Marc Kirschner- Marc Kirschner

Marc Kirschner
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Geboren
Marc Wallace Kirschner

( 1945-02-28 )28. Februar 1945 (76 Jahre)
Chicago , Illinois
Staatsangehörigkeit Vereinigte Staaten
Alma Mater University of California, Berkeley (PhD)
Northwestern University (BA)
Bekannt für Zellzyklus , Embryonalentwicklung , erleichterte Evolution
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Systembiologie
Institutionen Harvard Medical School
University of California, San Francisco
Princeton University
These Konformationsänderungen der Aspartat-Transcarbamylase  (1971)
Doktoratsberater Howard Schachman
Andere Studienberater John Gerhart
John Gurdon
Doktoranden Tim Stearns
Tim Mitchison
Webseite kirschner .hms .harvard .edu

Marc Wallace Kirschner (* 28. Februar 1945) ist ein US-amerikanischer Zellbiologe und Biochemiker und Gründungsvorsitzender des Department of Systems Biology an der Harvard Medical School . Er ist bekannt für bedeutende Entdeckungen in der Zell- und Entwicklungsbiologie im Zusammenhang mit der Dynamik und Funktion des Zytoskeletts , der Regulation des Zellzyklus und dem Signalprozess bei Embryonen sowie der Evolution des Körperbauplans von Wirbeltieren. Er ist führend in der Anwendung mathematischer Ansätze in der Biologie. Er ist der John Franklin Enders University Professor an der Harvard University . 2021 wurde er in die American Philosophical Society gewählt .

Bildung und frühes Leben

Kirschner wurde am 28. Februar 1945 in Chicago , Illinois , geboren. 1966 schloss er sein Studium der Chemie an der Northwestern University mit einem BA ab. 1971 promovierte er in Biochemie an der University of California, Berkeley .

Karriere und Forschung

Er war Postdoc an der UC Berkeley und an der University of Oxford in England. 1972 wurde er Assistant Professor an der Princeton University . 1978 wurde er Professor an der University of California, San Francisco . 1993 wechselte er an die Harvard Medical School , wo er ein Jahrzehnt lang als Vorsitzender der neuen Abteilung für Zellbiologie tätig war. 2003 wurde er Gründungsprofessor des HMS Department of Systems Biology. 2009 wurde er zum John Franklin Enders University Professor ernannt. 2018 wurde er von Galit Lahav als Chair des Department of Systems Biology abgelöst .

Kirschner untersucht, wie sich Zellen teilen, wie sie ihre Form erzeugen, wie sie ihre Größe kontrollieren und wie sich Embryonen entwickeln. In seinem vielseitigen Labor koexistieren Entwicklungsarbeiten am Frosch mit biochemischen Arbeiten zum Mechanismus der Ubiquitinierung , des Zytoskelettaufbaus oder der Signaltransduktion .

In Princeton etablierten seine frühen Arbeiten zu Mikrotubuli ihre ungewöhnliche molekulare Anordnung aus Tubulinproteinen und identifizierten das erste Mikrotubuli-stabilisierende Protein tau , das später als Hauptbestandteil der neurofibrillären Knäuel bei der Alzheimer-Krankheit nachgewiesen wurde. In Studien an der UC San Francisco zum Froschembryo als Modellsystem der Zellentwicklung identifizierte Kirschner den ersten Induktor der embryonalen Differenzierung, den Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF), einen frühen Befund auf dem Gebiet der Signaltransduktion.

Kirschners Labor ist auch dafür bekannt, grundlegende Mechanismen des Zellzyklus in eukaryontischen Zellen aufzudecken . Kirschner und Andrew Murray arbeiteten an Xenopus- Eiextrakten und zeigten, dass die Cyclin- Synthese den Zellzyklus antreibt und später, dass Ubiquitin den Cyclin-Spiegel reguliert, indem es das Zellzyklus-Molekül zur Zerstörung markiert. Sein Labor entdeckte und reinigte viele der Komponenten, die an der Progression des Zellzyklus beteiligt sind, einschließlich des Anaphase Promoter Complex (APC), des Komplexes, der Cyclin B ubiquitiniert .

Eine zweite bemerkenswerte Entdeckung war seine Entdeckung mit Tim Mitchison über die dynamische Instabilität von Mikrotubuli. Bei der Mitose zum Beispiel bilden Mikrotubuli die Spindel, die die Chromosomen trennt. Der erste Schritt bei der Spindelbildung ist die Keimbildung von Mikrotubuli durch Mikrotubuli-organisierende Zentren, die dann in alle Richtungen wachsen. Mikrotubuli, die sich an ein Chromosom anlagern, werden stabilisiert und bleiben daher als Teil der Spindel erhalten. Aufgrund der dynamischen Instabilität, einige einzelne Mikrotubuli , die nicht stabilisiert sind , sind in Gefahr des Zusammenbruchs (oder „Katastrophe“ , wie sie genannt Kirschner), so dass die Weiterverwendung der Tubulin - Monomere . Diese Erkenntnis der Selbstorganisation in biologischen Systemen war sehr einflussreich und trug dazu bei, das Zytoplasma als eine Ansammlung dynamischer molekularer Maschinen zu betrachten.

Kirschner interessiert sich auch für die evolutionären Ursprünge des Wirbeltierkörperplans. Zusammen mit John Gerhart war er maßgeblich an der Entwicklung des Eichelwurms Saccoglossus kowalevskii zu einem Modellsystem beteiligt, mit dem die Divergenz zwischen Hemichordaten und Chordaten sowie die Evolution des Chordatum- Nervensystems untersucht werden können.

Kirschner ist ein Pionier darin, mit mathematischen Ansätzen zentrale biologische Fragestellungen zu erlernen. Ein Modell des Wnt-Wegs, das er in Zusammenarbeit mit dem verstorbenen Reinhart Heinrich entwickelt hat, zeigte beispielsweise, dass neue Eigenschaften und Einschränkungen entstehen, wenn die einzelnen biochemischen Schritte zu einem vollständigen Weg kombiniert werden. Ein Vortrag über Mathematik und die Zukunft der Medizin auf einer Klausurtagung für Lehrstühle der Harvard Medical School im Jahr 2003 inspirierte den Dekan Joseph B. Martin zur Gründung einer neuen Abteilung, dem Department of Systems Biology , mit Kirschner als Gründungsprofessor. Seitdem hat Kirschners Labor viele Studenten und Postdocs mit theoretischem Hintergrund angezogen, die den Übergang in die Biologie wagen möchten. Sein Labor ist heute führend in der Verwendung mathematischer Werkzeuge zur Analyse von Signalwegen, der Kontrolle der Zellgröße und der Selektivität von Medikamenten.

In zwei Büchern, die zusammen mit John Gerhart verfasst wurden , hat Kirschner die zellulären und entwicklungsbezogenen Grundlagen der Evolution von Organismen sowie das Konzept der „ Evolvierbarkeit “ beschrieben. Im jüngsten Buch haben Kirschner und Gerhart eine neue Theorie der "erleichterten Variation" vorgeschlagen, die die Frage beantworten soll: Wie können kleine, zufällige genetische Veränderungen in nützliche Veränderungen an komplexen Körperteilen umgewandelt werden?

Öffentlicher Dienst

Kirschner hat sich für die Förderung der biomedizinischen Forschung durch den Bund eingesetzt und war erster Vorsitzender des Joint Steering Committee for Public Policy, einer Koalition von wissenschaftlichen Gesellschaften, die er 1993 gegründet hat, um den US-Kongress über biomedizinische Forschung aufzuklären und sich für die öffentliche Finanzierung einzusetzen. Im Jahr 2014 forderte Kirschner (zusammen mit Bruce Alberts , Shirley Tilghman und Harold Varmus ) eine Reihe von Änderungen am System der US-amerikanischen biomedizinischen Wissenschaft mit der Absicht, den „Hyperwettbewerb“ zu reduzieren. Diese Veröffentlichung führte zur Gründung der Organisation Rescuing Biomedical Forschung , die darauf abzielt, Community-Input zu sammeln und Änderungen an der Struktur der akademischen Wissenschaft in den USA vorzuschlagen.

Kirschner half im Oktober 2003 als Mitglied des Editorial Boards und leitender Autor eines Artikels in der Eröffnungsausgabe , die monatliche, von Experten begutachtete Zeitschrift PLoS Biology zu lancieren . Die Zeitschrift war das erste Veröffentlichungsprojekt der in San Francisco ansässigen Public Library of Science (PLoS), die drei Jahre zuvor als Basisorganisation von Wissenschaftlern begonnen hatte, die sich für den freien und uneingeschränkten Zugang zu wissenschaftlicher Literatur einsetzten

Bücher

  • mit John Gerhart , Cells, Embryos, and Evolution: Toward a Cellular and Developmental Understanding of phänotypische Variation and Evolutionary Adaptability ( Blackwell's , 1997) ISBN  0-86542-574-4
  • mit John Gerhart , The Plausibility of Life: Resolving Darwin's Dilemma ( [1] Yale University Press 2005) ISBN  0-300-10865-6

Auszeichnungen und Verbände

Verweise

Externe Links