Karissa Sanbonmatsu

Karissa Y. Sanbonmatsu
Alma mater	Columbia University University of Colorado Boulder University of Cambridge
Känd för	Strukturbiologi Första simuleringen av ribosomen Simulering av första miljonatomer Första simulering av en gen Simulering av första miljardatomer Första strukturstudie av en lncRNA Quasilinear-Zakharov-modellering
Utmärkelser	Presidential Early Career Award för vetenskapsmän och ingenjörer American Physical Society Fellow Pembroke College Stokes Society Scientific Lecture Competition
Vetenskaplig karriär
institutioner	Los Alamos National Laboratory New Mexico Consortium
Avhandling	Konkurrens mellan Langmuir våg-våg och våg-partikel interaktioner i norrskenets jonosfär
Doktorandrådgivare	Martin V. Goldman

Karissa Y. Sanbonmatsu är en amerikansk strukturbiolog vid Los Alamos National Laboratory . Hon arbetar med mekanismen för icke-kodande RNA-komplex inklusive ribosomen , riboswitch , långa icke-kodande RNA, såväl som kromatin. Hon var den första som utförde en atomistisk simulering av ribosomen , bestämde den sekundära strukturen för ett intakt lncRNA och publicerade en simulering av en miljard atomer av ett biomolekylärt komplex.

Utbildning och tidig karriär

Sanbonmatsu föddes i Rochester, New York , dotter till Joan Loveridge-Sanbonmatsu och Akira Loveridge-Sanbonmatsu, som båda är professorer i talkommunikation vid State University of New York . Hon deltog i Oswego högstadium och var valedictorian . Hon vann Pembroke College Stokes Society Scientific Lecture Competition vid University of Cambridge. Sanbonmatsu studerade fysik vid Columbia University , där hon använde Very Large Array-radioteleskopet för att uppskatta avståndet till supernovaresten G27.4+0.0 och dess centrala röntgenkälla, som nu är känd för att vara en magnetar. Karissas tidiga forskning var i plasmafysik . Hon tog sin doktorsexamen i astrofysiska vetenskaper vid University of Colorado Boulder under Martin V. Goldman (en student till Donald F. Dubois). Hennes avhandling innebar analytiska behandlingar av icke-linjära våg-våg-interaktioner i plasma, vilket belyser konkurrensen mellan Langmuir våg-våg och våg-partikel effekter i norrskenets jonosfär. 1997, efter att ha tagit sin doktorsexamen, gick Sanbonmatsu med i Los Alamos National Laboratory som postdoktor under Donald F. Dubois (en student till Murray Gell-Mann ), och bestämde effekten av kinetiska processer på Langmuir-vågor i plasma. Hon blev intresserad av vad som skiljer liv från materia. 2002 byggde Los Alamos Q-machine , en av världens snabbaste superdatorer . Q -maskinen gjorde det möjligt för Sanbonmatsu att köra världens största simulering inom biologi, och publicerade den första simuleringen av ribosomen 2005, där hon identifierade ribosomens "boendekorridor".

Forskning

Sanbonmatsu-laboratoriet vid Los Alamos National Laboratory grundades 2001. De använder en mängd olika våtlabb- och beräkningstekniker för att studera ribosomer, långa icke-kodande RNA (lncRNA), riboswitches och kromatin. År 2005 tilldelades Sanbonmatsu Presidential Early Career Award för vetenskapsmän och ingenjörer . Vid den tiden epigenetiken utvecklas och Sanbonmatsu insåg att RNA kunde vara involverat i hur gener slås på och av.

Med början 2009 började Sanbonmatsu-labbet släppa programvaran Phenix/cryo_fit i samarbete med många andra. Byggd kring konceptet med naturlig kontaktpotential gör det att proteinsekvenser kan anpassas till den 3D-proteinformdensitet som bestäms av kryoelektronmikroskopi . När cryo-EM passerade röntgenkristallografi som den mest använda metoden för att bestämma proteinstruktur, publicerade labbet 20 artiklar på 10 år som implementerade olika programvaruversioner, många citerade hundratals gånger vardera. Programvaran användes för att bestämma strukturen av spikprotein från Coronavirus och dess interaktion med mänskligt ACE-2 för att orsaka infektion.

Sanbonmatsu har också varit en ledande figur i strukturella studier av långa icke-kodande RNA inom epigenetik. Hon studerade COOLAIR , en RNA- sträcka som styr växternas timing och blomning. Det fungerar genom att kontrollera de interna triggers som säger åt en växt att sluta blomma, vilka fungerar i kombination med ett repressorprotein som kallas Flowering Locus C . När Sanbonmatsu studerade RNA -strukturen hittade hon egenskaper som liknar ribosomer . 2012 var hennes grupp först med att beskriva den sekundära strukturen i ett lncRNA ; steroidhormonreceptoraktivatorn ( SRA ) . Hon fortsatte med att titta på hur strukturen av RNA påverkade en cells öde. Hon använder illumina färgämnessekvensering för SHAPE-sondering med hög genomströmning .

Den första miljardatomsimuleringen av en hel gen (GATA4).

Hon utvecklar datorsimuleringar för att förstå tRNA- translokation, genom att kombinera fluorescens av en enda molekyl med kryogen elektronmikroskopi . Ribosomer genomgår en dramatisk förändring i struktur när överförings-RNA passerar igenom, och detta simulerades beräkningsmässigt av Sanbonmatsu. Sanbonmatsu har också skrivit om gynandromorfism och hur DNA påverkar hormoner , men hormon kan omprogrammera DNA . Hon valdes till Fellow i American Physical Society 2012. Senast satte hennes grupp rekordet för världens största publicerade biomolekylära simulering med en miljard atomer, den första simuleringen av en hel gen .

Offentligt engagemang

Hon beskrev sitt arbete med epigenetik och kom ut som transperson i en TEDxTalk 2014 . Sanbonmatsu höll ett TED-föredrag på TEDWomen om The biology of gender, from DNA to the brain, i november 2018. I föredraget behandlade hon epigenetik , hur DNA kan förändras på grund av trauma och kost och hur hennes könsövergång fick henne att studera epigenetiks roll i könsidentitet. Sanbonmatsu har suttit i styrelsen för Equality New Mexico .

externa länkar

TED Talk - Genusbiologin, från DNA till hjärnan