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Mit Hilfe Einer Qualle Barrieren In Der Wissenschaft Abbauen: Ein Q & A Mit Martin Chalfie
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Anonim

Der neu verliehene Nobelpreisträger beschreibt die schicksalhafte Kette von Ereignissen, die grün fluoreszierendes Protein (GFP) ins Rampenlicht rücken, einschließlich seiner Sternwende im Wurmzüchterblatt.

Am 8. Oktober erhielt Martin Chalfie, Vorsitzender des Department of Biological Sciences der Columbia University, den Anruf, den jeder Wissenschaftler erhalten möchte - nur er hat durchgeschlafen. Die Nobelstiftung rief ihn gegen 6 Uhr morgens an. (in New York City), um ihn wissen zu lassen, dass sie ihm gerade zusammen mit Osamu Shimomura und Roger Tsien den diesjährigen Nobelpreis für Chemie für ihre Arbeit an grün fluoreszierendem Protein (GFP) verliehen hatten. Ein paar Minuten nachdem das Telefon aufgehört hatte zu klingeln, loggte sich Chalfie auf der Website der Nobel Foundation ein, um zu sehen, wen sie dieses Jahr geehrt hatten, und befand sich dann im Kreis der Gewinner für ein Werkzeug, das er entwickelt hatte, um Wissenschaftler lebende Zellen beleuchten und untersuchen zu lassen Echtzeit.

Wir setzten uns mit Chalfie in sein Büro auf dem Campus von Columbia, um über Nobel, GFP und seine anderen Forschungen zu diskutieren.

[Es folgt eine bearbeitete Abschrift des Interviews.].

Ich weiß, dass Sie die Geschichte von dem, was am Morgen der Nobelansage passiert ist, schon oft erzählt haben, aber ich wollte sie noch einmal hören. Sie haben den Anruf nicht erwartet?

Nein, ich habe es nicht erwartet. Ich denke, die Leute fragen sich, ob sie angerufen werden. Da ich der Vorsitzende einer Biologieabteilung bin und diese in der Biologie häufig verwendet wird, stellte sich die Frage, ob es sich um einen Chemiepreis handelte. Sie nehmen es nicht vorweg, aber Sie wundern sich. Der Oktober kommt, Sie beginnen sich über diese Dinge zu wundern. Es stellte sich heraus, dass ich einige Tage zuvor einige Nachrichten auf unserem Telefon zu Hause überprüft hatte, das sich nicht in unserem Schlafzimmer, sondern in der Küche befindet. Ich muss einen Knopf gedrückt haben, [weil] wir plötzlich einen anderen Ring hatten, und es war ein viel schwächerer Ring als gewöhnlich. Ich dachte: "Ich sollte das wirklich wieder in den alten Ring umwandeln." Ich weiß, dass sie, wenn sie diese Dinge ankündigen, um fünf Uhr morgens Leute anrufen. Als ich [am 8. Oktober] aufstand, schaute ich auf meine Uhr und es war zehn nach sechs. Wie ich bereits sagte, wollte ich sehen, wer der "Schnook" war, der den Preis gewann. Ich öffnete meinen Laptop und überprüfte online und sah meinen Namen. Ich sagte zu meiner Frau: "Ich denke, es ist passiert." Es stellte sich heraus, dass ich der Schnook war.

Gibt es im Voraus Anzeichen dafür, dass Sie für den Preis stark in Betracht gezogen werden?

Nein, es ist völlig geheim und unbekannt. Das kann ich bezeugen. Ich hatte Freunde und Kollegen, die sagten: "Vielleicht dieses Jahr", und wenn sie das genug sagen, denken Sie, dass es wahr sein könnte. Am Tag vor [der diesjährigen Ankündigung] hatte ich tatsächlich eine E-Mail von einem [Studenten in China] erhalten, der an [Caenorhabditis elegans] arbeitete und eine Kopie meines Papiers [des 1994 erschienenen Papiers über GFP, das auf dem Cover erschien) wollte der Wissenschaft]. In seiner E-Mail sagte er: "Einige von uns haben darüber diskutiert, wer morgen den Chemiepreis erhalten wird, und wir denken, dass er an Shimomura und Tsien gehen sollte." Und das war es. Ich schickte ihm ein PDF des Artikels und sagte Danke und sagte ihm, dass sie vielleicht auch Douglas Prasher in Betracht ziehen sollten. Vielleicht hatte er eine Art Insider-Linie, oder vielleicht war er nur hoffnungsvoll. [lacht] Es gibt keine Ahnung, dass diese Dinge passieren werden, es ist ein bisschen wie das Lesen von Teeblättern.

Sie haben zum ersten Mal während eines neurobiologischen Vortrags von Paul Brehm (einem ehemaligen Forscher der Tufts University an der SUNY Stony Brook University) an der Columbia University im Jahr 1989 von GFP gehört. Sind Sie zu diesem Vortrag mit dem Gedanken gegangen, ein Werkzeug zu entdecken, das Sie finden könnten? für Ihre Arbeit mit C. elegans verwenden?

Absolut nicht. Paul war von Tufts eingeladen worden, mit uns zu sprechen. Ich ging zum Seminar und erwartete nicht, etwas darüber zu hören. Ehrlich gesagt erinnere ich mich an nichts anderes an seinem Seminar, weil ich so aufgeregt war über die Möglichkeit, dieses Experiment durchzuführen. Weil ich ungefähr 12 Jahre zuvor über transparente Tiere nachgedacht hatte… Ich war sehr aufgeregt über die Möglichkeit, dass wir dies in C. elegans verwenden könnten.

Es ist lustig, welche Rolle das Schicksal bei der Entdeckung und Entwicklung von GFP gespielt hat. Wenn irgendetwas auf dem Weg anders gewesen wäre, wer weiß, was passiert wäre?

Absolut, es ist nicht gerichtet. Wir konnten also zeigen, dass dies ein Reagenz ist, das in vielen, wenn nicht allen Organismen verwendet werden kann. Alles, was Sie tun müssen, ist Licht auf die Zelle zu werfen und Sie erhalten Licht einer anderen Farbe zurück. Wir hatten nun endlich eine dynamische Sichtweise auf die Genexpression und die Proteinlokalisierung. Wir könnten Dinge in Echtzeit in lebenden Zellen in Organismen beobachten, und das ist, glaube ich, der wahre Vorteil von GFP.

Osamu Shimomura fand das Protein, ohne seine Arbeit würde es nichts geben. Douglas Prasher hat es geklont, wieder ohne diese Arbeit ist diese Arbeit nicht passiert. [Chalfie und die Forscher in seinem Labor] konnten zeigen, dass es in vielen verschiedenen biologischen Kontexten als Marker verwendet werden kann und dass die Menschen die Schleusen öffnen konnten, um zu versuchen, es zu verwenden. Und Roger hat es stark verbessert… so dass es in vielen Situationen tatsächlich funktioniert.

Haben Sie Dr. Shimomura und Dr. Tsien getroffen? Wie hat Ihre Arbeit auf Dr. Shimomuras erster Entdeckung von GFP [aus den Quallen von Aequorea victoria] aufgebaut?

Ich habe beide getroffen. Wir haben nie an irgendetwas zusammengearbeitet, weil unsere [Entdeckungen] zu unterschiedlichen Zeiten und zu unterschiedlichen Teilen der Geschichte kamen. Osamu Shimomura war die Person, die das grün fluoreszierende Protein in den frühen 1960er Jahren entdeckte. Der nächste Schritt in Bezug auf mein Engagement ist, dass ich davon gehört und mich mit Douglas Prasher [zu der Zeit, als ich an der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts arbeitete] zusammengetan habe.

Sie haben dies zum ersten Mal in Ihrem in Science veröffentlichten Artikel vom Februar 1994 beleuchtet?

Es gibt tatsächlich eine frühere, nicht offizielle Veröffentlichung, einen Newsletter, der an alle Forscher auf dem Gebiet verschickt wurde. In diesem Newsletter, dem Worm Breeder's Gazette, haben Sie den Menschen Dinge erzählt, an denen sie interessiert sein könnten, bevor [die Forschung veröffentlicht wurde]. Die Oktoberausgabe 1993 des Worm Breeder's Gazette war die erste allgemeine Mitteilung an die Menschen, dass wir dies hatten, und wir machten mehrere Vorschläge, wie es bei Würmern verwendet werden könnte.

Sie und Ihre Kollegen haben dieses Jahr den Nobelpreis für ein Werkzeug gewonnen, das Sie im Laufe der Zeit entwickelt haben, und ich musste an das alte Sprichwort denken: "Geben Sie einem Mann einen Fisch, er wird einen Tag lang essen. Bringen Sie ihm bei, wie man fischt, und Sie werden es tun füttere ihn ein Leben lang. " Haben Sie das mit GFP gemacht?

Ich stimme zu, es ist sehr ähnlich. Ich habe mich gefragt, wie einige meiner Freunde in E-Mails an mich, warum der Vorsitzende einer Biologieabteilung plötzlich eine Auszeichnung in Chemie erhält. Ich denke, das sagt ein paar Dinge aus. Zuallererst ist dies tatsächlich ein Preis für ein Molekül; und es ist ziemlich passend, einem Molekül einen Chemiepreis zu geben. Es ist ein ziemlich bemerkenswertes Molekül, das eine ganze Reihe von Verwendungsmöglichkeiten hat. Die meisten dieser Anwendungen wurden in der Chemie durchgeführt. Ich betrachte diesen Preis als den GFP-Preis, und ich bin glücklicherweise einer der Leute, die mitfahren. Es gibt auch einen Aspekt, den diese Begriffe, die wir von "Chemie" und "Biologie" oder "Physik" und "Informatik" haben, manchmal unnötige Grenzen oder Hindernisse für Forscher setzen, die tatsächlich an den Grenzen dieser Dinge arbeiten. Ich nehme [die Auszeichnung] vielleicht als Zeichen dafür, dass diese Barrieren etwas abgebaut werden müssen.

Zurück zu Ihrem Kommentar zu GFP als Werkzeug. Das andere, was ich an diesem Preis mag, ist, dass es sich um eine Auszeichnung für Arbeiten handelt, bei denen es sich um Grundlagenforschung handelt. Ich betrachte dies als Aufbau einer Menge Grundlagenforschung, um viele Fragen zu stellen, einige im Zusammenhang mit grundlegenden biologischen Eigenschaften, einige im Zusammenhang mit Krankheiten, aber alle haben jetzt ein neues Werkzeug, um dies zu tun.

Das ist ein ziemliches Erbe. Dennoch ist GFP nicht die Hauptrichtung Ihrer Forschung. Was ist der Schwerpunkt Ihrer Arbeit?

Was ich in erster Linie bin, ist ein Neurogenetiker. Ich benutze die Genetik, um Probleme in der Neurobiologie zu untersuchen. Das einzige Problem, das ich in erster Linie studiere… das Verständnis des Tastsinns. Wir wissen, welche Moleküle benötigt werden, um Licht zu erfassen - was das Signal, das Licht erfasst, in ein elektrisches Signal umwandelt. Wir wissen, wie Gerüche erkannt werden. Aber wir haben eine Vielzahl von Sinnen, für die wir wissen, was das Signal ist, aber wir wissen nicht, was der Empfänger ist. Wir wissen nicht, wie Zellen dieses Signal in ein elektrisches Signal umwandeln, das sagt: "Oh, das passiert."

Ich habe über ein Stipendium gelesen, das Sie vorbereiten. Hat dies etwas mit Ihrer Entwicklung oder Verwendung von GFP zu tun?

Nein, dies ist ein Zuschuss, der sich mit der Entwicklung und Funktion des Erfassens von Zellen befasst, und ich werde herausfinden, ob ich eine Erweiterung erhalten kann. [lacht].

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