rosbash, M; Hall, JC; Taghert, PH (diciembre de 1999). "Una mutación del gen del neuropéptido pdf y la ablación de las neuronas PDF cada una causa anomalías graves de los ritmos circadianos conductuales en Drosophila". Celular . 99 (7): 791–802. doi : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81676-1 . PMID 10619432 . S2CID 62796150 .
- Jeffrey C. Hall en Nobelprize.orgincluida la Conferencia Nobel 7 de diciembre de 2017 The Little Flies: Investigación básica multifacética que sale mejor de lo previsto