Frederick Sanger — kahekordne Nobeli laureaat, insuliini ja DNA uurija

Frederick Sanger — ainuke kahekordne Nobeli laureaat: tema avastused insuliini struktuuris ja DNA järjestamises muutsid biokeemiat igaveseks.

Frederick Sanger OM CH CBE FRS FAA (/ˈsæŋər/; 13. august 1918 - 19. november 2013) oli inglise biokeemik.

Sanger on kahekordne Nobeli preemia laureaat keemias, ainuke inimene, kes on seda olnud. Sanger on neljas inimene, kes on saanud kaks Nobeli preemiat kas üksi või koos teistega.

1958. aastal anti talle Nobeli keemiapreemia "oma töö eest valkude, eriti insuliini struktuuri alal".

1980. aastal jagasid Walter Gilbert ja Sanger poole keemiapreemiast "nende panuse eest nukleiinhapete alusjärjestuse määramisse". Teine pool anti Paul Bergile "nukleiinhapete biokeemia aluste uuringute eest, eriti seoses rekombinantse DNA-ga".

Varajane elu ja karjäär

Frederick Sanger sündis 13. augustil 1918 Inglismaal ja õppis hiljem Cambridge'i ülikoolis, kus ta suundus biokeemia alale. Suurema osa oma teadustööst tegi ta Cambridge'i juures paiknenud Medical Research Council'i (MRC) Laboratory of Molecular Biology's (LMB), kus ta juhtis laborit ja juhendas mitmeid tulevasi suuri teadlasi.

Valkude järjestuse määramine — insuliini uurimine

Sangeri esimene suur läbimurre oli valkude struktuuri määramine. Ta töötas välja meetodi, mis võimaldas kindlaks teha aminohapete järjestuse valgus, kasutades keemilisi märgistusi ja fragmentide analüüsi. Kõige tuntumaks saavutuseks sai insuliini järjestuse lahendamine — see näitas, et valkudel on kindel ja määratletud aminohappeline järjestus, mis kinnitas olulise osa molekulaarbioloogia põhialustest.

Üks Sangeri kasutatud meetoditest tugines N-terminaalse aminohappe märgistamisele dinitrofluorobenseeniga (tuntud ka kui "Sangeri reaktiiv") ning seejärel fragmentide eraldamisele ja järjestuse kokkusobitamisele. Selle töö mõju oli suur: ta tõestas, et proteiinide ehitusplokkide järjestus kannab bioloogilist informatsiooni.

DNA järjestamine — Sangeri meetod

Teine Sangeri suur panus oli DNA järjestamise tehnika, tuntud kui dideoksü- või ketm-lõpetamise meetod (Sanger sequencing). Selle põhimõte on lihtsustatult järgmine: DNA süntesaasi reaktsioonis kasutatakse lisaks tavalistele nukleotiididele ka lühendatud "dideoksü" nukleotiide, millel puudub 3' OH-rühm. Kui selline nukleotiid DNA-ahelasse satub, lõpeb ahela pikendamine — nii tekib erineva pikkusega fragmenteerunud jadade komplekt, mida saab eraldada (algusaegadel geelielektroforeesi abil) ja lugeda nende pikkuste järgi.

Sangeri meetodiga sekveneeriti 1977. aastal esimesi viirus- ja bakterigenoome (näiteks bakteriofaag phiX174), ning see tehnoloogia sai aluseks paljudele hilisematele genomika-alastele projektidele, kaasa arvatud suuremahulisele genoomide järjestamisele. Hoolimata uue põlvkonna järjestamise tehnoloogiate tulekust jäi Sangeri meetod kümneid aastaid kuldstandardiks ja seda kasutatakse endiselt paljude rakenduste puhul (näiteks kliinilises diagnostikas ja tulemuste valideerimisel).

Mõju, tunnustused ja pärand

Sangeri töö mõjutas otseselt molekulaarbioloogia, genoomika ja biotehnoloogia arengut. Tema meetodid võimaldasid teadlastel lugeda bioloogilist informatsiooni otse nukleiinhapetest ja valgudest, mis omakorda tegi võimalikuks geenide avastamise, diagnoosimise ja rekombinantse DNA tehnoloogiate arengu.

Tunnustuseks oma panuse eest sai Sanger mitmeid kõrgeid autasusid ja akadeemilisi tiitleid (nagu tekib välja tema nime järel olevatest lühenditest). Tema kaks Nobeli keemiapreemiat — 1958. ja 1980. aastal — rõhutavad erakordset ja püsivat mõju teadusele.

Isiklik elu ja iseloom

Sanger oli tuntud tagasihoidliku ja praktilise teadlasena, kelle peamine huvi oli laboritöö ja selgete, töökindlate meetodite arendamine. Ta pühendus teadusele suure osa oma elust, kuid hoidis end tagasi avalikkuse silmis ning jättis sageli au ja tähelepanu oma ümbritsevale meeskonnale ja kolleegidele.

Järeldus

Frederick Sanger on üks olulisemaid 20. sajandi biokeemikuid: tema arengud nii valkude kui ka nukleiinhapete järjestamisel muutsid fundamentaalselt arusaama elulise informatsiooni ülesehitusest ja võimaldasid kaasaegse molekulaarbioloogia ja genoomika kiiret arengut. Tema meetodid ja põhimõtted mõjutavad teadust ja meditsiini ka tänapäeval.

Hilisem elu

Sanger läks 1983. aastal pensionile oma koju "Far Leys", Swaffham Bulbeckis Cambridge'i lähedal asuvas Swaffham Bulbeckis.

1992. aastal asutasid Wellcome Trust ja Medical Research Council Sanger Centre (nüüd Sanger Institute), mis sai tema nime. Instituut asub Wellcome Trust Genome Campus'is Hinxtoni lähedal, vaid mõne miili kaugusel Sangeri kodust. Asutajaliige John Sulston küsis Sangerilt, kas keskus võiks olla nimetatud tema auks. Sanger oli nõus, kuid hoiatas: "Parem oleks, kui see oleks hea". Sanger ise avas keskuse 4. oktoobril 1993, kus töötas vähem kui 50 inimest. Nüüdseks on instituudil juhtiv roll inimgenoomi sekveneerimisel. Praegu töötab instituudis üle 900 inimese ja see on üks maailma suurimaid genoomiuuringute keskusi.

Kuigi ta on säilitanud oma vastumeelsuse vägivalla vastu, on ta kaotanud oma kveekerite usu ja nimetab end agnostikuks. Ajalehes Times 2000. aastal avaldatud intervjuus on Sanger öelnud järgmist: "Minu isa oli veendunud kveeker ja mind kasvatati kveekerina ning nende jaoks on tõde väga oluline. Ma eemaldusin nendest tõekspidamistest - ilmselt otsitakse tõde, kuid selle jaoks on vaja tõendeid. Isegi kui ma tahaksin Jumalasse uskuda, oleks see mulle väga raske. Mul oleks vaja näha tõendeid". 

Ta keeldus rüütliristi tiitli pakkumisest, kuna ei soovinud, et teda kutsutaks "härra", kuid võttis hiljem vastu teenetemärgi.

2007. aastal sai Briti Biokeemia Selts Wellcome Trustilt toetuse 35 laboratoorse märkmiku kataloogimiseks ja säilitamiseks, milles Sanger aastatel 1944-1983 oma tähelepanuväärseid uuringuid talletas. Ajakiri Science märkis sellest teatades, et Sanger, "kõige tagasihoidlikum inimene, keda võib loota kohata", veedab nüüd aega oma Cambridgeshire'i kodus aiatöödega.

Surm

Sanger suri 19. novembril 2013 oma kodus Cambridge'is, Inglismaal, 95-aastaselt. Praegu kirjutatakse tema teaduslikku elulugu, mis avaldatakse 2014. aastal.

Sanger Institute

Küsimused ja vastused

K: Mis on Frederick Sangeri täisnimi?

K: Millal ta sündis?

K: Mitu Nobeli preemiat ta võitis?

K: Mille eest sai ta oma esimese Nobeli preemia?

K: Kellega jagas ta oma teist Nobeli preemiat?

K: Millise valdkonna teadlane oli Sanger?

Otsing