صفحه تمرین ۶ مصطفی: تفاوت میان نسخهها
بدون خلاصۀ ویرایش |
بدون خلاصۀ ویرایش |
||
| (۲ نسخهٔ میانیِ ایجادشده توسط همین کاربر نشان داده نشد) | |||
| خط ۱: | خط ۱: | ||
{{جعبه اطلاعات دانشمند | |||
| نام = آفرام هرسکو | |||
| نام اصلی = آفرام هرسکو | |||
| نام به انگلیسی = Avram Hershko | |||
| تاریخ تولد = ۳۱ دسامبر ۱۹۳۷ | |||
| محل تولد = کارکاگ، مجارستان | |||
| تابعیت = اسرائیلی | |||
| حوزه فعالیت = بیوشیمی | |||
| دانشگاه = دانشگاه عبری اورشلیم | |||
| محل فعالیت = تکنینون – مؤسسه فناوری اسرائیل | |||
| شناختهشده برای = کشف سامانهٔ تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین | |||
| جایزه نوبل = جایزه نوبل شیمی ۲۰۰۴ | |||
| همکاران علمی = [[آرون سیخانوور]]، [[اروین روز]] | |||
}} | |||
<!-- تصویر پیشنهادی: پرترهٔ رسمی آفرام هرسکو از Technion یا Avram_Hershko.jpg | |||
<!-- تصویر دوم پیشنهادی: آفرام هرسکو هنگام دریافت جایزه نوبل یا مراسم مرتبط با جایزه نوبل --> | |||
<!-- تصویر سوم پیشنهادی: نمودار یا تصویر علمی سامانهٔ یوبیکویتین ـ پروتئازوم، با بررسی وضعیت حقوقی تصویر پیش از بارگذاری --> | |||
'''آفرام هرسکو''' (Avram Hershko؛ زادهٔ ۳۱ دسامبر ۱۹۳۷ در کارکاگ، مجارستان) بیوشیمیدان اسرائیلی است که به دلیل پژوهشهای بنیادی دربارهٔ سازوکار تجزیهٔ انتخابی پروتئینها در سلول شناخته میشود. هرسکو به همراه [[آرون سیخانوور]] و [[اروین روز]] در سال ۲۰۰۴ [[جایزه نوبل شیمی]] را «برای کشف تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین» دریافت کرد.<ref name="Nobel2004">The Nobel Prize in Chemistry 2004، NobelPrize.org، بنیاد نوبل.</ref> | |||
- | پژوهشهای هرسکو و همکارانش نشان داد که سلولها برای حذف انتخابی پروتئینهای معیوب، اضافی یا پایانیافته از یک سازوکار پیچیده استفاده میکنند که در آن پروتئین کوچک [[یوبیکویتین]] به پروتئین هدف متصل میشود و آن را برای تجزیه در [[پروتئازوم]] علامتگذاری میکند. این کشف درک دانشمندان از تنظیم چرخهٔ سلولی، کنترل کیفیت پروتئینها، ترمیم [[دیانای]] و بسیاری دیگر از فرایندهای سلولی را دگرگون کرد.<ref name="NobelAdvanced">The Discovery of Ubiquitin-Mediated Proteolysis، Advanced Information on the Nobel Prize in Chemistry 2004، Royal Swedish Academy of Sciences.</ref> | ||
== زندگی و خانواده == | |||
آفرام هرسکو در ۳۱ دسامبر ۱۹۳۷ در شهر کارکاگ در مجارستان زاده شد. نام تولد او «فرنتس هرسکو» بود. او در خانوادهای یهودی رشد کرد. خانوادهٔ او در جریان جنگ جهانی دوم با آزار و سرکوب یهودیان مجارستان مواجه شدند و پس از پایان جنگ، در سال ۱۹۵۰ به اسرائیل مهاجرت کردند.<ref name="HungarianAcademy">Herskó Ferenc، Hungarian Academy of Sciences.</ref> | |||
او در | پس از مهاجرت، خانوادهٔ هرسکو در اسرائیل سکونت گزیدند. تجربههای دوران کودکی و مهاجرت در زندگی او تأثیرگذار بود، اما مسیر حرفهای او در نهایت به پزشکی و سپس پژوهش در [[بیوشیمی]] منتهی شد. | ||
== تحصیلات == | |||
هرسکو تحصیلات پزشکی خود را در دانشکدهٔ پزشکی هداسا از [[دانشگاه عبری اورشلیم]] دنبال کرد و در سال ۱۹۶۵ مدرک دکترای پزشکی (M.D.) دریافت کرد. او در فاصلهٔ سالهای ۱۹۶۵ تا ۱۹۶۷ بهعنوان پزشک در نیروهای دفاعی اسرائیل خدمت کرد و سپس تحصیلات پژوهشی خود را ادامه داد.<ref name="TechnionBio">Avram Hershko، Rappaport Faculty of Medicine، Technion – Israel Institute of Technology.</ref> | |||
او در سال ۱۹۶۹ مدرک دکترای تخصصی پژوهشی (Ph.D.) خود را از دانشگاه عبری اورشلیم دریافت کرد. هرسکو در دوران تحصیل پزشکی با علوم پایه و بیوشیمی علاقهٔ ویژهای پیدا کرد و بهتدریج مسیر حرفهای خود را از پزشکی بالینی به پژوهش بنیادی در زیستشناسی سلولی و بیوشیمی تغییر داد.<ref name="HershkoScience">Avram Hershko، Science as an Adventure – Lessons for the Young Scientist، ۲۰۱۰.</ref> | |||
== فعالیت علمی == | |||
پس از دریافت دکترا، هرسکو برای انجام پژوهشهای پسادکتری به دانشگاه کالیفرنیا در سانفرانسیسکو رفت و در آزمایشگاه گوردون تامکینز به پژوهش پرداخت. او در این دوره به مسئلهٔ تجزیهٔ پروتئینهای درون سلول علاقهمند شد؛ حوزهای که در آن زمان نسبت به فرایند ساخت پروتئینها توجه بسیار کمتری دریافت میکرد.<ref name="TechnionBio" /> | |||
هرسکو پس از بازگشت به اسرائیل به دانشکدهٔ پزشکی تکنینون در حیفا پیوست. او در این مؤسسه به پژوهش و تدریس بیوشیمی پرداخت و بعدها به مقام استاد ممتاز رسید. آزمایشهای اصلی مرتبط با کشف سامانهٔ یوبیکویتین در آزمایشگاه او در تکنینون آغاز و سپس در همکاری با آرون سیخانوور و اروین روز در مرکز سرطان فاکس چیس در فیلادلفیا دنبال شد.<ref name="Gairdner">Avram Hershko، Gairdner Foundation.</ref> | |||
== پژوهش دربارهٔ تجزیهٔ پروتئین == | |||
خود | یکی از پرسشهای مهم در زیستشناسی سلولی این بود که سلول چگونه پروتئینهای خود را پس از پایان عملکرد یا آسیبدیدگی شناسایی و حذف میکند. پژوهشهای پیشین نشان داده بودند که تجزیهٔ پروتئین در سلول به انرژی نیاز دارد، اما سازوکار این فرایند روشن نبود.<ref name="NobelPresentation">The Nobel Prize in Chemistry 2004 – Presentation Speech، NobelPrize.org.</ref> | ||
هرسکو، سیخانوور و روز در اواخر دههٔ ۱۹۷۰ و اوایل دههٔ ۱۹۸۰ با استفاده از سامانههای آزمایشگاهی، فرایند تجزیهٔ وابسته به ATP را بررسی کردند. پژوهش آنان نشان داد که برخلاف تصور یک فرایند سادهٔ پروتئولیتیک، چندین جزء در شناسایی و آمادهسازی پروتئین هدف برای تجزیه دخالت دارند.<ref name="NobelAdvanced" /> | |||
در سال ۱۹۷۸، سیخانوور، هرسکو و همکارانشان نشان دادند که فعالیت تجزیهٔ وابسته به ATP را میتوان به دو جزء جداگانه تفکیک کرد و با ترکیب دوبارهٔ آنها فعالیت تجزیهای را بازسازی کرد. در ادامه، یک پروتئین کوچک و پایدار در برابر حرارت شناسایی شد که ابتدا با نام APF-1 شناخته میشد و بعداً مشخص شد همان یوبیکویتین است.<ref name="NobelAdvanced" /> | |||
== کشف سامانهٔ یوبیکویتین == | |||
یوبیکویتین پروتئینی کوچک و بسیار حفاظتشده در سلولهای یوکاریوتی است. پژوهشهای هرسکو، سیخانوور و روز نشان داد که این پروتئین در فرایند شناسایی و علامتگذاری پروتئینهایی که باید تجزیه شوند، نقش اساسی دارد.<ref name="NobelUbiquitin">The Nobel Prize in Chemistry 2004 – Ubiquitin، NobelPrize.org.</ref> | |||
در این سامانه، یوبیکویتین بهصورت کووالانسی به پروتئین هدف متصل میشود. اتصال زنجیرهای از مولکولهای یوبیکویتین به پروتئین، آن را برای شناسایی توسط پروتئازوم آماده میکند. پروتئازوم سپس پروتئین علامتگذاریشده را به قطعات کوچکتر تجزیه میکند، در حالی که یوبیکویتین میتواند در چرخههای بعدی دوباره مورد استفاده قرار گیرد.<ref name="NobelAdvanced" /> | |||
این کشف نشان داد که تجزیهٔ پروتئینها در سلول نه یک فرایند تصادفی، بلکه فرایندی دقیق و بهشدت تنظیمشده است که در آن پروتئینهای خاص، در زمان و مکان مشخص، برای حذف انتخاب میشوند. | |||
== همکاری با آرون سیخانوور و اروین روز == | |||
[[آرون سیخانوور]] در سال ۱۹۷۷ به گروه پژوهشی هرسکو پیوست و همکاری علمی میان آن دو به یکی از مهمترین همکاریهای تاریخ زیستشیمی منجر شد. سپس هرسکو و سیخانوور در دورههایی در آزمایشگاه [[اروین روز]] در مرکز سرطان فاکس چیس در فیلادلفیا با او همکاری کردند.<ref name="LindauCV">Avram Hershko – Curriculum Vitae، Lindau Nobel Laureate Meetings.</ref> | |||
این همکاری به شناسایی و تشریح سازوکار سامانهای انجامید که بعدها به «سامانهٔ یوبیکویتین» و در پیوند با پروتئازوم به «سامانهٔ یوبیکویتین–پروتئازوم» معروف شد. | |||
== سازوکار آنزیمی سامانه == | |||
یکی از نتایج مهم پژوهشهای این گروه، شناسایی مجموعهای از آنزیمها بود که در اتصال یوبیکویتین به پروتئین هدف نقش دارند. این فرایند شامل آنزیمهای E1، E2 و E3 است که بهترتیب در فعالسازی یوبیکویتین، انتقال آن و انتخاب پروتئین هدف مشارکت میکنند.<ref name="E1E2E3">Hershko, A.; Heller, H.; Elias, S.; Ciechanover, A.، Components of ubiquitin-protein ligase system، Journal of Biological Chemistry، ۱۹۸۲.</ref> | |||
اهمیت این سازوکار در آن است که سلول میتواند از طریق آن پروتئینهای مشخصی را بهطور انتخابی هدف قرار دهد. بنابراین، سامانهٔ یوبیکویتین فقط یک سیستم تجزیهٔ عمومی نیست، بلکه یکی از ابزارهای اصلی تنظیم فعالیت پروتئینها و فرایندهای سلولی به شمار میرود. | |||
== نقش در چرخهٔ سلولی == | |||
پژوهشهای بعدی هرسکو و دیگر دانشمندان نشان داد که سامانهٔ یوبیکویتین در تنظیم [[چرخهٔ سلولی]] نقش مهمی دارد. بسیاری از پروتئینهای تنظیمکنندهٔ چرخهٔ سلولی باید در زمان دقیق از بین بروند تا سلول بتواند از یک مرحله به مرحلهٔ بعدی عبور کند.<ref name="HershkoNobelLecture">Avram Hershko، The Ubiquitin System for Protein Degradation and Some of its Roles in the Control of the Cell Division Cycle، Nobel Lecture، ۲۰۰۴.</ref> | |||
هرسکو در پژوهشهای بعدی خود بهویژه بر سازوکار کنترل تقسیم سلولی توسط تجزیهٔ وابسته به یوبیکویتین تمرکز کرد. از جمله موضوعات مورد مطالعهٔ او، مجموعهٔ پروتئینی «کمپلکس پیشبرندهٔ آنافاز» یا APC/C و ارتباط آن با کنترل ورود و خروج سلول از مراحل مختلف تقسیم سلولی بود.<ref name="TechnionResearch">Avram Hershko، Technion – Israel Institute of Technology.</ref> | |||
== اهمیت پزشکی و زیستی == | |||
پس از کشف سامانهٔ یوبیکویتین، پژوهشهای گستردهای نشان دادند که این سامانه در طیف وسیعی از فرایندهای سلولی نقش دارد. از جملهٔ این فرایندها میتوان به تنظیم چرخهٔ سلولی، انتقال پیامهای سلولی، تنظیم رونویسی، کنترل کیفیت پروتئینها، پاسخ ایمنی، ترمیم DNA و مرگ برنامهریزیشدهٔ سلول اشاره کرد.<ref name="Ubiquitin1998">Hershko, A.; Ciechanover, A.، The ubiquitin system، Annual Review of Biochemistry، جلد ۶۷، ۱۹۹۸، صص. ۴۲۵–۴۷۹.</ref> | |||
در | اختلال در مسیرهای وابسته به یوبیکویتین نیز با برخی بیماریهای انسانی ارتباط دارد. پژوهشهای زیستی و پزشکی بعدی، نقش این سامانه را در برخی انواع سرطان و دیگر بیماریها بررسی کردهاند.<ref name="NobelAdvanced" /> | ||
اهمیت این کشف به حوزهٔ سرطان محدود نیست و سامانهٔ یوبیکویتین در زیستشناسی مولکولی، ایمنیشناسی، علوم اعصاب و پژوهشهای مربوط به کنترل کیفیت پروتئینها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. | |||
== جایزه نوبل شیمی ۲۰۰۴ == | |||
در سال ۲۰۰۴، [[بنیاد نوبل|آکادمی سلطنتی علوم سوئد]] جایزهٔ نوبل شیمی را بهطور مشترک به آفرام هرسکو، آرون سیخانوور و اروین روز اعطا کرد. انگیزهٔ رسمی جایزه عبارت بود از «برای کشف تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین».<ref name="Nobel2004" /> | |||
این | این جایزه به پژوهشی تعلق گرفت که در اواخر دههٔ ۱۹۷۰ و اوایل دههٔ ۱۹۸۰ انجام شده بود و سازوکار تازهای برای تجزیهٔ انتخابی پروتئینهای درون سلول را آشکار کرد. کمیتهٔ نوبل این کشف را یکی از سازوکارهای اساسی کنترل عملکرد سلول توصیف کرد.<ref name="NobelPresentation" /> | ||
هرسکو در ۸ دسامبر ۲۰۰۴ در دانشگاه استکهلم سخنرانی نوبل خود را با عنوان «سامانهٔ یوبیکویتین برای تجزیهٔ پروتئین و برخی نقشهای آن در کنترل چرخهٔ تقسیم سلولی» ارائه کرد.<ref name="HershkoNobelLecture" /> | |||
== جوایز و افتخارات == | |||
هرسکو پیش از دریافت جایزهٔ نوبل نیز جوایز علمی متعددی دریافت کرده بود، از جمله: | |||
* '''۱۹۸۷:''' جایزهٔ وایزمن. | |||
* '''۱۹۹۴:''' جایزهٔ اسرائیل در رشتهٔ بیوشیمی. | |||
* '''۱۹۹۹:''' جایزهٔ بینالمللی گایردنر. | |||
* '''۲۰۰۰:''' جایزهٔ آلبرت لاسکر برای پژوهشهای بنیادی پزشکی. | |||
* '''۲۰۰۱:''' جایزهٔ ولف در پزشکی. | |||
* '''۲۰۰۱:''' جایزهٔ لوئیزا گروس هورویتز. | |||
* '''۲۰۰۴:''' جایزهٔ نوبل شیمی، مشترک با آرون سیخانوور و اروین روز.<ref name="TechnionAwards">Avram Hershko، Technion – Israel Institute of Technology.</ref> | |||
هرسکو همچنین به عضویت آکادمی علوم و علوم انسانی اسرائیل درآمد و در سال ۲۰۰۳ بهعنوان عضو خارجی آکادمی ملی علوم ایالات متحده انتخاب شد.<ref name="TechnionAwards" /> | |||
== فعالیتهای پژوهشی پس از نوبل == | |||
پژوهشهای | هرسکو پس از دریافت جایزهٔ نوبل به فعالیت پژوهشی خود در تکنینون ادامه داد. یکی از محورهای پژوهشهای بعدی او، چگونگی کنترل تقسیم سلولی بهوسیلهٔ تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین بود.<ref name="TechnionResearch" /> | ||
این | در این پژوهشها، سازوکار عملکرد کمپلکسهای تنظیمکنندهٔ چرخهٔ سلولی و بهویژه APC/C و ارتباط آنها با نقاط کنترل تقسیم سلولی مورد بررسی قرار گرفت. اهمیت این مطالعات تا حدی به ارتباط خطاهای تقسیم کروموزومی با برخی سلولهای سرطانی مربوط میشود.<ref name="TechnionResearch" /> | ||
== آثار علمی == | |||
از آثار مهم هرسکو در زمینهٔ سامانهٔ یوبیکویتین میتوان به موارد زیر اشاره کرد: | |||
* | * Hershko, A.؛ Ciechanover, A.، '''The Ubiquitin Pathway for the Degradation of Intracellular Proteins'''، ۱۹۸۶، ''Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology''، جلد ۳۳، صص. ۱۹–۵۶.<ref name="HershkoCiechanover1986">Hershko, A.; Ciechanover, A.، The Ubiquitin Pathway for the Degradation of Intracellular Proteins، Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology، جلد ۳۳، ۱۹۸۶، صص. ۱۹–۵۶.</ref> | ||
* Hershko, A.؛ Ciechanover, A.، '''The ubiquitin system for protein degradation'''، ۱۹۹۲، ''Annual Review of Biochemistry''، جلد ۶۱، صص. ۷۶۱–۸۰۷.<ref name="HershkoCiechanover1992">Hershko, A.; Ciechanover, A.، The ubiquitin system for protein degradation، Annual Review of Biochemistry، جلد ۶۱، ۱۹۹۲، صص. ۷۶۱–۸۰۷.</ref> | |||
* Hershko, A.؛ Ciechanover, A.، '''The ubiquitin system'''، ۱۹۹۸، ''Annual Review of Biochemistry''، جلد ۶۷، صص. ۴۲۵–۴۷۹.<ref name="Ubiquitin1998" /> | |||
* Hershko, A.، '''The Ubiquitin System for Protein Degradation and Some of its Roles in the Control of the Cell Division Cycle'''، سخنرانی نوبل، ۲۰۰۴.<ref name="HershkoNobelLecture" /> | |||
== دیدگاهها و ارزیابیها == | |||
اهمیت علمی کار هرسکو تنها در شناسایی یک پروتئین یا یک مسیر بیوشیمیایی خلاصه نمیشود. کشف سامانهٔ یوبیکویتین نشان داد که سلول چگونه میتواند پروتئینهای خاص را با دقت بالا شناسایی و برای تجزیه علامتگذاری کند. این اصل به یکی از پایههای مهم درک تنظیم مولکولی سلول تبدیل شد.<ref name="NobelAdvanced" /> | |||
گسترش پژوهشها دربارهٔ یوبیکویتین در دهههای پس از کشف اولیه، دامنهٔ کاربرد این سامانه را بسیار فراتر از تجزیهٔ سادهٔ پروتئینها نشان داد. امروزه مسیرهای وابسته به یوبیکویتین در مطالعهٔ چرخهٔ سلولی، کنترل کیفیت پروتئینها، پاسخ ایمنی، ترمیم DNA و بیماریهای مختلف اهمیت دارند.<ref name="Ubiquitin1998" /> | |||
از این منظر، جایگاه هرسکو در تاریخ زیستشیمی به دلیل مشارکت در کشف یک سازوکار بنیادی تنظیم سلولی است؛ سازوکاری که در زمان انجام پژوهشهای اولیه هنوز بخش بزرگی از آن ناشناخته بود. | |||
== گاهشمار == | |||
کشف | * '''۱۹۳۷:''' تولد در کارکاگ، مجارستان. | ||
* '''۱۹۵۰:''' مهاجرت به اسرائیل همراه خانواده. | |||
* '''۱۹۶۵:''' دریافت مدرک پزشکی از دانشگاه عبری اورشلیم. | |||
* '''۱۹۶۵–۱۹۶۷:''' خدمت بهعنوان پزشک در نیروهای دفاعی اسرائیل. | |||
* '''۱۹۶۹:''' دریافت مدرک Ph.D. از دانشگاه عبری اورشلیم. | |||
* '''۱۹۶۹–۱۹۷۲:''' انجام پژوهش پسادکتری در دانشگاه کالیفرنیا در سانفرانسیسکو. | |||
* '''۱۹۷۰ها:''' آغاز و گسترش پژوهش دربارهٔ تجزیهٔ وابسته به انرژی پروتئینها. | |||
* '''۱۹۷۸:''' انتشار پژوهشهای اولیه دربارهٔ سامانهٔ تجزیهٔ وابسته به ATP. | |||
* '''اوایل دههٔ ۱۹۸۰:''' شناسایی و تشریح نقش یوبیکویتین در علامتگذاری پروتئینها برای تجزیه. | |||
* '''۱۹۹۴:''' دریافت جایزهٔ اسرائیل در بیوشیمی. | |||
* '''۱۹۹۹:''' دریافت جایزهٔ بینالمللی گایردنر. | |||
* '''۲۰۰۰:''' دریافت جایزهٔ آلبرت لاسکر برای پژوهشهای بنیادی پزشکی. | |||
* '''۲۰۰۱:''' دریافت جایزهٔ ولف در پزشکی و جایزهٔ لوئیزا گروس هورویتز. | |||
* '''۲۰۰۴:''' دریافت مشترک جایزهٔ نوبل شیمی برای کشف تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین. | |||
* '''۸ دسامبر ۲۰۰۴:''' ارائهٔ سخنرانی نوبل در دانشگاه استکهلم. | |||
* '''پس از ۲۰۰۴:''' ادامهٔ پژوهش دربارهٔ نقش سامانهٔ یوبیکویتین در کنترل چرخهٔ سلولی و تقسیم سلولی. | |||
== تصاویر پیشنهادی == | |||
<!-- | |||
تصویر ۱: پرترهٔ آفرام هرسکو | |||
منبع پیشنهادی: Technion – Israel Institute of Technology | |||
پیش از بارگذاری، وضعیت حق نشر و مجوز تصویر بررسی شود. | |||
تصویر ۲: تصویر آفرام هرسکو در ارتباط با جایزهٔ نوبل | |||
منبع پیشنهادی: NobelPrize.org / Nobel Foundation | |||
پیش از استفاده، وضعیت حق نشر بررسی شود. | |||
تصویر ۳: تصویر یا نمودار سامانهٔ یوبیکویتین–پروتئازوم | |||
منبع پیشنهادی: منابع علمی یا آرشیوهای دارای مجوز مناسب. | |||
--> | |||
== منابع == | |||
<references /> | |||
نسخهٔ کنونی تا ۱ سپتامبر ۲۰۲۶، ساعت ۱۶:۲۴
| آفرام هرسکو | |
|---|---|
| متولد | ۳۱ دسامبر ۱۹۳۷ |
آفرام هرسکو (Avram Hershko؛ زادهٔ ۳۱ دسامبر ۱۹۳۷ در کارکاگ، مجارستان) بیوشیمیدان اسرائیلی است که به دلیل پژوهشهای بنیادی دربارهٔ سازوکار تجزیهٔ انتخابی پروتئینها در سلول شناخته میشود. هرسکو به همراه آرون سیخانوور و اروین روز در سال ۲۰۰۴ جایزه نوبل شیمی را «برای کشف تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین» دریافت کرد.[۱]
پژوهشهای هرسکو و همکارانش نشان داد که سلولها برای حذف انتخابی پروتئینهای معیوب، اضافی یا پایانیافته از یک سازوکار پیچیده استفاده میکنند که در آن پروتئین کوچک یوبیکویتین به پروتئین هدف متصل میشود و آن را برای تجزیه در پروتئازوم علامتگذاری میکند. این کشف درک دانشمندان از تنظیم چرخهٔ سلولی، کنترل کیفیت پروتئینها، ترمیم دیانای و بسیاری دیگر از فرایندهای سلولی را دگرگون کرد.[۲]
زندگی و خانواده
آفرام هرسکو در ۳۱ دسامبر ۱۹۳۷ در شهر کارکاگ در مجارستان زاده شد. نام تولد او «فرنتس هرسکو» بود. او در خانوادهای یهودی رشد کرد. خانوادهٔ او در جریان جنگ جهانی دوم با آزار و سرکوب یهودیان مجارستان مواجه شدند و پس از پایان جنگ، در سال ۱۹۵۰ به اسرائیل مهاجرت کردند.[۳]
پس از مهاجرت، خانوادهٔ هرسکو در اسرائیل سکونت گزیدند. تجربههای دوران کودکی و مهاجرت در زندگی او تأثیرگذار بود، اما مسیر حرفهای او در نهایت به پزشکی و سپس پژوهش در بیوشیمی منتهی شد.
تحصیلات
هرسکو تحصیلات پزشکی خود را در دانشکدهٔ پزشکی هداسا از دانشگاه عبری اورشلیم دنبال کرد و در سال ۱۹۶۵ مدرک دکترای پزشکی (M.D.) دریافت کرد. او در فاصلهٔ سالهای ۱۹۶۵ تا ۱۹۶۷ بهعنوان پزشک در نیروهای دفاعی اسرائیل خدمت کرد و سپس تحصیلات پژوهشی خود را ادامه داد.[۴]
او در سال ۱۹۶۹ مدرک دکترای تخصصی پژوهشی (Ph.D.) خود را از دانشگاه عبری اورشلیم دریافت کرد. هرسکو در دوران تحصیل پزشکی با علوم پایه و بیوشیمی علاقهٔ ویژهای پیدا کرد و بهتدریج مسیر حرفهای خود را از پزشکی بالینی به پژوهش بنیادی در زیستشناسی سلولی و بیوشیمی تغییر داد.[۵]
فعالیت علمی
پس از دریافت دکترا، هرسکو برای انجام پژوهشهای پسادکتری به دانشگاه کالیفرنیا در سانفرانسیسکو رفت و در آزمایشگاه گوردون تامکینز به پژوهش پرداخت. او در این دوره به مسئلهٔ تجزیهٔ پروتئینهای درون سلول علاقهمند شد؛ حوزهای که در آن زمان نسبت به فرایند ساخت پروتئینها توجه بسیار کمتری دریافت میکرد.[۴]
هرسکو پس از بازگشت به اسرائیل به دانشکدهٔ پزشکی تکنینون در حیفا پیوست. او در این مؤسسه به پژوهش و تدریس بیوشیمی پرداخت و بعدها به مقام استاد ممتاز رسید. آزمایشهای اصلی مرتبط با کشف سامانهٔ یوبیکویتین در آزمایشگاه او در تکنینون آغاز و سپس در همکاری با آرون سیخانوور و اروین روز در مرکز سرطان فاکس چیس در فیلادلفیا دنبال شد.[۶]
پژوهش دربارهٔ تجزیهٔ پروتئین
یکی از پرسشهای مهم در زیستشناسی سلولی این بود که سلول چگونه پروتئینهای خود را پس از پایان عملکرد یا آسیبدیدگی شناسایی و حذف میکند. پژوهشهای پیشین نشان داده بودند که تجزیهٔ پروتئین در سلول به انرژی نیاز دارد، اما سازوکار این فرایند روشن نبود.[۷]
هرسکو، سیخانوور و روز در اواخر دههٔ ۱۹۷۰ و اوایل دههٔ ۱۹۸۰ با استفاده از سامانههای آزمایشگاهی، فرایند تجزیهٔ وابسته به ATP را بررسی کردند. پژوهش آنان نشان داد که برخلاف تصور یک فرایند سادهٔ پروتئولیتیک، چندین جزء در شناسایی و آمادهسازی پروتئین هدف برای تجزیه دخالت دارند.[۲]
در سال ۱۹۷۸، سیخانوور، هرسکو و همکارانشان نشان دادند که فعالیت تجزیهٔ وابسته به ATP را میتوان به دو جزء جداگانه تفکیک کرد و با ترکیب دوبارهٔ آنها فعالیت تجزیهای را بازسازی کرد. در ادامه، یک پروتئین کوچک و پایدار در برابر حرارت شناسایی شد که ابتدا با نام APF-1 شناخته میشد و بعداً مشخص شد همان یوبیکویتین است.[۲]
کشف سامانهٔ یوبیکویتین
یوبیکویتین پروتئینی کوچک و بسیار حفاظتشده در سلولهای یوکاریوتی است. پژوهشهای هرسکو، سیخانوور و روز نشان داد که این پروتئین در فرایند شناسایی و علامتگذاری پروتئینهایی که باید تجزیه شوند، نقش اساسی دارد.[۸]
در این سامانه، یوبیکویتین بهصورت کووالانسی به پروتئین هدف متصل میشود. اتصال زنجیرهای از مولکولهای یوبیکویتین به پروتئین، آن را برای شناسایی توسط پروتئازوم آماده میکند. پروتئازوم سپس پروتئین علامتگذاریشده را به قطعات کوچکتر تجزیه میکند، در حالی که یوبیکویتین میتواند در چرخههای بعدی دوباره مورد استفاده قرار گیرد.[۲]
این کشف نشان داد که تجزیهٔ پروتئینها در سلول نه یک فرایند تصادفی، بلکه فرایندی دقیق و بهشدت تنظیمشده است که در آن پروتئینهای خاص، در زمان و مکان مشخص، برای حذف انتخاب میشوند.
همکاری با آرون سیخانوور و اروین روز
آرون سیخانوور در سال ۱۹۷۷ به گروه پژوهشی هرسکو پیوست و همکاری علمی میان آن دو به یکی از مهمترین همکاریهای تاریخ زیستشیمی منجر شد. سپس هرسکو و سیخانوور در دورههایی در آزمایشگاه اروین روز در مرکز سرطان فاکس چیس در فیلادلفیا با او همکاری کردند.[۹]
این همکاری به شناسایی و تشریح سازوکار سامانهای انجامید که بعدها به «سامانهٔ یوبیکویتین» و در پیوند با پروتئازوم به «سامانهٔ یوبیکویتین–پروتئازوم» معروف شد.
سازوکار آنزیمی سامانه
یکی از نتایج مهم پژوهشهای این گروه، شناسایی مجموعهای از آنزیمها بود که در اتصال یوبیکویتین به پروتئین هدف نقش دارند. این فرایند شامل آنزیمهای E1، E2 و E3 است که بهترتیب در فعالسازی یوبیکویتین، انتقال آن و انتخاب پروتئین هدف مشارکت میکنند.[۱۰]
اهمیت این سازوکار در آن است که سلول میتواند از طریق آن پروتئینهای مشخصی را بهطور انتخابی هدف قرار دهد. بنابراین، سامانهٔ یوبیکویتین فقط یک سیستم تجزیهٔ عمومی نیست، بلکه یکی از ابزارهای اصلی تنظیم فعالیت پروتئینها و فرایندهای سلولی به شمار میرود.
نقش در چرخهٔ سلولی
پژوهشهای بعدی هرسکو و دیگر دانشمندان نشان داد که سامانهٔ یوبیکویتین در تنظیم چرخهٔ سلولی نقش مهمی دارد. بسیاری از پروتئینهای تنظیمکنندهٔ چرخهٔ سلولی باید در زمان دقیق از بین بروند تا سلول بتواند از یک مرحله به مرحلهٔ بعدی عبور کند.[۱۱]
هرسکو در پژوهشهای بعدی خود بهویژه بر سازوکار کنترل تقسیم سلولی توسط تجزیهٔ وابسته به یوبیکویتین تمرکز کرد. از جمله موضوعات مورد مطالعهٔ او، مجموعهٔ پروتئینی «کمپلکس پیشبرندهٔ آنافاز» یا APC/C و ارتباط آن با کنترل ورود و خروج سلول از مراحل مختلف تقسیم سلولی بود.[۱۲]
اهمیت پزشکی و زیستی
پس از کشف سامانهٔ یوبیکویتین، پژوهشهای گستردهای نشان دادند که این سامانه در طیف وسیعی از فرایندهای سلولی نقش دارد. از جملهٔ این فرایندها میتوان به تنظیم چرخهٔ سلولی، انتقال پیامهای سلولی، تنظیم رونویسی، کنترل کیفیت پروتئینها، پاسخ ایمنی، ترمیم DNA و مرگ برنامهریزیشدهٔ سلول اشاره کرد.[۱۳]
اختلال در مسیرهای وابسته به یوبیکویتین نیز با برخی بیماریهای انسانی ارتباط دارد. پژوهشهای زیستی و پزشکی بعدی، نقش این سامانه را در برخی انواع سرطان و دیگر بیماریها بررسی کردهاند.[۲]
اهمیت این کشف به حوزهٔ سرطان محدود نیست و سامانهٔ یوبیکویتین در زیستشناسی مولکولی، ایمنیشناسی، علوم اعصاب و پژوهشهای مربوط به کنترل کیفیت پروتئینها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است.
جایزه نوبل شیمی ۲۰۰۴
در سال ۲۰۰۴، آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزهٔ نوبل شیمی را بهطور مشترک به آفرام هرسکو، آرون سیخانوور و اروین روز اعطا کرد. انگیزهٔ رسمی جایزه عبارت بود از «برای کشف تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین».[۱]
این جایزه به پژوهشی تعلق گرفت که در اواخر دههٔ ۱۹۷۰ و اوایل دههٔ ۱۹۸۰ انجام شده بود و سازوکار تازهای برای تجزیهٔ انتخابی پروتئینهای درون سلول را آشکار کرد. کمیتهٔ نوبل این کشف را یکی از سازوکارهای اساسی کنترل عملکرد سلول توصیف کرد.[۷]
هرسکو در ۸ دسامبر ۲۰۰۴ در دانشگاه استکهلم سخنرانی نوبل خود را با عنوان «سامانهٔ یوبیکویتین برای تجزیهٔ پروتئین و برخی نقشهای آن در کنترل چرخهٔ تقسیم سلولی» ارائه کرد.[۱۱]
جوایز و افتخارات
هرسکو پیش از دریافت جایزهٔ نوبل نیز جوایز علمی متعددی دریافت کرده بود، از جمله:
- ۱۹۸۷: جایزهٔ وایزمن.
- ۱۹۹۴: جایزهٔ اسرائیل در رشتهٔ بیوشیمی.
- ۱۹۹۹: جایزهٔ بینالمللی گایردنر.
- ۲۰۰۰: جایزهٔ آلبرت لاسکر برای پژوهشهای بنیادی پزشکی.
- ۲۰۰۱: جایزهٔ ولف در پزشکی.
- ۲۰۰۱: جایزهٔ لوئیزا گروس هورویتز.
- ۲۰۰۴: جایزهٔ نوبل شیمی، مشترک با آرون سیخانوور و اروین روز.[۱۴]
هرسکو همچنین به عضویت آکادمی علوم و علوم انسانی اسرائیل درآمد و در سال ۲۰۰۳ بهعنوان عضو خارجی آکادمی ملی علوم ایالات متحده انتخاب شد.[۱۴]
فعالیتهای پژوهشی پس از نوبل
هرسکو پس از دریافت جایزهٔ نوبل به فعالیت پژوهشی خود در تکنینون ادامه داد. یکی از محورهای پژوهشهای بعدی او، چگونگی کنترل تقسیم سلولی بهوسیلهٔ تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین بود.[۱۲]
در این پژوهشها، سازوکار عملکرد کمپلکسهای تنظیمکنندهٔ چرخهٔ سلولی و بهویژه APC/C و ارتباط آنها با نقاط کنترل تقسیم سلولی مورد بررسی قرار گرفت. اهمیت این مطالعات تا حدی به ارتباط خطاهای تقسیم کروموزومی با برخی سلولهای سرطانی مربوط میشود.[۱۲]
آثار علمی
از آثار مهم هرسکو در زمینهٔ سامانهٔ یوبیکویتین میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- Hershko, A.؛ Ciechanover, A.، The Ubiquitin Pathway for the Degradation of Intracellular Proteins، ۱۹۸۶، Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology، جلد ۳۳، صص. ۱۹–۵۶.[۱۵]
- Hershko, A.؛ Ciechanover, A.، The ubiquitin system for protein degradation، ۱۹۹۲، Annual Review of Biochemistry، جلد ۶۱، صص. ۷۶۱–۸۰۷.[۱۶]
- Hershko, A.؛ Ciechanover, A.، The ubiquitin system، ۱۹۹۸، Annual Review of Biochemistry، جلد ۶۷، صص. ۴۲۵–۴۷۹.[۱۳]
- Hershko, A.، The Ubiquitin System for Protein Degradation and Some of its Roles in the Control of the Cell Division Cycle، سخنرانی نوبل، ۲۰۰۴.[۱۱]
دیدگاهها و ارزیابیها
اهمیت علمی کار هرسکو تنها در شناسایی یک پروتئین یا یک مسیر بیوشیمیایی خلاصه نمیشود. کشف سامانهٔ یوبیکویتین نشان داد که سلول چگونه میتواند پروتئینهای خاص را با دقت بالا شناسایی و برای تجزیه علامتگذاری کند. این اصل به یکی از پایههای مهم درک تنظیم مولکولی سلول تبدیل شد.[۲]
گسترش پژوهشها دربارهٔ یوبیکویتین در دهههای پس از کشف اولیه، دامنهٔ کاربرد این سامانه را بسیار فراتر از تجزیهٔ سادهٔ پروتئینها نشان داد. امروزه مسیرهای وابسته به یوبیکویتین در مطالعهٔ چرخهٔ سلولی، کنترل کیفیت پروتئینها، پاسخ ایمنی، ترمیم DNA و بیماریهای مختلف اهمیت دارند.[۱۳]
از این منظر، جایگاه هرسکو در تاریخ زیستشیمی به دلیل مشارکت در کشف یک سازوکار بنیادی تنظیم سلولی است؛ سازوکاری که در زمان انجام پژوهشهای اولیه هنوز بخش بزرگی از آن ناشناخته بود.
گاهشمار
- ۱۹۳۷: تولد در کارکاگ، مجارستان.
- ۱۹۵۰: مهاجرت به اسرائیل همراه خانواده.
- ۱۹۶۵: دریافت مدرک پزشکی از دانشگاه عبری اورشلیم.
- ۱۹۶۵–۱۹۶۷: خدمت بهعنوان پزشک در نیروهای دفاعی اسرائیل.
- ۱۹۶۹: دریافت مدرک Ph.D. از دانشگاه عبری اورشلیم.
- ۱۹۶۹–۱۹۷۲: انجام پژوهش پسادکتری در دانشگاه کالیفرنیا در سانفرانسیسکو.
- ۱۹۷۰ها: آغاز و گسترش پژوهش دربارهٔ تجزیهٔ وابسته به انرژی پروتئینها.
- ۱۹۷۸: انتشار پژوهشهای اولیه دربارهٔ سامانهٔ تجزیهٔ وابسته به ATP.
- اوایل دههٔ ۱۹۸۰: شناسایی و تشریح نقش یوبیکویتین در علامتگذاری پروتئینها برای تجزیه.
- ۱۹۹۴: دریافت جایزهٔ اسرائیل در بیوشیمی.
- ۱۹۹۹: دریافت جایزهٔ بینالمللی گایردنر.
- ۲۰۰۰: دریافت جایزهٔ آلبرت لاسکر برای پژوهشهای بنیادی پزشکی.
- ۲۰۰۱: دریافت جایزهٔ ولف در پزشکی و جایزهٔ لوئیزا گروس هورویتز.
- ۲۰۰۴: دریافت مشترک جایزهٔ نوبل شیمی برای کشف تجزیهٔ پروتئین با واسطهٔ یوبیکویتین.
- ۸ دسامبر ۲۰۰۴: ارائهٔ سخنرانی نوبل در دانشگاه استکهلم.
- پس از ۲۰۰۴: ادامهٔ پژوهش دربارهٔ نقش سامانهٔ یوبیکویتین در کنترل چرخهٔ سلولی و تقسیم سلولی.
تصاویر پیشنهادی
منابع
- ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ The Nobel Prize in Chemistry 2004، NobelPrize.org، بنیاد نوبل.
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ ۲٫۳ ۲٫۴ ۲٫۵ The Discovery of Ubiquitin-Mediated Proteolysis، Advanced Information on the Nobel Prize in Chemistry 2004، Royal Swedish Academy of Sciences.
- ↑ Herskó Ferenc، Hungarian Academy of Sciences.
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ Avram Hershko، Rappaport Faculty of Medicine، Technion – Israel Institute of Technology.
- ↑ Avram Hershko، Science as an Adventure – Lessons for the Young Scientist، ۲۰۱۰.
- ↑ Avram Hershko، Gairdner Foundation.
- ↑ ۷٫۰ ۷٫۱ The Nobel Prize in Chemistry 2004 – Presentation Speech، NobelPrize.org.
- ↑ The Nobel Prize in Chemistry 2004 – Ubiquitin، NobelPrize.org.
- ↑ Avram Hershko – Curriculum Vitae، Lindau Nobel Laureate Meetings.
- ↑ Hershko, A.; Heller, H.; Elias, S.; Ciechanover, A.، Components of ubiquitin-protein ligase system، Journal of Biological Chemistry، ۱۹۸۲.
- ↑ ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ ۱۱٫۲ Avram Hershko، The Ubiquitin System for Protein Degradation and Some of its Roles in the Control of the Cell Division Cycle، Nobel Lecture، ۲۰۰۴.
- ↑ ۱۲٫۰ ۱۲٫۱ ۱۲٫۲ Avram Hershko، Technion – Israel Institute of Technology.
- ↑ ۱۳٫۰ ۱۳٫۱ ۱۳٫۲ Hershko, A.; Ciechanover, A.، The ubiquitin system، Annual Review of Biochemistry، جلد ۶۷، ۱۹۹۸، صص. ۴۲۵–۴۷۹.
- ↑ ۱۴٫۰ ۱۴٫۱ Avram Hershko، Technion – Israel Institute of Technology.
- ↑ Hershko, A.; Ciechanover, A.، The Ubiquitin Pathway for the Degradation of Intracellular Proteins، Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology، جلد ۳۳، ۱۹۸۶، صص. ۱۹–۵۶.
- ↑ Hershko, A.; Ciechanover, A.، The ubiquitin system for protein degradation، Annual Review of Biochemistry، جلد ۶۱، ۱۹۹۲، صص. ۷۶۱–۸۰۷.