Jeffrey C. Hall

Jeffrey C. Hall
Jeffrey C. Hall vid Nobelprisets presskonferens i Stockholm, december 2017
Född	Jeffrey Connor Hall ( 1945-05-03 ) 3 maj 1945 New York City , USA
Utbildning	Amherst College ( BA ) University of Washington, Seattle ( MS , PhD )
Känd för	Kloning av periodgenen
Utmärkelser	Genetics Society of America Medal (2003) Gruber-priset i neurovetenskap (2009) Louisa Gross Horwitz-priset (2011) Gairdner Foundation International Award (2012) Shaw-priset (2013) Wiley-priset (2013) Nobelpriset i fysiologi eller medicin (2017)
Vetenskaplig karriär
Fält	Genetik
institutioner	Brandeis University University of Maine
Doktorand rådgivare	Lawrence Sandler
Andra akademiska rådgivare	Seymour Benzer , Herschel L. Roman

Jeffrey Connor Hall (född 3 maj 1945) är en amerikansk genetiker och kronobiolog . Hall är professor emeritus i biologi vid Brandeis University och är för närvarande bosatt i Cambridge, Maine.

Hall tillbringade sin karriär med att undersöka den neurologiska komponenten av fluguppvaktning och beteenderytmer. Genom sin forskning om neurologin och beteendet hos Drosophila melanogaster , avslöjade Hall viktiga mekanismer för dygnsklockorna och kastade ljus över grunderna för sexuell differentiering i nervsystemet. Han valdes in i National Academy of Sciences för sitt revolutionerande arbete inom kronobiologi och nominerades till T. Washington Fellows

tilldelades han tillsammans med Michael W. Young och Michael Rosbash 2017 års Nobelpris i fysiologi eller medicin "för deras upptäckter av molekylära mekanismer som styr dygnsrytmen".

Liv

tidigt liv och utbildning

Jeffrey Hall föddes i Brooklyn, New York och växte upp i förorterna till Washington DC, medan hans far arbetade som reporter för Associated Press, som bevakade den amerikanska senaten. Halls far, Joseph W. Hall, påverkade honom mycket, särskilt genom att uppmuntra Hall att hålla sig uppdaterad om de senaste händelserna i dagstidningen. Hall gick på Walter Johnson High School i Bethesda, Maryland, och tog examen 1963. Som en bra gymnasieelev planerade Hall att göra en karriär inom medicin. Hall började ta en kandidatexamen vid Amherst College 1963. Men under sin tid som student fann Hall sin passion inom biologi. För sitt seniorprojekt, för att få erfarenhet av formell forskning, började Hall arbeta med Philip Ives. Hall rapporterade att Ives var en av de mest inflytelserika personer han mötte under sina uppväxtår. Hall blev fascinerad av studiet av Drosophila när han arbetade i Ives labb, en passion som har genomsyrat hans forskning. Under överinseende av Ives studerade Hall rekombination och translokationsinduktion i Drosophila . Framgången med Halls forskningsverksamhet fick avdelningsfakulteten att rekommendera Hall att fortsätta forskarskolan vid University of Washington i Seattle, där en hel avdelning ägnades åt genetik.

Tidig akademisk karriär

Hall började arbeta i Lawrence Sandlers laboratorium under forskarskolan 1967. Hall arbetade med Sandler på att analysera åldersberoende enzymförändringar i Drosophila , med en koncentration på den genetiska kontrollen av kromosombeteende i meios . Hershel Roman uppmuntrade Hall att fortsätta postdoktoralt arbete med Seymour Benzer , en pionjär inom framåtgenetik, vid California Institute of Technology. I en intervju betraktade Hall Roman som en inflytelserik figur i sin tidiga karriär för Roman främjade kamratskap i laboratoriet och vägledde nyblivna yrkesverksamma. Efter att ha avslutat sitt doktorandarbete gick Hall med i Benzers laboratorium 1971. I Benzers labb arbetade Hall med Doug Kankel som lärde Hall om Drosophila neuroanatomi och neurokemi. Även om Hall och Kankel gjorde stora framsteg i två projekt, lämnade Hall Benzers laboratorium innan han publicerade resultat. Under Halls tredje år som postdoktor kontaktade Roman Hall angående fakultetstjänster som Roman hade förespråkat för Hall. Hall började på Brandeis University som biträdande professor i biologi 1974. Han är känd för sin excentriska föreläsningsstil.

Akademiska motgångar

Under sin tid som arbetar inom kronobiologin mötte Hall många utmaningar när han försökte fastställa sina resultat. Specifikt var hans genetiska inställning till biologiska klockor (se periodgenavsnittet) inte lätt accepterad av mer traditionella kronobiologer. När han utförde sin forskning om just detta ämne, mötte Hall skepsis när han försökte fastställa vikten av en sekvens av aminosyror som han isolerade. Under arbetet med detta projekt var den enda andra forskaren som arbetade med ett liknande projekt Michael Young .

Hall mötte inte bara hinder när han försökte etablera sitt eget arbete, utan tyckte också att politiken för forskningsfinansiering var frustrerande. I själva verket är dessa utmaningar en av de främsta anledningarna till att han lämnade fältet. Han ansåg att biologins hierarki och inträdesförväntningar hindrar forskare från att bedriva den forskning de önskar. Hall ansåg att fokus borde ligga på individens forskning; Finansiering bör inte vara en begränsande faktor för forskaren, utan istället ge dem flexibilitet att driva nya intressen och hypoteser. Hall uttryckte att han älskar sin forskning och flyger, men känner ändå att byråkratin som var inblandad i processen hindrade honom från att briljera och ta nya framsteg på området.

Drosophila uppvaktningsbeteende

Halls arbete med Drosophila uppvaktningsbeteende började som ett samarbete med Kankel för att korrelera uppvaktningsbeteenden med genetiskt sex i olika regioner av nervsystemet med hjälp av fruktflugsexmosaiker under de sista månaderna av hans postdoktorala år i Benzers laboratorium. Detta arbete utlöste hans intresse för neurogenetiken av Drosophila- uppvaktning och ledde honom till den efterföljande karriärvägen för undersökning av Drosophila -uppvaktning.

Upptäckt av tidsanslutning

I slutet av 1970-talet, genom ett samarbete med Florian von Schilcher, identifierade Hall framgångsrikt nervsystemets regioner i Drosophila som bidrog till regleringen av mäns uppvaktningssånger. Hall insåg från denna studie att uppvaktningssångbeteende var en av de elegant kvantifierbara egenskaperna hos uppvaktning och bestämde sig för att studera detta ämne ytterligare. I den efterföljande forskningen med en postdoktor i hans labb, Bambos Kyriacou, upptäckte Hall att Drosophila uppvaktningssång producerades rytmiskt med en normal period på cirka en minut.

Att misstänka att periodmutationen för onormala sömn-vakna cykler – genererad av Ron Konopka i slutet av 1960-talet – kan också förändra uppvaktningssångscykler, testade Hall och Kyriacou effekten av mutationer under perioden på uppvaktningssång. De fann att periodmutationer påverkade uppvaktningssången på samma sätt som de ändrade dygnsrytmerna. per ^s allel producerade en kortare (cirka 40 sekunder) svängning, per ^l allel producerade en längre (cirka 76 sekunder) svängning och per ^o producerade en låt som inte hade någon regelbunden svängning.

Neurogenetik

I sin forskning fokuserade Hall främst på flugor med den fruktlösa genen, som han började studera under sina postdoktorala år. Den fruktlösa (fru) mutanten var beteendemässigt steril. Dessutom uppvaktade de urskillningslöst både honor och hanar, men försökte inte para sig med någon av dem. Detta beteende identifierades på 1960-talet, men det hade försummats tills Halls grupp började undersöka ämnet ytterligare. I mitten av 1990-talet, genom ett samarbete med Bruce Baker vid Stanford University och Barbara Taylor vid Stanford University, klonades Hall framgångsrikt fruktlöst . Genom efterföljande forskning med den klonade fruktlösa bekräftade Hall den tidigare misstänkta rollen av fruktlös som huvudregulatorgenen för uppvaktning. Genom att undersöka flera fru- mutationer upptäckte Hall att män uppvaktade lite eller inget mot kvinnor, misslyckades med att producera pulssångskomponenten i uppvaktningssång, försökte aldrig para sig och uppvisade ökad frieri mellan män i frånvaro av Fru M- ^proteiner .

Dygnsrytm av periodgen och protein

Hall arbetade främst med Drosophila för att studera mekanismen för dygnsrytmer . Istället för att använda den mer traditionella metoden för att mäta eclosion , mätte Hall rörelseaktiviteten hos Drosophila för att observera dygnsrytmer.

Upptäckten av PER-proteins självreglering

1990, i samarbete med Michael Rosbash och Paul Hardin, upptäckte Hall att Periodproteinet (PER) spelade en roll för att undertrycka sin egen transkription. Medan den exakta rollen för PER var okänd kunde Hall, Rosbash och Hardin utveckla en negativ transkriptions-översättningsåterkopplingsmodell ( TTFL ) som fungerar som en central mekanism för dygnsklockan i Drosophila . I denna ursprungliga modell ledde per uttryck till en ökning av PER. Efter en viss koncentration av PER minskade uttrycket av per , vilket fick PER-nivåerna att minska, vilket återigen gjorde att per kunde uttryckas.

Upptäckt av synkronisering mellan celler

1997 var Hall en del av gruppen med Susan Renn, Jae Park, Michael Rosbash och Paul Taghert som upptäckte gener som är en del av TTFL uttrycks i celler i hela kroppen. Trots att dessa gener identifierades som nödvändiga gener för dygnsklockan, fanns det en mängd olika nivåer av uttryck i olika delar av kroppen; denna variation observerades på cellnivå. Hall lyckades få med sig separata vävnader till olika ljus-mörker-cykler samtidigt. Hall upptäckte inte elementet som synkroniserar celler förrän 2003. Han fann att pigmentdispergerande faktor (PDF) hjälper till att kontrollera dygnsrytmen, och i sin tur rörelseaktiviteten, av dessa gener i celler. Detta var lokaliserat till små ventrala laterala neuroner (sLN _vs ) i Drosophila-hjärnan. Från dessa data drog Hall slutsatsen att sLN _vs fungerar som den primära oscillatorn i Drosophila och PDF möjliggör synkronisering mellan celler. Han tilldelades 2017 Nobelpriset i medicin eller fysiologi.

Förfining av transkriptions-översättningsmodellen för negativ återkopplingsslinga

1998 bidrog Hall till två upptäckter i Drosophila som förfinade TTFL-modellen. Den första upptäckten involverade rollen Cryptochrome (CRY) spelar i entrainment. Hall fann att CRY är en nyckelfotoreceptor för både entrainment och reglering av rörelseaktivitet. Han antog att CRY kanske inte bara är en input till det cirkadiska systemet, utan också en roll som en pacemaker själv. Samma år upptäckte Hall hur Drosophila per och tidlösa ( tim ) cirkadiska gener reglerades. Hall upptäckte att CLOCK and Cycle (CYC) proteiner bildar en heterodimer via PAS-domänen . Efter dimerisering binder de två proteinerna till E-box- promotorelementet i de två generna via bHLH -domänen för att inducera uttryck av per- och tim -mRNA.

externa länkar

• Intervju med Jeffrey C. Hall och Michael Rosbash
•    Hardin, Paul E.; Hall, Jeffrey C.; Rosbash, Michael (8 februari 1990). "Feedback av Drosophila period-genprodukten om dygnscykling av dess budbärar-RNA-nivåer". Naturen . 343 (6258): 536–540. Bibcode : 1990 Natur.343..536H . doi : 10.1038/343536a0 . PMID 2105471 . S2CID 4311836 .
•    Renn, SC; Park, JH; Rosbash, M; Hall, JC; Taghert, PH (december 1999). "En pdf-neuropeptidgenmutation och ablation av PDF-neuroner orsakar var och en allvarliga abnormiteter av beteendemässiga dygnsrytmer i Drosophila" . Cell . 99 (7): 791–802. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81676-1 . PMID 10619432 . S2CID 62796150 .
• Jeffrey C. Hall på Nobelprize.org inklusive Nobelföreläsningen 7 december 2017 The Little Flies: Multifaceted Basic Research Coming Out Better than Intended