Sidney Altman — Nobelpristagare för RNA:s katalytiska egenskaper

Sidney Altman — Nobelprisbelönad forskare som avslöjade RNA:s katalytiska kraft i ribozymet RNase P. Hans banbrytande upptäckt förändrade synen på enzym och genreglering.

Sidney Altman (född 7 maj 1939) är en kanadensisk-amerikansk molekylärbiolog och professor i molekylär-, cell- och utvecklingsbiologi samt kemi vid Yale University. År 1989 delade han Nobelpriset i kemi med Thomas Cech för deras upptäckter rörande RNA:s katalytiska egenskaper. Altman är av judisk härkomst.

Vetenskapligt bidrag: RNase P och katalytiskt RNA

Altman belönades med Nobelpriset främst för sin analys av katalytiska egenskaper hos ribozymet RNase P (RNas P). RNase P är en ribonukleoprotein — en komplex bestående av både RNA och protein — vars biologiska funktion är att bearbeta förstadier till tRNA genom att klyva bort 5'-leadersekvensen och därigenom producera moget tRNA, vilket är nödvändigt för korrekt translation i cellen.

Vid tiden för Altmans arbete var den dominerande uppfattningen att endast proteiner fungerade som enzymer i levande celler. Genom noggrant utformade in vitro-experiment där RNase P-komplexet separerades i sina beståndsdelar och återuppbyggdes visade Altman och hans grupp att den RNA-komponenten i bakterieformen av RNase P i sig var tillräcklig för den observerade katalytiska aktiviteten. Detta demonstrerades bland annat genom att den isolerade RNA-komponenten ensam kunde klyva pre-tRNA under lämpliga joniska och temperaturförhållanden.

Upptäckten visade att RNA inte bara bär genetisk information utan också kan anta tredimensionella strukturer som möjliggör katalys. Denna observation lade viktiga grunder för idén om ett tidigt "RNA-värld", där RNA både kunde lagra information och katalysera kemiska reaktioner innan proteiner blev dominerande katalysatorer i evolutionens tidiga skeden.

Metodik och mekanistiska insikter

Altmans grupp använde biokemiska metoder såsom in vitro-återuppbyggnad, klyvningsassays med förstadier till tRNA samt mutagenes för att lokalisera viktiga regioner i RNA:t. Studierna visade också att katalysen ofta kräver divalenta katjoner (t.ex. Mg2+) som hjälper till att stabilisera RNA-struktur och övergångstillstånd. Senare strukturella och biofysiska studier har fortsatt att klargöra hur RNA- och proteinkomponenterna samverkar i RNase P och andra ribozymer.

Betydelse och vidare konsekvenser

Altmans arbete, i kombination med Thomas Cechs upptäckt av självspjälkande introner, förändrade synen på katalys i biologiska system och öppnade ett helt nytt forskningsfält kring ribozymer. Upptäckterna har haft stor betydelse för grundläggande molekylärbiologi och för teorier om livets ursprung. De ledde också till tillämpningar inom bioteknik och molekylär medicin, där syntetiska ribozymer och RNA-baserade verktyg används för att manipulera genuttryck och designa nya molekylära system.

Skillnader mellan organismer och senare forskning

Även om RNase P finns i alla tre livets domäner, visade Altmans senare arbete och efterföljande studier att det finns viktiga skillnader mellan bakterier och eukaryoter. I många eukaryota organismer är proteinsubenheterna i RNase P mer betydelsefulla för dess katalytiska aktivitet än i bakterier, där RNA-komponenten ensam kan vara katalytiskt aktiv under vissa förhållanden. Moderna strukturella studier har belyst hur protein- och RNA-delarna kompletterar varandra för att ge komplexet stabilitet och specificitet.

Karriär, erkännanden och arv

Utöver Nobelpriset har Altmans arbete lett till omfattande erkännande inom det vetenskapliga samfundet. Hans upptäckter har påverkat generationer av forskare och fortsatt forskning inom RNA-biologi, inklusive upptäckten av många andra typer av katalytiskt RNA. Altmans insatser bidrar fortfarande till förståelsen av cellulära processer och informerar utvecklingen av nya bioteknologiska metoder.

Sammanfattningsvis var Sidney Altmans experimentella demonstration av att RNA kan fungera som en katalysator ett paradigmskifte inom molekylärbiologin — en upptäckt med både stor teoretisk betydelse och långsiktiga praktiska konsekvenser.

Frågor och svar

Fråga: Vem var Sidney Altman?

F: När föddes han?

F: När gick han bort?

F: Vad vann Altman Nobelpriset för?

F: Vilken är Altmans etniska bakgrund?

F: Var undervisade han?

Sök med bokstav