کاربر:Hamidreza/صفحه تمرین

برایان کوبیلکا
متولد	۳۰ مهٔ ۱۹۵۵
محل زندگی	استنفورد، کالیفرنیا، ایالات متحدهٔ آمریکا
ملیت	آمریکایی
جوایز	جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۱۲؛ جایزهٔ شاو؛ عضویت در آکادمی ملی علوم آمریکا
والدین	فرانک کوبیلکا و بتی کوبیلکا
فرزندان	دو فرزند

برایان کنت کوبیلکا (Brian Kobilka؛ زادهٔ ۳۰ مهٔ ۱۹۵۵) پزشک و زیست‌شیمیدان آمریکایی است. او در سال ۲۰۱۲، به‌طور مشترک با رابرت لفتکویتز، جایزهٔ نوبل شیمی را دریافت کرد. انگیزهٔ رسمی جایزه «برای مطالعات گیرنده‌های جفت‌شونده با پروتئین G» اعلام شد.

گیرنده‌های جفت‌شونده با پروتئین G یا GPCRها گروه بزرگی از پروتئین‌های سطح سلول هستند. این گیرنده‌ها پیام‌هایی مانند هورمون‌ها، مواد شیمیایی عصبی، نور، بو و مزه را دریافت می‌کنند و آن‌ها را به واکنش‌های درون سلول تبدیل می‌سازند. پژوهش‌های کوبیلکا به آشکارشدن ساختار سه‌بعدی و سازوکار فعال‌شدن این گیرنده‌ها کمک کرد. حدود نیمی از داروهای مورد استفادهٔ امروزی اثر خود را از طریق یکی از همین گیرنده‌ها اعمال می‌کنند.

زندگی و تحصیلات

برایان کوبیلکا در لیتل فالز در ایالت مینه‌سوتای آمریکا به دنیا آمد و در خانواده‌ای پرورش یافت که پدر و پدربزرگش نانوا بودند. او در دانشگاه مینه‌سوتا در دولوث تحصیل کرد و سپس برای تحصیل پزشکی به دانشگاه ییل رفت. کوبیلکا در سال ۱۹۸۱ مدرک دکترای پزشکی خود را از دانشکدهٔ پزشکی ییل دریافت کرد.

پس از پایان تحصیل، او دورهٔ رزیدنتی خود را در سنت‌لوئیس در ایالت میزوری گذراند. علاقهٔ کوبیلکا به سازوکار مولکولی داروها و هورمون‌ها باعث شد مسیر خود را از درمان بالینی به پژوهش بنیادی تغییر دهد. او سپس به دانشگاه دوک در دورهام، کارولینای شمالی، رفت و در گروه رابرت لفتکویتز به پژوهش پرداخت. این همکاری نقطهٔ آغاز مطالعاتی بود که در نهایت به جایزهٔ نوبل انجامید.

کوبیلکا از سال ۱۹۸۹ در دانشگاه استنفورد فعالیت کرده است. او در دانشکدهٔ پزشکی این دانشگاه به تدریس و پژوهش در حوزهٔ فیزیولوژی مولکولی و سلولی پرداخت و گروه پژوهشی خود را برای مطالعهٔ ساختار و عملکرد گیرنده‌های غشایی تشکیل داد.

او متأهل است و دو فرزند دارد.

گیرنده‌های جفت‌شونده با پروتئین G

سلول‌ها برای واکنش به محیط پیرامون خود به گیرنده نیاز دارند. گیرنده‌ها معمولاً پروتئین‌هایی هستند که در غشای سلول قرار گرفته‌اند. بخش بیرونی آن‌ها پیام شیمیایی را دریافت می‌کند و بخش درونی، پس از تغییر شکل گیرنده، زنجیره‌ای از واکنش‌ها را در سلول آغاز می‌کند.

GPCRها از یک زنجیرهٔ پروتئینی تشکیل شده‌اند که هفت بار از غشای سلول عبور می‌کند. وقتی یک مادهٔ پیام‌رسان مانند آدرنالین به بخش بیرونی گیرنده متصل می‌شود، شکل گیرنده تغییر می‌کند. این تغییر، پروتئین G را در سمت داخلی غشا فعال می‌کند. پروتئین G سپس بر فعالیت آنزیم‌ها و کانال‌های سلولی اثر می‌گذارد و پاسخ‌هایی مانند افزایش ضربان قلب، تغییر فشار خون یا آزادشدن انرژی را ایجاد می‌کند.

پیش از پژوهش‌های لفتکویتز و کوبیلکا، دانشمندان می‌دانستند هورمون‌هایی مانند آدرنالین اثرهای نیرومندی بر بدن دارند، اما تصویر روشنی از گیرندهٔ آن‌ها و چگونگی انتقال پیام در دست نبود. لفتکویتز با استفاده از هورمون‌های نشاندارشدهٔ رادیواکتیو توانست چند گیرنده را شناسایی کند. کوبیلکا در دههٔ ۱۹۸۰ به گروه او پیوست تا ژن سازندهٔ گیرندهٔ بتا آدرنرژیک را جدا و شناسایی کند.

ژن گیرندهٔ آدرنالین

کوبیلکا برای یافتن ژن گیرندهٔ بتا۲ آدرنرژیک با مسئله‌ای دشوار روبه‌رو بود. ژن مورد نظر تنها بخش بسیار کوچکی از ژنوم بزرگ انسان را تشکیل می‌داد و روش‌های آن زمان امکان جست‌وجوی مستقیم و سادهٔ آن را فراهم نمی‌کردند. او با استفاده از اطلاعات ساختاری پروتئین و روش‌های زیست‌شناسی مولکولی توانست ژن گیرنده را جدا کند.

مقایسهٔ توالی ژن با ژن‌های دیگر نشان داد که گیرندهٔ آدرنالین شباهت زیادی به گیرندهٔ نوری موجود در چشم دارد. گیرندهٔ نوری، نور را دریافت می‌کند، در حالی که گیرندهٔ بتا۲ آدرنرژیک آدرنالین را تشخیص می‌دهد؛ اما هر دو از خانوادهٔ GPCRها هستند و پیام را از طریق سازوکاری مشابه به درون سلول منتقل می‌کنند. این کشف نشان داد که گیرنده‌های ظاهراً متفاوت می‌توانند معماری و روش عملکرد مشترکی داشته باشند.

پس از آن، پژوهشگران دریافتند که حدود هزار ژن در انسان برای انواع GPCRها رمزگذاری می‌کنند. این گیرنده‌ها پیام‌های مربوط به نور، بو، مزه، آدرنالین، هیستامین، دوپامین و سروتونین را دریافت می‌کنند. همین گستردگی، GPCRها را به یکی از مهم‌ترین خانواده‌های هدف در داروشناسی تبدیل کرده است.

تعیین ساختار سه‌بعدی گیرنده

یکی از دشوارترین مرحله‌های کار کوبیلکا تهیهٔ بلور مناسب از گیرندهٔ بتا۲ آدرنرژیک بود. پروتئین‌های غشایی در محیط طبیعی خود در لایهٔ چربی غشا قرار دارند و پس از جداشدن از غشا ناپایدار می‌شوند. برای تصویربرداری با بلورشناسی پرتو ایکس، پروتئین باید به شکل بلور منظم درآید؛ به همین دلیل، پژوهشگران باید گیرنده را پایدار می‌کردند و آن را در وضعیت مناسب نگه می‌داشتند.

در سال ۲۰۰۷، گروه کوبیلکا ساختار بلوری گیرندهٔ بتا۲ آدرنرژیک را منتشر کرد. این ساختار نشان داد که گیرنده چگونه در غشای سلول قرار دارد و جایگاه اتصال مواد پیام‌رسان در کجا واقع شده است. چند سال بعد، در سال ۲۰۱۱، گروه او تصویری از گیرنده را در حالت فعال به دست آورد؛ یعنی در لحظه‌ای که هورمون به آن متصل شده و گیرنده در حال انتقال پیام به داخل سلول است.

این تصویر به دانشمندان امکان داد رابطهٔ میان شکل پروتئین و عملکرد آن را بررسی کنند. گیرنده مانند یک کلید ساده فقط روشن یا خاموش نمی‌شود، بلکه می‌تواند در حالت‌های گوناگون قرار گیرد و پیام‌های متفاوتی را به پروتئین‌های داخل سلول منتقل کند. شناخت این حالت‌ها برای طراحی داروهایی که فقط بخشی از فعالیت گیرنده را تحریک یا مهار می‌کنند اهمیت دارد.

اهمیت پزشکی و دارویی

تعداد زیادی از داروها از طریق GPCRها اثر می‌کنند. داروهای قلبی، داروهای ضدحساسیت، برخی داروهای روان‌پزشکی و داروهای مؤثر بر درد و التهاب، نمونه‌هایی از این گروه هستند. هنگامی که ساختار گیرنده و جایگاه اتصال دارو شناخته شود، پژوهشگران می‌توانند ترکیب‌هایی طراحی کنند که دقیق‌تر به گیرنده متصل شوند و عوارض جانبی کم‌تری داشته باشند.

پژوهش‌های کوبیلکا همچنین به درک بیماری‌هایی کمک می‌کند که در آن‌ها پیام‌رسانی سلولی بیش از اندازه یا کم‌تر از حد طبیعی انجام می‌شود. تغییر در گیرنده‌ها یا پروتئین‌های همراه آن‌ها می‌تواند بر فشار خون، ضربان قلب، پاسخ ایمنی و فعالیت دستگاه عصبی اثر بگذارد. بنابراین، مطالعهٔ GPCRها هم به زیست‌شناسی بنیادی و هم به پزشکی کاربردی مربوط است.

جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۱۲

آکادمی سلطنتی علوم سوئد در ۱۰ اکتبر ۲۰۱۲ اعلام کرد که جایزهٔ نوبل شیمی به رابرت لفتکویتز و برایان کوبیلکا تعلق می‌گیرد. جایزه به‌طور مساوی میان آن دو تقسیم شد و انگیزهٔ رسمی آن «برای مطالعات گیرنده‌های جفت‌شونده با پروتئین G» بود.

کوبیلکا سخنرانی نوبل خود را در ۸ دسامبر ۲۰۱۲ در دانشگاه استکهلم با عنوان «مبنای ساختاری پیام‌رسانی گیرنده‌های جفت‌شونده با پروتئین G» ارائه کرد. او در این سخنرانی مسیر پژوهش از شناسایی گیرندهٔ آدرنالین تا مشاهدهٔ گیرنده در حالت فعال و پیامدهای آن برای طراحی دارو را شرح داد.

جایزهٔ نوبل نتیجهٔ چند دهه پژوهش دربارهٔ گیرنده‌هایی بود که در بسیاری از فرایندهای حیاتی بدن نقش دارند. کار کوبیلکا نشان داد که مشاهدهٔ ساختار اتمی یک پروتئین غشایی می‌تواند به توضیح عملکرد سلول و بهبود راه‌های طراحی دارو منجر شود.

حمایت از مقاومت ایران

شورای ملی مقاومت ایران در ۲۹ سپتامبر ۲۰۲۲ گزارش کرد که دوازده دانشمند و برندهٔ جایزهٔ نوبل در نامه‌ای مشترک، کشته‌شدن مهسا امینی و سرکوب اعتراضات ایران را محکوم کرده‌اند. نام برایان کوبیلکا، با عنوان برندهٔ نوبل شیمی ۲۰۱۲، در فهرست امضاکنندگان این نامه آمده است. بر اساس گزارش شورا، امضاکنندگان خواستار پاسخ‌گویی مقام‌های جمهوری اسلامی، آزادی بازداشت‌شدگان و اعزام هیئت‌های سازمان ملل به زندان‌های ایران شدند.

همچنین، شورای ملی مقاومت در مارس ۲۰۲۳ گزارش کرد که برایان کوبیلکا یکی از امضاکنندگان نامهٔ مشترک برندگان نوبل در حمایت از خیزش سراسری ایران و خواست مردم برای آزادی و دموکراسی بوده است. این گزارش حمایت امضاکنندگان از طرح ده‌ماده‌ای مریم رجوی و درخواست اقدام‌های بین‌المللی در برابر سرکوب را نیز مطرح می‌کند.