Jeffery Taubenberger- Jeffery Taubenberger

Jeffery K. Taubenberger (* 1961 in Landstuhl , Deutschland ) ist ein US-amerikanischer Virologe . Mit Ann Reid war er der Erste, der das Genom des Influenzavirus sequenzierte , das 1918 die Pandemie der Spanischen Grippe verursachte . Er ist Leiter der Viral Pathogenese und Entwicklung Abschnitt, Labor of Infectious Diseases, National Institute of Allergy and Infectious Diseases , National Institutes of Health .Taubenberger Labor Studien eine Reihe von Viren, einschließlich Influenza - A - Viren (IAVs), die die Erreger sind , dass verursachen jährliche Grippeepidemien und haben periodische Pandemien verursacht, wie den Ausbruch von 1968, bei dem schätzungsweise eine Million Menschen ums Leben kamen. Seine Forschung zielt darauf ab, Strategien der öffentlichen Gesundheit zu mehreren wichtigen Aspekten der Grippe zu informieren: saisonale Grippe; Vogelgrippe , die unter Vögeln zirkuliert und in der Vergangenheit Menschen infiziert hat; Schweinegrippe , die unter Schweinen zirkuliert und in der Vergangenheit Menschen infiziert hat; und die pandemische Grippe, die aus zahlreichen Quellen entstehen und sich schnell ausbreiten kann, weil der Mensch dagegen wenig bis gar nicht immun ist.

Ausbildung

Taubenberger wurde in Deutschland als dritter Sohn eines Armeeoffiziers geboren. Als er neun Jahre alt war, zog er mit seinen Eltern in einen Vorort von Washington, DC, nachdem sein Vater im Pentagon eingesetzt worden war. Er absolvierte eine kombinierte MD (1986) und Ph.D. (1987) am Medical College of Virginia in Richmond in einem Kurs für Studenten, die eine Karriere in der medizinischen Forschung anstreben. Für seine Doktorarbeit untersuchte er, wie sich Stammzellen des Knochenmarks zu den reifen Zellen des weißen Blutkörperchensystems differenzieren. 1988 begann er eine Ausbildung zum Pathologen am National Cancer Institute der National Institutes of Health . 1993 wurde er für den Aufbau eines neuen Labors am Institut für Pathologie der Bundeswehr (AFIP) rekrutiert, um die damals aktuellen molekularen Techniken auf die pathologische Arbeit des Instituts anzuwenden. Nach einem Jahr wurde er zum Leiter der Abteilung für Molekulare Pathologie befördert. Dazu gehörte auch ein Forschungslabor, in dem er grundlagenwissenschaftlichen Fragen nachgehen konnte.

Die AFIP war eine von mehr als einem Dutzend Mietereinrichtungen auf dem Campus des Walter Reed Army Medical Center im Nordosten von Washington, daher berichtete ihr Direktor dem Surgeon General of the Army und nicht dem Kommandanten von Walter Reed. Es war ursprünglich 1862 von einem Bürgerkriegsgeneral als Armeemedizinisches Museum gegründet worden, um „Krankheiten des Schlachtfeldes“ zu bekämpfen. Bevor AFIP im Jahr 2011 aufgrund des Base Realignment and Closure Act 2005 geschlossen wurde, war die Pathologieabteilung die meiste Zeit als Gutachter tätig und erstellte kostenlose Zweitmeinungen für das Militär und gegen Gebühr für Zivilärzte. Es bearbeitet jährlich Zehntausende von Fällen unter der Annahme, dass es eine repräsentative Stichprobe von jedem Fall behalten kann. Sie hatte auf diese Weise Gewebeproben von rund 2.600.000 Menschen aus Operations- und Obduktionsmaterial entnommen, meist in Form von würfelgroßen Gewebestücken, die in Formalin fixiert und in Paraffin- Wachsblöcken eingebettet waren .

Eine Delfinkrankheit

Die AFIP arbeitete auch an Tierkrankheiten. Im Winter 1987 starb die Hälfte der Tümmlerpopulation entlang der Atlantikküste der Vereinigten Staaten an einer mysteriösen Krankheit. Aus Proben von angespülten Delfinen vermutete ein Veterinärpathologe der AFIP eine Virusinfektion. 1991 gelang es Albert Osterhaus , ein Morbillivirus aus Delfinen zu isolieren , die im Mittelmeer einer ähnlichen Krankheit zum Opfer fielen, aber die Proben des ersten Absterbens galten als zu degradiert, um irgendwelche Viren zu isolieren. Trotzdem wurde Taubenberger gebeten, es auszuprobieren.

In den späten 1980er Jahren hatte Kary Mullis einen Weg gefunden, DNA- Stränge durch eine Technik namens Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zu duplizieren . Mit dieser Methode gelang es der Molekularbiologin Amy Krafft schließlich, Fragmente der Morbillivirus- RNA zu isolieren . Hier perfektionierte das Team die Techniken, um RNA mittels PCR aus stark degradiertem Gewebe zu extrahieren (Wenn man mit einem Antisense-RNA-Strang ansetzt – wie es bei Influenza- oder Morbilliviren der Fall ist – muss man diesen zunächst in einen Sinn-DNA-Strang zurückkopieren ).

Auf der Suche nach dem Spanischen Grippevirus von 1918

Aus Angst vor Kürzungen der Regierung suchte Taubenberger nach einer Anwendung der PCR für das riesige Lager an Gewebeproben des AFIP. Er entschied sich schließlich dafür, Überreste des Grippevirus zu finden, der 1918 die "Spanische Grippe" verursachte. Das Lagerhaus lagerte Wachsblöcke von siebenundsiebzig Soldaten, die bei der Pandemie gestorben waren. Taubenbergers Team suchte nach Proben von Opfern, die der ersten Virusinfektion und nicht der anschließenden bakteriellen Lungenentzündung erlegen waren. Sieben Proben schienen vielversprechend.

Das Genom des Grippevirus umfasst etwa 13.000 Basenpaare, die in Stücke von bis zu 100 Basenpaaren zerfallen waren. Damit die PCR funktioniert, müssen Primer konstruiert werden, dh ein kurzes Stück DNA mit Spiegelsequenzen der Sequenz an den beiden Endpunkten des Fragments. Sie binden an das Fragment, und mit Hilfe einer Polymerase werden Basen zwischen den Primern hinzugefügt, um eine Kopie zu erstellen. Die Millionen Kopien des Genabschnitts werden bei ihrer Herstellung mit einer radioaktiven Sonde markiert. Sie können dann auf einem dünnen Gel getrennt werden, indem ein elektrischer Strom durch das Gel geleitet wird. Die radioaktiven Markierungen erzeugen einen schwarzen Fleck auf einem Röntgenfilm, der über das Gel gelegt wird.

Aus Serumtests von Menschen, die die Spanische Grippe erlebt hatten, war bekannt, dass das Virus zum Subtyp H1N1 gehören musste. Das Team untersuchte alle verfügbaren Sequenzen von Influenza-Genen dieses Subtyps, um herauszufinden, ob es Teile eines bestimmten Gens gab, die praktisch identisch waren. Diese wurden zu Primern verarbeitet. Zunächst sollte geklärt werden, ob überhaupt noch Fragmente des Grippevirus in den Gewebeproben verblieben sind. Die Laborarbeit wurde größtenteils von Ann Reid erledigt und über ein Jahr lang fand sie nichts. Am 23. Juli 1996 erhielt Amy Krafft, an die sie sich hilfesuchend gewandt hatte, ein positives Ergebnis zu einem Fall aus der Grippepandemie von 1957. Dieser Erfolg veranlasste Reid, ab 1918 weitere Fälle zu testen, mit einem schließlich positiven Signal von Gewebe, das einem Armeegefreiten namens Roscoe Vaughan gehörte, der am 26. September 1918 in Camp Jackson, South Carolina, an einer Lungenentzündung der linken Lunge gestorben war. Seine rechte Lunge scheint im Krankheitsverlauf einige Tage im Rückstand gewesen zu sein, so dass das Virus bei seinem Tod auf dieser Seite noch vorhanden war.

Die Sequenz eines Matrixgens stimmte mit keiner bekannten Sequenz exakt überein, sodass eine Kontamination ausgeschlossen werden konnte. Insgesamt isolierte Taubenbergers Team neun Fragmente viraler RNA aus fünf verschiedenen Genen. Sie beschlossen, ihre erste Veröffentlichung an Nature zu senden , aber die Herausgeber lehnten das Papier ab, ohne es sogar zur Begutachtung an Experten zu schicken . Auch die Wissenschaft war zunächst skeptisch, veröffentlichte aber am 21. März 1997 rund 15 Prozent des Hämagglutinin- Gens sowie kleine Fragmente der vier anderen Gene. Im Sommer 1997 hatte das Team die vollständige Sequenz des Hämagglutinins. An diesem Punkt tauchte das Problem auf, dass sie die Hälfte des Gewebes von Private Roscoe Vaughan für dieses eine Gen verbraucht hatten. Es schien am wahrscheinlichsten, dass nicht alle zehn Gene des Virus von 1918 aus dem verfügbaren Material sequenziert werden konnten. (Im September 1997 fiel auch Gewebe von einem Privatmann namens James Downs, der in Camp Upton, New York, einer Grippe erlag, positiv aus.)

Johan Hultin kommt herein

Der März-Artikel in Science wurde auch von Johan Hultin gelesen . Bereits 1951 hatte der Pathologe versucht, das Influenzavirus von 1918 von Opfern zu isolieren, die im Permafrostboden Alaskas begraben worden waren. Bei der damaligen Teller-Mission hatte er Leichen ausgegraben, aber keine lebenden Viren gefunden. Seine Diplomarbeit hat er nie beendet. Jetzt, da PCR verfügbar war, wurde ihm klar, dass es an der Zeit war, es noch einmal zu versuchen.

Im Juli 1997 bot er Taubenberger an, in das heutige Brevig in Alaska zurückzukehren. Erneut erhielt er die Erlaubnis, nach Opfern der Spanischen Grippe von 1918 zu graben, und diesmal grub er die Überreste einer fettleibigen Frau aus, vielleicht dreißig Jahre alt, die er „Lucy“ taufte. Das Fett hatte ihre Lungen vor Fäulnis bewahrt, und er nahm sie beide. Es stellte sich heraus, dass die Fragmente in Lucys Fall noch kleiner waren – etwa 100 Basenpaare im Vergleich zu 150 im Fall von Vaughan und Downs –, aber jetzt war genug Material vorhanden, um das komplette Virus von 1918 um ein Vielfaches zu sequenzieren. Taubenberger und Reid gelang es, eine vollständige Hämagglutinin-Sequenz zu generieren, um die von Vaughan erhaltene zu bestätigen. In allen drei Fällen – Vaughan, Downs und Lucy – unterschieden sich die 1.800 Basenpaare nur an wenigen Stellen. Dies war die beste Bestätigung dafür, dass die Sequenz des Hämagglutinins von 1918 tatsächlich gefunden wurde.

In einer Reihe von Veröffentlichungen veröffentlichte das Team das vollständige Genom des Influenzavirus von 1918. Die Arbeit wurde von der Veteranenverwaltung und dem Verteidigungsministerium finanziert . Die Fertigstellung des Genoms im Jahr 2005 wurde von Science zu den „Durchbrüchen des Jahres“ gezählt und von Lancet zum „Papier des Jahres“ gewählt .

Fremder als Fiktion

Irgendwann Anfang 1998 erhielt Taubenberger ein Manuskript von einem Romanautor, der ihn kürzlich kontaktiert hatte. Dr. Stephen Carter hatte Taubenbergers Arbeit durch den Artikel in Science entdeckt und wollte wissen, ob Taubenberger daran interessiert wäre, den ersten Entwurf eines Romans zu lesen, in dem ein ehrgeiziges Biotechnologieunternehmen für Impfstoffe namens Immunological Technologies das Spanische Grippevirus von 1918 wiederbelebt Geheimhaltung in seiner hochmodernen Einrichtung in San Diego, Kalifornien. Es hatte fast drei Jahre gedauert, das Buch zu recherchieren und zu schreiben, und Carter suchte nach jemandem, der die wissenschaftlichen Elemente kritisierte. Jeffery Taubenberger schien der perfekte Kandidat zu sein.

Zu Carters Überraschung erklärte sich Taubenberger bereit, das umfangreiche Manuskript trotz seiner Arbeitsbelastung zu lesen. Taubenberger reagierte jedoch nicht am stärksten auf die wissenschaftlichen Aspekte der Geschichte, sondern auf die Marineszenen im Pazifik. Taubenberger glaubte, dass es in dem später als Neunter Tag der Schöpfung veröffentlichten Buch ungelöste Handlungsstränge gab, die die Marinetransporter-Einsatzgruppe betreffen, die eine zentrale Rolle in den eskalierenden internationalen Konflikten spielten . Carter gab nach und fügte dem Buch einen neuen Abschnitt hinzu, der eine Kampfszene zwischen einem US-Marineflugzeugträger und einem fortschrittlichen chinesischen Atom-U-Boot beinhaltet.

Taubenberger stimmte dann zu, von Carter zu seiner laufenden Arbeit an der Sequenzierung des Stammes von 1918 interviewt zu werden. Wohin sollte die Forschung führen, würde der Stamm von 1918 letztendlich rekonstruiert werden und hatte Taubenberger Bedenken, die Gensequenzen für einen Killer-Grippe-Stamm zu veröffentlichen? Das Interview wurde im März 1998 als "An Interview With Dr. Jeffery Taubenberger" geführt und online gestellt.

Persönliche Interessen

Jeffery Karl Taubenberger wurde im US Army Hospital in Landstuhl als Sohn eines deutschen Vaters und einer in den USA geborenen Mutter geboren. Sein Vater Heinz Karl Taubenberger war in seiner Jugend ein bekannter Eiskunstläufer und wurde Ende der 1940er und Anfang der 1950er Jahre sowohl im Paarlauf als auch im Herreneinzel mehrfach Deutscher Juniorenmeister.

In seiner Freizeit ist Taubenberger Holzbläser – Oboe, Englischhorn, Klarinette; aber sein Interesse gilt hauptsächlich der Komposition. 1981 schuf er sein erstes Opus, die Operette The Wayward Prince , Texte mit Andrew Russo. Die Ouvertüre wurde im Juli 1982 vom George Mason University Orchestra unter der Leitung von Taubenberger aufgeführt. 1984 schrieb er eine "Symphonie in d-Moll", aus der er mit dem Richmond Community Orchestra im selben Jahr unter Taubenbergers Leitung zwei Sätze aufführte. Weitere Werke umfassen zwei Lieder für Tenor und Klavier nach Gedichten von Goethe (1985-6), zwei Holzbläserquintette (1987& 1988) und ein Streichquartett in G-Dur (1990), das im selben Jahr vom Columbia String Ensemble und in 1995 erneut vom Gallery Quartett. Es folgten acht zweistimmige Inventionen für Soloklavier (1994), ein Streichquartett in e-Moll (1997) und "Daydreams", eine symphonische Tondichtung für großes Orchester (2000). Derzeit arbeitet er an einer Sinfonie in C-Dur (seit 2005) und einem Streichquartett in h-Moll (2007). Aufgrund von beruflichen und familiären Verpflichtungen findet er äußerst wenig Zeit zum Komponieren.

Taubenberger ist verheiratet und hat zwei Kinder.

Taubenberger ist ein Cousin zweiten Grades des ehemaligen Philadelphia-Bürgermeisterkandidaten Al Taubenberger .

Verweise

  1. ^ Jeffery K. Taubenberger, MD, Ph.D. "Archivierte Kopie" . Archiviert vom Original am 19.09.2015 . Abgerufen 2015-09-14 .CS1-Wartung: archivierte Kopie als Titel ( Link )
  2. ^ NIAID Lab greift Grippe aus verschiedenen Richtungen an http://www.niaid.nih.gov/topics/Flu/Research/Pages/labFluThree-Fold.aspx
  3. ^ Close in on a Killer: Scientists Unlock Clues to the Spanish Influenza Virus (Ausstellung im Nationalmuseum für Gesundheit und Medizin, 1996) http://www.medicalmuseum.mil/index.cfm?p=exhibits.1918killerflu.index
  4. ^ Jeffery K. Taubenberger, Ann H. Reid, Amy E. Krafft, Karen E. Bijwaard, Thomas G. Fanning. "Erste genetische Charakterisierung des 'spanischen' Influenza-Virus von 1918", Science , Vol. 2, No. 275, Nr. 5307 (1997), S. 1793-1796.
  5. ^ Fernandez, Elizabeth (17. Februar 2002). „Das Virus Detektiv / Dr. John Hultin hat Beweise für die Grippeepidemie von 1918 gefunden , die Experten seit Jahrzehnten verwehrt geblieben war“ . Der San Francisco Chronicle .
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Quellen