Roderick MacKinnon – Nobelpristagare i kemi för jonkanalers struktur
Roderick MacKinnon — Nobelpristagare i kemi 2003. Upptäck hans banbrytande forskning om jonkanalers struktur och funktion som förändrat neurobiologi och biofysik.
Roderick MacKinnon (född 19 februari 1956) är professor i molekylär neurobiologi och biofysik vid Rockefeller University. Han tilldelades Nobelpriset i kemi 2003 tillsammans med Peter Agre för sitt banbrytande arbete om jonkanalernas struktur och funktion.
Forskning och upptäckter
MacKinnon är framför allt känd för att ha bestämt den tredimensionella strukturen hos en kaliumkanal på atomnivå med hjälp av röntgenkristallografi. Genom att kombinera strukturanalys med funktionella elektrofysiologiska mätningar kunde han visa hur en kanal kan vara både extremt snabb i sin jonledning och samtidigt selektiv för kaliumjoner. Ett centralt resultat var beskrivningen av den så kallade selektivitetsfiltret — en rad aminosyror vars syreatomer efterliknar kaliumjonens vattenhölje och därigenom tillåter kalium att passera medan natrium stängs ute.
Metoder och betydelse
MacKinnons arbete förenade högupplöst strukturbestämning med biokemiska och fysiologiska experiment, vilket gav en förklaring på hur jonkanaler kan uppnå både hög genomströmning och strikt selektivitet. Upptäckterna har haft stor betydelse för grundläggande förståelse av cellmembranens funktion och förklara mekanismer som ligger bakom nervsignalering, hjärtrytm och många andra cellulära processer.
Praktiska tillämpningar och inverkan
Insikterna från MacKinnons forskning har påverkat flera områden: de ligger till grund för förståelsen av ärftliga sjukdomar kopplade till jonkanaler (så kallade channelopatier), påverkar utveckling av läkemedel som riktar sig mot jonkanaler och har fungerat som modell för hur man kan studera andra membranproteiner. Hans arbete har också haft stor pedagogisk betydelse genom att visa hur strukturell information kan kopplas direkt till proteiners funktion.
Roderick MacKinnon fortsätter att leda forskning inom strukturell biologi och jonkanalers funktion och har haft en stor påverkan som handledare för en generation av forskare inom fältet.
Biografi
Tidigt liv och utbildning
MacKinnon föddes i Burlington, Massachusetts och gick först på University of Massachusetts Boston. MacKinnon övergick sedan till Brandeis University efter ett år, och där tog han 1978 en kandidatexamen i biokemi och studerade kalciumtransport genom cellmembranen i sin examensuppsats i Christopher Millers laboratorium. Det var också på Brandeis som MacKinnon träffade sin framtida fru och arbetskamrat Alice Lee.
Efter att ha tagit examen från Brandeis började MacKinnon studera medicin vid Tufts University. Han blev läkare 1982 och fick utbildning i internmedicin vid Beth Israel Hospital i Boston. Han kände sig inte tillräckligt nöjd med läkaryrket, så 1986 återvände han till Christopher Millers laboratorium vid Brandeis för postdoktorala studier.
Karriär
År 1989 utnämndes han till biträdande professor vid Harvard University där han studerade kaliumkanalens interaktion med ett specifikt toxin från skorpiongift. Han lärde sig hur man renar proteiner och hur man använder röntgenkristallografi. År 1996 flyttade han till Rockefeller University som professor och chef för laboratoriet för molekylär neurobiologi och biofysik. Där började han arbeta med kaliumkanalens struktur. Dessa kanaler är särskilt viktiga för nervsystemet och hjärtat. Kanalerna gör det möjligt för kaliumjoner att passera cellmembranet.
Vetenskapliga bidrag
Kaliumkanaler uppvisar en till synes märklig aktivitet: de tillåter passage av kaliumjoner, medan de inte tillåter passage av de mycket mindre natriumjonerna. Före MacKinnons arbete förblev den detaljerade molekylära arkitekturen hos kaliumkanaler och det exakta sättet på vilket de leder joner spekulativt. Trots hinder för strukturstudier av integrerade membranproteiner som hade stoppat de flesta försök i årtionden, fastställde MacKinnon och kollegor 1998 den tredimensionella molekylära strukturen hos en kaliumkanal från bakterier med hjälp av röntgenkristallografi. Med hjälp av denna struktur och andra biokemiska experiment kunde MacKinnon och hans kollegor förklara den exakta mekanism genom vilken kaliumkanalens selektivitet uppstår.
Hans prisbelönta forskning utfördes främst vid Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS) vid Cornell University och vid National Synchrotron Light Source (NSLS) vid Brookhaven National Laboratory.
Priser och utmärkelser
- 1997 - Newcomb Cleveland-priset
- 1998 - W. Alden Spencer-priset
- 1999 - Albert Lasker-priset för grundläggande medicinsk forskning
- 2000 - Invald i USA:s nationella vetenskapsakademi
- 2000 - Rosenstielpriset
- 2001 - Internationellt pris från Gairdner Foundation
- 2003 - Louisa Gross Horwitz-priset från Columbia University
- 2003 - Nobelpriset i kemi
Sök