Jeffery Taubenberger

Jeffery K. Taubenberger (född 1961 i Landstuhl , Tyskland ) är en amerikansk virolog . Tillsammans med Ann Reid var han den första att sekvensera genomet av influensaviruset som orsakade pandemin av spanska sjukan 1918 . Han är chef för sektionen för viral patogenes och evolution, Laboratory of Infectious Diseases, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health . Taubenbergers laboratorium studerar ett antal virus, inklusive influensa A- virus (IAV), som är de patogener som orsakar årliga influensaepidemier och har orsakat periodiska pandemier, såsom utbrottet 1968 som dödade uppskattningsvis en miljon människor. Hans forskning syftar till att informera folkhälsostrategier om flera viktiga aspekter av influensa: säsongsinfluensa; fågelinfluensan , som cirkulerar bland fåglar och har infekterat människor tidigare; svininfluensa , som cirkulerar bland grisar och har infekterat människor tidigare; och pandemisk influensa, som kan uppstå från många källor och sprids snabbt eftersom människor har liten eller ingen immunitet mot det.

Träning

Taubenberger föddes i Tyskland, den tredje sonen till en arméofficer. När han var nio år flyttade han till en förort till Washington, DC med sina föräldrar efter att hans far var utstationerad vid Pentagon. Han avslutade en kombinerad MD (1986) och Ph.D. (1987) vid Medical College of Virginia i Richmond i en kurs utformad för studenter som ville följa en karriär inom medicinsk forskning. För sin avhandling studerade han hur stamceller i benmärgen differentierar sig till de mogna cellerna i det vita blodkroppssystemet. 1988 började han en utbildning för att bli patolog vid National Cancer Institute of the National Institutes of Health . 1993 rekryterades han för att starta ett nytt labb vid Armed Forces Institute of Pathology (AFIP) för att kunna tillämpa de då aktuella molekylära teknikerna på institutets patologiarbete. Efter ett år befordrades han till chef för avdelningen för molekylär patologi. Detta inkluderade ett forskningslabb, där han var fri att driva frågor om grundläggande vetenskap.

AFIP var en av mer än ett dussin hyresgästanläggningar belägna på campus för Walter Reed Army Medical Center i nordöstra Washington, så dess chef rapporterade till kirurggeneralen i armén och inte till befälhavaren vid Walter Reed. Det hade ursprungligen etablerats av en general från inbördeskriget som Army Medical Museum 1862 för att bekämpa "slagfältets sjukdomar". Innan AFIP stängdes 2011 som ett resultat av 2005 års Base Realignment and Closure Act, agerade patologiavdelningen större delen av sin tid som konsult och gav andra utlåtanden gratis till militären och mot en avgift till civila läkare. Den hanterade tiotusentals ärenden årligen under förutsättning att den kan behålla ett representativt urval från alla fall. På så sätt hade man samlat in vävnadsprover på cirka 2 600 000 personer från kirurgiskt och obduktionsmaterial, mestadels i form av tärningsstora vävnadsbitar fixerade i formalin och inbäddade i vaxblock av paraffin .

En delfinsjukdom

AFIP arbetade också med veterinära sjukdomar. Vintern 1987 dog hälften av populationen av delfiner med flasknos längs Atlantkusten i USA av en mystisk sjukdom. Från prover tagna från ursköljda delfiner misstänkte en veterinärpatolog vid AFIP en virusinfektion. 1991 Albert Osterhaus isolera ett morbillivirus från delfiner som föll offer för en liknande sjukdom i Medelhavet, men proverna från den första döden ansågs vara för nedbrutna för att isolera några virus. Ändå ombads Taubenberger att prova.

I slutet av 1980-talet hade Kary Mullis hittat ett sätt att duplicera DNA- strängar med en teknik som kallas Polymerase Chain Reaction ( PCR). Med denna metod lyckades molekylärbiologen Amy Krafft så småningom isolera fragment av morbillivirus- RNA . Här fulländade teamet teknikerna för att extrahera RNA genom PCR från mycket nedbruten vävnad (om du ger dig ut med en antisens-RNA-sträng – som är fallet med influensa eller morbillivirus – måste du först kopiera tillbaka den till en sense-DNA-sträng ).

På jakt efter 1918 års spanska influensavirus

Av rädsla för statliga nedskärningar letade Taubenberger efter en tillämpning av PCR till det enorma lagret av vävnadsprover på AFIP. Han bestämde sig så småningom med att hitta rester av influensaviruset, som orsakade 1918 års "spanska sjuka". Lagret lagrade vaxblock från sjuttiosju soldater, som hade dött i pandemin. Taubenbergers team sökte efter prover av offer som hade dukat under för den initiala virusinfektionen och inte den efterföljande bakteriella lunginflammationen. Sju prover verkade lovande.

Genomet av influensaviruset inkluderar cirka 13 000 baspar, som hade sönderfallit i bitar så små som 100 baspar. För att PCR ska fungera primrar konstrueras, dvs en kort bit DNA med spegelsekvenser av sekvensen vid fragmentets två ändpunkter. De binder till fragmentet och med hjälp av ett polymeras tillsätts baser mellan primrarna för att göra en kopia. De miljontals kopiorna av gensegmentet märks med en radioaktiv sond när de tillverkas. De kan sedan separeras på en tunn gel genom att leda en elektrisk ström över gelén. De radioaktiva etiketterna skapar ett svart märke på en röntgenfilm som sätts över gelén.

Från serumtester av personer som bevittnat spanska sjukan var det känt att viruset måste tillhöra subtypen H1N1. Teamet tittade på alla tillgängliga sekvenser av influensagener av denna subtyp för att ta reda på om det fanns några delar av en given gen som var praktiskt taget identiska. Dessa förvandlades till primers. Det första syftet var att klargöra om några fragment av influensaviruset överhuvudtaget fanns kvar i vävnadsproven. Laboratoriearbetet gjordes till största delen av Ann Reid och i mer än ett år hittade hon ingenting. Den 23 juli 1996 fick Amy Krafft, som hon hade vänt sig till för att få hjälp, ett positivt resultat på ett fall från 1957 års influensapandemin. Den framgången ledde till att Reid testade fler fall från 1918, med en eventuell positiv signal från vävnad som tillhörde en armésoldat vid namn Roscoe Vaughan, som hade dött den 26 september 1918 i Camp Jackson, South Carolina av en lunginflammation i vänster lunga. Hans högra lunga verkar ha legat några dagar efter i utvecklingen av sjukdomen, så att viruset fortfarande fanns på denna sida när han dog.

Sekvensen för en matrisgen matchade inte någon känd sekvens exakt, så att en kontaminant kunde uteslutas. Sammanlagt isolerade Taubenbergers team nio fragment av viralt RNA från fem olika gener. De bestämde sig för att skicka sin första publikation till Nature , men redaktionen avvisade tidningen utan att ens skicka den till experter för referentgranskning. Vetenskapen var också skeptisk till en början, men publicerade så småningom vad som uppgick till cirka 15 procent av hemagglutiningenen såväl som små fragment av de fyra andra generna den 21 mars 1997. Sommaren 1997 hade teamet hela sekvensen av hemagglutinin. Vid denna tidpunkt uppstod problemet att de hade förbrukat hälften av den vävnad som var tillgänglig från privatpersonen Roscoe Vaughan för denna ena gen. Det verkade mest troligt att alla tio generna från 1918-viruset inte kunde sekvenseras från det tillgängliga materialet. (I september 1997 visade sig vävnad från en privatperson vid namn James Downs, som dukade under för influensa vid Camp Upton, New York, också vara positiv.)

Johan Hultin kommer in

marsuppsatsen i naturvetenskap lästes av Johan Hultin . 1951 hade patologen redan försökt isolera 1918 års influensavirus från offer, som hade begravts i Alaskas permafrost. då kallades Teller Mission hade han grävt fram kroppar men hade inte lyckats hitta några levande virus. Han avslutade aldrig sin avhandling. Nu, med PCR tillgänglig, insåg han att det var dags att försöka igen.

I juli 1997 erbjöd han Taubenberger att återvända till det som nu är Brevig, Alaska. Återigen fick han tillstånd att gräva efter offer för spanska sjukan 1918, och den här gången grävde han fram kvarlevorna av en överviktig kvinna, kanske trettio år gammal, som han döpte till "Lucy". Fettet hade skyddat hennes lungor från förfall, och han tog dem båda. Det visade sig att i Lucys fall var fragmenten ännu mindre – cirka 100 baspar jämfört med 150 i fallet med Vaughan och Downs – men nu fanns det tillräckligt med material för att sekvensera hela 1918-viruset många gånger om. Taubenberger och Reid lyckades generera en komplett hemagglutininsekvens för att bekräfta den de hade fått från Vaughan. I alla tre fallen – Vaughan, Downs och Lucy – skilde sig de 1 800 basparen bara på ett fåtal ställen. Detta var den bästa bekräftelsen på att sekvensen av hemagglutinin från 1918 faktiskt hade hittats.

I en serie artiklar publicerade teamet hela genomet av 1918 års influensavirus. Arbetet finansierades av Veteranförvaltningen och försvarsdepartementet . Fullbordandet av genomet 2005 räknades till "årets genombrott" av Science och valdes till "årets papper" av Lancet .

Underligare än fiktion

Någon gång i början av 1998 fick Taubenberger ett manuskript från en romanförfattare som nyligen hade kontaktat honom. Dr Stephen Carter hade upptäckt Taubenbergers arbete genom tidningen i Science, och han ville veta om Taubenberger skulle vara intresserad av att läsa det första utkastet till en roman där ett ambitiöst vaccinbioteknikföretag känt som Immunological Technologies återupplivar 1918 års spanska influensavirus i sekretess i sin toppmoderna anläggning i San Diego, Kalifornien. Boken hade tagit nästan tre år att forska och skriva, och Carter letade efter någon att kritisera de vetenskapliga elementen. Jeffery Taubenberger verkade vara den perfekta kandidaten.

Till Carters förvåning gick Taubenberger med på att läsa det rejäla manuskriptet trots hans arbetsbörda. Men det var inte de vetenskapliga aspekterna av berättelsen som Taubenberger reagerade starkast på, det var sjöscenerna som utspelade sig i Stilla havet. Taubenberger trodde att det fanns olösta handlingslinjer som involverade sjöfartsarbetsstyrkan som spelade en central roll i de eskalerande internationella konflikterna i boken, senare publicerad som Ninth Day Of Creation . Carter gav efter och lade till ett nytt avsnitt i boken som involverade en stridsscen mellan ett amerikanskt hangarfartyg och en avancerad kinesisk atomattackubåt.

Taubenberger gick sedan med på att bli intervjuad av Carter om hans pågående arbete med sekvenseringen av 1918 års stam. Vart skulle forskningen troligen leda, skulle 1918 års stam i slutändan rekonstrueras, och hade Taubenberger några reservationer mot att publicera gensekvenserna för en mördarstam av influensa? Intervjun genomfördes och placerades online i mars 1998 som "En intervju med Dr. Jeffery Taubenberger".

Personliga intressen

Jeffery Karl Taubenberger föddes på US Army Hospital i Landstuhl men av en tysk far och USA-född mor. Hans far Heinz Karl Taubenberger var en välkänd konståkare i sin ungdom, och var Tysklands juniormästare flera gånger både i parskridskoåkning och herrsingel i slutet av 1940-talet och början av 1950-talet.

På fritiden är Taubenberger en träblåsare – oboe, engelskt horn, klarinett; men hans intresse har främst varit komposition. 1981 skapade han sitt första opus, operetten The Wayward Prince , text med Andrew Russo. Ouvertyren framfördes av George Mason University Orchestra i juli 1982 med Taubenberger som dirigent. 1984 skrev han en "Symfoni i d-moll", från vilken han framförde två satser med Richmond Community Orchestra samma år med Taubenbergers ledning. Ytterligare arbete inkluderar två lieder för tenor och piano på dikter av Goethe (1985-6), två träblåskvintetter (1987 & 1988) och en stråkkvartett i G-dur (1990), som framfördes samma år av Columbia String Ensemble och i 1995 igen av Gallerikvartetten. Därefter kom åtta tvåstämmiga uppfinningar för solopiano (1994), en stråkkvartett i e-moll (1997) och "Daydreams", en symfonisk tondikt för stor orkester (2000). Han arbetar för närvarande med en symfoni i C-dur (sedan 2005) och en stråkkvartett i h-moll (2007). Med jobb och familjeförpliktelser får han extremt lite tid för att komponera.

Taubenberger är gift och har två barn.

Taubenberger är en andra kusin till Philadelphias tidigare borgmästarkandidat Al Taubenberger .

Källor

•   Davies, Pete (1999). Förkylning: 1918 års bortglömda tragedi och den vetenskapliga jakten på viruset som orsakade det . London: Michael Joseph. ISBN 0-7181-4349-3 .
•   Illus med bilder; Kolata, Gina Bari (2000). Influensa: historien om den stora influensapandemin 1918 och sökandet efter viruset som orsakade den . New York: Farrar Straus Giroux. ISBN 0-333-75105-1 .
• Närmar sig en mördare: Forskare låser upp ledtrådar till det spanska influensaviruset (utställning på National Museum of Health and Medicine, 1996)