Richard Henderson — Šoti biofüüsik ja cryo-EM teerajaja, 2017 Nobeli laureaat

Richard Henderson CH FRS FMedSci (sündinud 19. juulil 1945) on šoti molekulaarbioloog ja biofüüsik, kes on üks kaasaegse bioloogilise elektronmikroskoopia (cryo-EM) teerajajaid. Ta jagas 2017. aastal Nobeli keemiapreemiat koos Jacques Dubochet' ja Joachim Frankiga tunnustuseks nende panuse eest bioloogiliste makromolekulide kõrge eraldusvõimega kujutiste saamisel elektronmikroskoopia abil.

Töö ja ametikohad

Henderson on töötanud Cambridge'is asuvas Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB) alates 1973. aastast ning oli selle direktor aastatel 1996–2006. Samuti oli ta 1993. aasta kevadel külalisprofessorina California Ülikooli Milleri Instituudis Berkeley's. Tema juhendamisel ja koostöös MRC LMB kolleegidega arendati edasi nii eksperimentaalseid meetodeid kui ka arvutuslikke lähenemisi, mis võimaldasid viia elektronmikroskoopia lahutuse taseme biochemical ja bioloogilise struktuurianalüüsi tasemeni.

Teaduslikud saavutused

Henderson on tuntud eelkõige selle poolest, et töötas välja ja kasutas elektronkristallograafia meetodeid, mis võimaldasid määrata membraanvalkude aatomstruktuure. Tema tuntuma töö näiteks on bakterite molekuli bakteriorhodopsiini struktuuri määramine. See valk püüab valguse energiat ja kasutab seda prootonite liikumiseks rakukeskkonnas, toimides lihtsa valgusaktiveeritud energia muundajana. Bakteriorhodopsiin oli üks esimesi membraanvalkudest koosnevaid struktuure, millele sai määrata aatomtasandi mudeli, ning see töö aitas näidata, et membraanvalkude kõrge eraldusvõimega struktuurianalüüs on teostatav.

Hendersoni arendatud tehnilised ja kontseptuaalsed lähenemised — sealhulgas näited, kuidas vähendada kiirguskahjustust, täiustada proovi külmutamist ja kasutada kolmekeskmist statistilist pilditöötlust — on aluseks paljudele tänapäevastele cryo-EM tehnikatele. Tema panus aitas muuta elektronmikroskoopia meetodid tööriistaks, millega saab määrata bioloogiliste makromolekulide struktuure lähedal aatomresolutsioonile.

Mõju biomeditsiinile

Hendersoni meetodid on oluliselt kaasa aidanud keerukate valkurühmade, sh mitmete oluliste retseptorite ja membraanvalkude struktuuride selgitamisele. Näiteks on cryo-EM olnud võtmetähtsusega G-valguga seotud retseptorite (GPCR) struktuurianalüüsis. GPCR-id on suur valkude perekond, mis tuvastavad signaalmolekule rakuvälises keskkonnas ja aktiveerivad sisemisi signaaliülekande radu, tuues kaasa raku vastuse välisele molekulile. GPCR-ide ja teiste meditsiiniliselt oluliste komplekside struktuuride tundmine on toetanud ravimite arendamist ning süvendanud arusaamist raku signaaliülekandest ja funktsioonist.

Tunnustused ja pärand

Lisaks Nobeli preemiale on Henderson saanud mitmeid tunnustusi ja auhindu ning ta on valitud erinevate teadusakadeemiate liikmeks. Tema töö on jätnud püsiva jälje struktuuribioloogiasse: ta aitas viia elektronmikroskoopia meetodid laboripraktikasse ja näitas, kuidas kombineerida eksperimentaalset mikrograafiat arvutusliku pilditöötlusega, et saada usaldusväärseid molekulaarseid mudeleid. Tema lähenemisviis ja meetodid on endiselt laialdaselt kasutusel ning on olnud olulised nii põhiuuringutes kui ka rakenduslikes biomeditsiinilistes uuringutes.

Oluline kokkuvõte:

Richard Henderson on üks cryo-EM arenduse pioneeridest, kelle töö aitas viia elektronmikroskoopia kõrge eraldusvõimega struktuurianalüüsi tasemeni.
Ta määras bakteriorhodopsiini struktuuri ning töötas välja elektronkristallograafia meetodeid, mida kasutatakse siiani.
Hendersoni meetodid on võimaldanud määrata keeruliste membraanvalkude ja GPCR-ide struktuure, mõjutades oluliselt struktuuribioloogia ja ravimite arenduse valdkondi.

Küsimused ja vastused

K: Mis on Richard Hendersoni elukutse?

V: Richard Henderson on šoti molekulaarbioloog ja biofüüsik.

K: Mida ta 2017. aastal võitis?

V: 2017. aastal jagas Richard Henderson Nobeli keemiapreemiat koos Jacques Dubochet' ja Joachim Frankiga.

K: Kus ta on töötanud alates 1973. aastast?

V: Alates 1973. aastast on Richard Henderson töötanud Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB) laboris Cambridge'is.

K: Millise molekuli struktuuri ta välja töötas?

V: Richard Henderson töötas välja bakteriorhodopsiini struktuuri, mis on bakterites leiduv molekul, mis püüab valguse energiat ja kasutab seda prootonite väljaviimiseks rakust.

K: Milliseid meetodeid ta arendas välja elektronkristallograafia jaoks?

V: Richard Hendersoni poolt välja töötatud elektronkristallograafia tehnikat kasutatakse tänapäevalgi ja see aitab lahendada mitmete G-valguga seotud retseptorite (GPCR) struktuure.

K: Kuidas tuvastavad GPCRid molekule väljaspool rakku?

V: G-valguga seotud retseptorid (GPCR) avastavad rakust väljaspool olevaid molekule ja aktiveerivad rakusiseseid signaaliülekande radu, mis viivad raku reaktsioonideni nendele molekulidele.