Eckard Wimmer- Eckard Wimmer

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Eckard Wimmer
Wimmer, Eckard.jpg
Geboren ( 1936-05-22 )22. Mai 1936 (85 Jahre)
Berlin , Deutschland
Alma Mater Universität Göttingen
Bekannt für Erste de novo-Synthese des Poliovirus
Auszeichnungen MW Beijerinck Virologiepreis 2011
Koch Goldmedaille 2012
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Biologie , Virologie
Institutionen Stony Brook University
Webseite www .mgm .stonybrook .edu /wimmer

Eckard Wimmer (* 22. Mai 1936) ist ein deutsch-amerikanischer Virologe , Organischer Chemiker und angesehener Professor für Molekulargenetik und Mikrobiologie an der Stony Brook University . Er ist vor allem für seine bahnbrechenden Arbeiten zur Molekularbiologie des Poliovirus und die erste chemische Synthese eines viralen Genoms bekannt, das zur Infektion und anschließenden Produktion von lebenden Viren geeignet ist.

Leben und Karriere

Eckard Albert Friedrich Wimmer wurde am 22. Mai 1936 in Berlin geboren . Zu Beginn des Zweiten Weltkriegs verlor Wimmer im Alter von drei Jahren seinen Vater; im Alter von neun Jahren floh seine Mutter zusammen mit seinen beiden älteren Brüdern nach Sachsen in die DDR , wo er die Grundschule und das Gymnasium abschloss. Von 1953 bis 1956 studierte er Chemie an der Universität Rostock und floh dann nach Westdeutschland , um sein Chemiestudium an der Universität Göttingen fortzusetzen . 1962 erwarb er unter der Leitung von Hans Brockmann den Doktortitel Dr. rerum naturalium (Dr. rer. nat.) in der Organischen Chemie der Naturstoffe .

Bis 1964 war Wimmer als wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dozent an der Universität Göttingen tätig. Fasziniert von der Chemie lebender Zellen wechselte er 1964 seine Forschungsinteressen und wechselte zu Gordon Tener am Department of Biochemistry der University of British Columbia in Vancouver , British Columbia, Kanada, um Transfer-RNA zu untersuchen . 1966 arbeitete er dann mit Manfred E. Reichmann im Department of Botany der University of Illinois , um Pflanzenviren zu untersuchen.

1968, während eines fünfmonatigen Besuchs in David Baltimores Labor am MIT , wurde Wimmer mit dem Poliovirus in Berührung gebracht , dem Infektionserreger seiner Wahl bis heute. Zwischen 1968 und 1974 lehrte und forschte er am Department of Microbiology der Saint Louis University School of Medicine in Missouri . Er und seine Familie zogen 1974 an die Stony Brook University auf Long Island, NY , um an der Fakultät für Mikrobiologie der School of Medicine zu arbeiten, einem akademischen Umfeld, in dem er noch heute aktiv ist. 1979 wurde er zum Professor an der Stony Brook University befördert und war von 1984 bis 1999 Vorsitzender des Departments. Wimmer wurde 2002 als Distinguished Professor der State University of New York in Stony Brook geehrt.
Wimmer ist seit 1965 mit Astrid geb. Brose, einer deutschen Physiotherapeutin verheiratet, die ihren Ph.D. in Vergleichender Literaturwissenschaft an der Stony Brook University im Jahr 1988. Sie haben zwei Kinder.

Forschungsinteressen

Ursprünglich als organischer Chemiker ausgebildet, entwickelte Wimmer ein tiefes Verständnis und eine Faszination für Viren als replizierende (lebende) biologische Einheiten sowie (nicht lebende) Aggregate organischer Verbindungen oder „als Chemikalien mit Lebenszyklus“. Nach der Arbeit über die Struktur der tRNAs und die Struktur einer Pflanze RNA - Virus (Satellit Tabak - Nekrose - Virus ), wählte Wimmer Studie Poliovirus 1968 Poliovirus die Ursache der schrecklichen Krankheit Poliomyelitis , die irreversible verursachen können schlaffe Lähmung und sogar zum Tod führen . Weder die Molekularbiologie der Poliovirus-Proliferation noch der Mechanismus seiner Pathogenese wurden in den sechziger Jahren verstanden.

Wimmers große frühe Leistung, angeführt von Naomi Kitamura und anderen Mitarbeitern seines Labors, war die Aufklärung der Struktur und genetischen Organisation des Poliovirus-Genoms, der ersten Sequenz eines eukaryotischen RNA-Virus, im Jahr 1981 . Die Primärstruktur des Genoms war zu dieser Zeit unter RNA-Viren einzigartig, da sie 3' polyadenyliert und 5' kovalent an ein Protein namens VPg gebunden war . Später wurde von Aniko Paul gezeigt, dass VPg ein Primer bei der RNA-Replikation ist. Die resultierende Genkarte lieferte einen unwiderlegbaren Beweis für die Existenz des Polyproteins , des einzigen Polypeptids, das Poliovirus synthetisiert. Polyproteine, die zuerst von David Baltimore postuliert wurden , sind ein Kennzeichen der Genexpression in vielen Viren und in allen Retroviren . Wimmers Labor lieferte nicht nur den Nachweis des Polyproteins, sondern identifizierte auch weitgehend den Weg, über den das Polyprotein zu funktionellen Polypeptiden verarbeitet wird , wobei Bert L. Semler zeigte, dass die Spaltungen überwiegend an evolutionär erhaltenen Q^G-Stellen erfolgen. Diese Studien waren die Grundlage für die Entdeckung der „internen Ribosomen-Eintrittsstelle“ ( IRES ) in einem Picornavirus- Genom durch Sung Key Jang (1988), unabhängig auch von Nahum Sonenberg und seinen Kollegen beschrieben. IRES-Elemente ermöglichen eine Cap-unabhängige Initiierung der Proteinsynthese, was einem langjährigen Dogma der Proteinsynthese eukaryontischer Zellen widerspricht. IRES haben inzwischen weit verbreitete Anerkennung in der Zellbiologie und Anwendung in der Biotechnologie gefunden. Ein chimäres onkolytisches Poliovirus IRES [PV (RIPO)], das ursprünglich in Wimmers Labor konstruiert wurde, wurde nun von Matthias Gromeier an der Duke University zur Behandlung von humanen Gliomen entwickelt.

Wimmer ist Mitentdecker des Poliovirus-Rezeptors CD155, eines Zelladhäsionsmoleküls und Tumorantigens, dessen Expression durch den Sonic-Hedgehog-Signalweg reguliert wird. Eine jahrzehntelange Zusammenarbeit mit Michael Rossmanns Labor und Steffen Mueller in Wimmers Labor hat die Kristallstruktur der beiden äußeren Domänen von CD155 ergeben, eine Errungenschaft, die die Architektur des Poliovirus/Rezeptor-Komplexes gelöst hat.

1991 veröffentlichten Molla, Paul und Wimmer die erste de novo , zellfreie Synthese eines beliebigen Virus. Dieses Experiment hat zu biochemischen Studien des kompletten Poliovirus-Lebenszyklus in zytoplasmatischen Extrakten naiver Säugerzellen geführt. Viele Forscher haben diese Strategie, die einen Zellsaft ohne die Barriere einer Zellmembran, der Zellkerne oder der Mitochondrien beinhaltet, seitdem verwendet, um Schlüsselschritte bei der Poliovirus-Translation und Genomreplikation zu untersuchen.

Anhand der 1981 entschlüsselten Nukleotidsequenz des Genoms knüpfte Wimmer an die 1991 veröffentlichten Arbeiten an, indem er das Genom in Form von doppelsträngiger DNA („cDNA“) chemisch synthetisierte, die dann enzymatisch in Genom-RNA transkribiert und „gebootet“ wurde Leben“ im zellfreien System. Diese Arbeit, die 2002 von Cello, Paul und Wimmer veröffentlicht wurde, war die erste Reagenzglas-Synthese eines Organismus ohne eine natürliche Vorlage, die außerhalb lebender Zellen erreicht wurde. Die Poliovirus-Synthese erregte weltweite Aufmerksamkeit, großes Lob, Spott und heftige Verurteilung. Einige Jahre später veröffentlichte Wimmer einen Essay in EMBO Reports, in dem er über heiß diskutierte Themen nachdachte, die diese neue Art der Forschung hervorbrachte (ethische Fragen, Fragen zur globalen Ausrottung des Poliovirus, Bedenken der „Dual-Use-Forschung“). Abgesehen von einem „Proof of Principle“ läutete das Experiment die Totalsynthese von Organismen mit Computern als Eltern ein, eine Strategie, die es erlaubt, Struktur und Funktion der Biologie eines Organismus in einem bisher unmöglichen Ausmaß zu untersuchen. Inzwischen hat die synthetische Biologie zu einer neuen Art der RNA-Virus-Genetik geführt und wurde verwendet, um schnelle Methoden für die computergestützte chemische Synthese von viral umkodierten Genomen zu entwickeln. Diese Strategie ermöglicht die Entwicklung neuer Impfstoffe in sehr kurzer Zeit.

Vor kurzem hat Wimmers Labor den Schlüsselschritt in der Morphogenese des Poliovirus aufgeklärt, der jahrzehntelang schwer fassbar war.

Auszeichnungen und Ehrungen

Literaturverzeichnis

  • Virale Genetik. Gastredakteure Eckard Wimmer und Rob Goldbach. In "Aktuelle Meinung zu Genetik und Entwicklung". Aktuelle Biologie LTD. vol. 2, Nr. 1, 1992
  • Zelluläre Rezeptoren für Tierviren. Herausgegeben von Eckard Wimmer. Cold Spring Harbor Laborpresse . Cold Spring Harbor, NY, 1994
  • RNA-Signale bei der Genomreplikation von Entero- und Rhinovirus. In: "Seminare in Virologie". Gastredakteur Eckard Wimmer. Akademische Presse. vol. 8, 1997.
  • Molekularbiologie der Picornaviren. Herausgegeben von Bert L. Semler und Eckard Wimmer. ASM-Presse, Washington, DC, 2002.
  • Untersuchung der Rolle antiviraler Medikamente bei der Ausrottung von Polio. Werkstattbericht 2006. SL Katz, R. Andino, D. Joseph-McCarthy, JF Modlin, N. Nathanson, RJ Whitley, E. Wimmer. Nationaler Forschungsrat (Nationale Akademie der Wissenschaften); National Academies Press Washington, DC, USA
  • Picornaviren – Grundlagen. Eckard Wimmer und Aniko Paul. "Medizinische Virologie, 2. Aufl., WH Gerlach und HW Doer, Hrsg., Georg Thieme Verlag, 2009.

Verweise

Externe Links

Synthese des Poliovirus