Roger Y. Tsien - Roger Y. Tsien

Roger Tsien
Roger Tsien - conferência de imprensa em 07 de dezembro de 2008-2.jpg
Tsien em 2008
Nascer
Roger Yonchien Tsien

( 01/02/1952 )1 de fevereiro de 1952
Nova York, EUA
Faleceu 24 de agosto de 2016 (24/08/2016)(64 anos)
Nacionalidade americano
Cidadania Estados Unidos
Educação ( PhD )
Conhecido por
Cônjuge (s) Wendy Globe
Prêmios
Carreira científica
Campos Bioquímica
Instituições
Tese O design e uso de ferramentas químicas orgânicas em fisiologia celular  (1976)
Orientador de doutorado Richard Adrian
nome chinês
Chinês tradicional 錢 永 健
Chinês simplificado 钱 永 健
Local na rede Internet www .tsienlab .ucsd .edu

Roger Yonchien Tsien (1 de fevereiro de 1952 - 24 de agosto de 2016) foi um bioquímico americano . Ele foi professor de química e bioquímica na Universidade da Califórnia, em San Diego, e recebeu o Prêmio Nobel de Química por sua descoberta e desenvolvimento da proteína fluorescente verde , em colaboração com o químico orgânico Osamu Shimomura e o neurobiologista Martin Chalfie . Tsien também foi um pioneiro na geração de imagens de cálcio .

Vida pregressa

Paul Krugman , Roger Tsien, Martin Chalfie , Osamu Shimomura , Makoto Kobayashi e Toshihide Masukawa , ganhadores do Prêmio Nobel de 2008, em uma coletiva de imprensa na Academia Sueca de Ciências em Estocolmo.

Tsien nasceu em uma família sino-americana em Nova York, em 1952. Ele cresceu em Livingston, Nova Jersey e estudou na Livingston High School . Tsien traça sua ascendência familiar até Hangzhou , na China . Seu pai, Hsue-Chu Tsien , ex-aluno do MIT e da Shanghai Jiao Tong University , era engenheiro mecânico e se destacou academicamente, graduando-se como o primeiro da turma da universidade.

Tsien sofria de asma quando criança e, como resultado, costumava ficar em casa. Ele passou horas conduzindo experimentos de química em seu laboratório no porão. Quando ele tinha 16 anos, ele ganhou o primeiro prêmio no Westinghouse Talent Search nacional com um projeto que investigava como os metais se ligam ao tiocianato .

Educação

Tsien frequentou o Harvard College com uma bolsa de estudos de mérito nacional , onde foi eleito para a Phi Beta Kappa como júnior. Ele se formou summa cum laude com um bacharelado em química e física em 1972. De acordo com seu colega de quarto do primeiro ano, o economista e político de Iowa Herman Quirmbach , "Provavelmente não é exagero dizer que ele é a pessoa mais inteligente que já conheci ... [a] nd eu conheci muitas pessoas brilhantes. "

Após concluir seu bacharelado, Tsien ingressou no Laboratório de Fisiologia da Universidade de Cambridge em Cambridge , Inglaterra , com o auxílio de uma bolsa de estudos Marshall , e residiu no Churchill College, em Cambridge . Ele recebeu seu Ph.D. em fisiologia em 1977 para a pesquisa sobre O Design e Uso de Ferramentas Químicas Orgânicas em Fisiologia Celular formalmente supervisionado por Richard Adrian no Departamento de Fisiologia e assistido por Andy Holmes, Gerry Smith e Jeremy Sanders no Departamento de Química.

Pesquisa e carreira

Após seu Ph.D., Tsien foi Pesquisador no Gonville and Caius College, Cambridge de 1977 a 1981. Ele foi nomeado para o corpo docente da University of California, Berkeley , de 1982 a 1989. Começando em 1989, ele trabalhou em na Universidade da Califórnia, San Diego , como Professor de Farmacologia e Professor de Química e Bioquímica, e como investigador do Howard Hughes Medical Institute .

Tsien contribuiu para os campos da biologia celular e neurobiologia ao descobrir marcadores fluorescentes geneticamente programáveis, permitindo assim aos cientistas observar o comportamento das moléculas nas células vivas em tempo real. Ele também desenvolveu indicadores fluorescentes de íons de cálcio e outros íons importantes em processos biológicos.

Filme GFP mostrando toda a estrutura e amplie o cromóforo fluorescente. Filme criado por Erik A. Rodriguez com UCSF Chimera do PDB: 1EMA em memória de Roger Y. Tsien para o Birch Aquarium.

Em 2004, Tsien recebeu o Prêmio Wolf de Medicina "por sua contribuição seminal ao projeto e aplicação biológica de novas moléculas fluorescentes e fotolábeis para analisar e perturbar a transdução de sinal celular".

Em 2008, Tsien compartilhou o Prêmio Nobel de Química com Osamu Shimomura e Martin Chalfie pela "proteína fluorescente verde: descoberta, expressão e desenvolvimento".

Proteínas fluorescentes

As proteínas fluorescentes multicoloridas desenvolvidas no laboratório de Tsien são usadas por cientistas para rastrear onde e quando certos genes são expressos nas células ou em organismos inteiros. Normalmente, o gene que codifica uma proteína de interesse é fundido com o gene de uma proteína fluorescente, o que faz com que a proteína de interesse brilhe dentro da célula quando a célula é irradiada com luz ultravioleta e permite que os microscopistas rastreiem sua localização em tempo real. Esta é uma técnica tão popular que acrescentou uma nova dimensão aos campos da biologia molecular, biologia celular e bioquímica.

Desde a descoberta do GFP de tipo selvagem , vários mutantes diferentes de GFP foram projetados e testados. O primeiro salto significativo foi uma mutação de ponto único (S65T) relatada por Tsien em 1995 na Nature . Esta mutação melhorou dramaticamente a fluorescência ( intensidade e fotoestabilidade ) e as características espectrais de GFP. Uma mudança do principal pico de excitação para 488 nm com o pico de emissão permanecendo em 509 nm pode ser claramente observado, o que combinou muito bem com as características espectrais das instalações FITC comumente disponíveis . Tudo isso, então, ampliou amplamente a praticidade do uso da GFP pelos cientistas em suas pesquisas. Tsien contribuiu principalmente para grande parte da nossa compreensão de como a GFP funciona e para o desenvolvimento de novas técnicas e mutantes da GFP.

Os ex-trainees de Roger Y. Tsien incluem Atsushi Miyawaki e Alice Y. Ting .

Cronogramas de desenvolvimento de GFP envolvidos por Tsien:

  • 1994: Tsien mostrou o mecanismo pelo qual o cromóforo GFP é formado em uma reação química que requer oxigênio, mas sem a ajuda de outras proteínas.
  • 1994–1998: Tsien e colaboradores fizeram vários mutantes GFP por modificação genética e ajustes estruturais. Variantes recém-criadas de GFP podem brilhar mais intensamente e mostrar cores diferentes, como amarelo, ciano e azul.
  • 2000–2002: Tsien produziu variantes monoméricas de DsRED, que podem brilhar em tons de vermelho, rosa e laranja. Notavelmente, desde então complicadas redes marcromoleculares de organismos vivos podem ser rotuladas ou marcadas usando "todas as cores do arco-íris".

Outros destaques detalhados envolvidos por Tsien:

  • 2002: A diferença estrutural crítica entre GFP e DsRed foi revelada. Uma dupla ligação extra no cromóforo de DsRed estende sua conjugação, portanto, causa o desvio para o vermelho.
  • 2002: Monomeric DsRed (mRFP) foi desenvolvido pela primeira vez.
  • 2004: Novos FPs de "frutas" foram gerados (por evoluções direcionadas in vitro e in vivo ).

Em 2009, um novo tipo de Proteína Fluorescente de Infravermelho (IFP) foi desenvolvido pelo grupo de Tsien e posteriormente relatado e descrito pela Science . Os novos IFPs são desenvolvidos a partir de fitocromos bacterianos em vez de organismos multicelulares como águas-vivas . Em condições normais, os fitocromos bacterianos absorvem luz para sinalização em vez de fluorescência, mas podem ser tornados fluorescentes após a exclusão de algumas das partes de sinalização por meios genéticos , como mutagênese dirigida ao local . Para fluorescência, os IFPs requerem um cromóforo exógeno , a biliverdina .

Em 2016, uma nova classe de proteína fluorescente foi desenvolvida a partir de uma ficobiliproteína cianobacteriana ( Trichodesmium erythraeum ) , α- aloficocianina , e denominada pequena proteína fluorescente ultra vermelha ( smURFP ). smURFP auto-incorpora autocataliticamente o cromóforo biliverdina sem a necessidade de uma proteína externa , conhecida como liase . Água - viva - e proteínas fluorescentes derivadas de coral requerem oxigênio e produzem uma quantidade estequiométrica de peróxido de hidrogênio na formação do cromóforo . smURFP não requer oxigênio nem produz peróxido de hidrogênio e usa o cromóforo , biliverdina . smURFP tem um grande coeficiente de extinção (180.000 M −1 cm −1 ) e tem um rendimento quântico modesto (0,20), o que o torna um brilho biofísico comparável ao eGFP e ~ 2 vezes mais brilhante do que a maioria das proteínas fluorescentes vermelhas ou muito vermelhas derivadas de coral . As propriedades espectrais de smURFP são semelhantes ao corante orgânico Cy5 .

Sequenciamento de próxima geração

Roger Tsien construiu a base da tecnologia de sequenciamento de próxima geração que é amplamente usada hoje. Em 26 de outubro de 1990, Roger Tsien et al registraram uma patente de sequenciamento gradual ("base por base") com bloqueadores 3 'removíveis em matrizes de DNA. A Illumina integrou esse conceito com a clonagem de DNA para seu sequenciador de próxima geração.

Imagem de cálcio

Tsien foi um pioneiro na geração de imagens de cálcio e conhecido por desenvolver vários corantes que se tornam fluorescentes na presença de íons específicos, como o cálcio. Um desses corantes, o Fura-2 , é amplamente usado para rastrear o movimento do cálcio dentro das células. Indo-1 , outro indicador de cálcio popular, também foi desenvolvido pelo grupo de Tsien em 1985. Ele também desenvolveu indicadores fluorescentes para outros íons, como magnésio, zinco, cobre, ferro, chumbo, cádmio, alumínio, níquel, cobalto e mercúrio.

A equorina também é uma ferramenta útil para indicar o nível de cálcio dentro das células; no entanto, ele tem algumas limitações, principalmente é que seu grupo protético coelenterazina é consumido irreversivelmente quando emite luz, portanto, requer a adição contínua de coelenterazina na mídia. Para superar esses problemas, o grupo de Tsien também desenvolveu o sensor baseado em calmodulina , chamado Cameleon .

FlAsH-EDT2

FlAsH-EDT2 é um método bioquímico para marcação covalente específica dentro de células vivas. É um método baseado em moléculas de proteína recombinante e foi desenvolvido por Tsien e seus colegas em 1998.

  • "FLASH-EDT2": Fl uorescein um r s enical h elix ligante, bis - BRT aducto,
  • "EDT": 1,2-etanoditiol.

Cirurgia de câncer auxiliada por fluorescência

Experimentos com camundongos pelo grupo de Tsien sugerem que a cirurgia do câncer pode ser guiada e assistida por peptídeos fluorescentes . Os peptídeos são usados ​​como sondas e são inofensivos para os tecidos e órgãos vivos. Sua vida no corpo é de apenas 4 ou 5 dias. Os ensaios clínicos são aguardados.

Atividades industriais

Tsien também foi um notável inventor bioquímico e detém ou co-detém cerca de 100 patentes até 2010. Em 1996, Tsien co-fundou a Aurora Biosciences Corporation, que abriu o capital em 1997. Em 2001, Aurora foi adquirida pela Vertex Pharmaceuticals . Da mesma forma, Tsien também foi cofundador científico da Senomyx em 1999.

Tsien também promoveu a educação científica para jovens cientistas promissores por meio do primeiro Almoço do Festival de Ciências de San Diego com um Programa Laureate.

Vida pessoal

De acordo com o livro de genealogia do clã Qian (Tsien) , Tsien é um descendente da 34ª geração do Rei Qian Liu do Reino Wuyue da China antiga. Sua família pertence à linhagem do Rei Qian Hongzong . Os pais de Tsien, Hsue-Chu Tsien e Yi-Ying Li (李懿 颖), vieram de Hangzhou e Pequim , respectivamente.

Tsien tinha vários engenheiros em sua grande família, incluindo seu pai Hsue-Chu Tsien, que era um engenheiro mecânico formado no MIT , e os irmãos de sua mãe, YT Li (李耀 滋) e Shihying Lee (李诗 颖), que eram professores de engenharia no MIT. A mãe de Tsien, Yi-Ying Li, era enfermeira. O famoso cientista de foguetes Tsien Hsue-shen , considerado o pai cofundador do Laboratório de Propulsão a Jato do Instituto de Tecnologia da Califórnia e, mais tarde, diretor dos programas espaciais e de mísseis balísticos chineses , é primo do pai de Tsien.

Tsien era o irmão mais novo de Richard Tsien , um renomado neurobiologista atualmente na New York University , e Louis Tsien, um engenheiro de software. Tsien, que chamava seu próprio trabalho de engenharia molecular, disse certa vez: "Estou condenado por hereditariedade a fazer esse tipo de trabalho".

Ele era casado com Wendy Globe.

Morte

Tsien morreu em 24 de agosto de 2016. Embora a causa específica da morte não tenha sido divulgada, foi relatado que ele morreu enquanto estava em uma trilha de bicicleta em Eugene, Oregon . Antes de sua morte, Tsien sobreviveu ao câncer e sofreu um derrame em 2013.

"Ele estava à frente de todos nós", disse a esposa de Tsien, Wendy. "Ele sempre foi o aventureiro, o desbravador, o espírito livre e ascendente. Coragem, determinação, criatividade e desenvoltura foram marcas registradas de seu caráter. Ele realizou muito. Ele não será esquecido."

Premios e honras

Roger Y. Tsien recebeu inúmeras homenagens e prêmios em sua vida, incluindo:

Palestras nomeadas e estágios

Veja também

Referências

links externos