Роджер Корнберг

Роджер Дэвид Корнберг (англ. Roger David Kornberg; род. 24 апреля 1947, Сент-Луис, Миссури, США) — американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по химии 2006 года. Премия присуждена «за исследование молекулярных основ эукариотической транскрипции». Профессор структурной биологии Медицинской школы Стэнфордского университета. Сын нобелевского лауреата Артура Корнберга.

Биография

Роджер Корнберг родился в семье биохимика Артура Корнберга (лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине 1959 года) и Сильвии Рут Леви. Вырос в Пало-Альто, Калифорния. Окончил Гарвардский университет со степенью бакалавра (1967). В 1972 году получил степень доктора философии (PhD) по химии в Стэнфордском университете, защитив диссертацию под руководством Гордона Хаммеса.

С 1972 по 1975 год работал постдокторантом в Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований (MRC) в Кембридже (Великобритания) под руководством Аарона Клуга и Фрэнсиса Крика. В 1976 году начал самостоятельную научную карьеру в Гарвардской медицинской школе, где занимал должность доцента. С 1978 года работает в Стэнфордском университете: сначала доцентом, с 1984 года — профессором кафедры структурной биологии. В 2006 году возглавил кафедру структурной биологии имени миссис Джордж А. Уинзер.

Научная работа

Основные исследования Роджера Корнберга посвящены механизмам транскрипции — процесса синтеза РНК на матрице ДНК. В отличие от прокариотических организмов, у эукариот (включая человека) транскрипция осуществляется тремя различными РНК-полимеразами и требует участия множества вспомогательных белков — факторов транскрипции.

Структура РНК-полимеразы II

Ключевым достижением Корнберга стало определение трёхмерной структуры РНК-полимеразы II — фермента, ответственного за синтез матричных РНК (мРНК) у эукариот. В 2000 году его группа опубликовала в журнале Science первую кристаллическую структуру РНК-полимеразы II дрожжей Saccharomyces cerevisiae с разрешением 3,3 ангстрема. Эта работа позволила визуализировать активный центр фермента, каналы для входа нуклеотидов и выхода РНК, а также механизм движения фермента вдоль ДНК.

В последующих работах Корнберг и его коллеги получили структуры комплексов РНК-полимеразы II с факторами транскрипции, в том числе с комплексом TFIIB, TFIIE, TFIIF и TFIIH. Эти структуры показали, как факторы транскрипции распознают промоторы генов и инициируют синтез РНК.

Механизм элонгации транскрипции

Корнберг экспериментально доказал, что РНК-полимераза II движется по ДНК не непрерывно, а дискретными шагами, каждый из которых соответствует присоединению одного нуклеотида. Он также выявил механизм коррекции ошибок: при неправильном включении нуклеотида фермент может отступить назад (ретро-транслокация) и удалить ошибочный фрагмент.

Открытие «гистонового кода»

В 1990-х годах группа Корнберга обнаружила, что модификации гистонов — белков, упаковывающих ДНК в хромосомах — регулируют доступность генов для транскрипции. В частности, было показано, что ацетилирование гистонов ослабляет их связь с ДНК и способствует активации транскрипции, тогда как деацетилирование приводит к репрессии генов. Это открытие легло в основу концепции «гистонового кода», которая впоследствии стала важной частью эпигенетики.

Структура нуклеосомы

В 1997 году Корнберг совместно с Тимоти Ричмондом опубликовал в журнале Nature кристаллическую структуру нуклеосомы — фундаментальной единицы хроматина. Эта работа показала, как ДНК оборачивается вокруг гистонового октамера, и как модификации гистонов могут влиять на упаковку ДНК.

Нобелевская премия

В 2006 году Роджер Корнберг был удостоен Нобелевской премии по химии «за исследование молекулярных основ эукариотической транскрипции». В официальном пресс-релизе Нобелевского комитета отмечалось, что его работа «имеет фундаментальное значение для понимания того, как генетическая информация считывается и используется клетками». Корнберг стал шестым лауреатом Нобелевской премии из семьи Корнбергов: его отец Артур Корнберг получил премию в 1959 году, а его дядя (брат матери) — Джеймс Уотсон — в 1962 году (за открытие структуры ДНК).

Награды и признание

• Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (2006, совместно с Робертом Редером и Томасом Чеком)
• Нобелевская премия по химии (2006)
• Член Национальной академии наук США (1993)
• Член Американской академии искусств и наук (2003)
• Иностранный член Лондонского королевского общества (2009)
• Почётный доктор ряда университетов, включая Еврейский университет в Иерусалиме и Университет Хельсинки

Личная жизнь

Роджер Корнберг женат на Яэль Корнберг (урождённой Шапиро), биохимике из Израиля. У пары трое детей. В свободное время Корнберг увлекается плаванием и игрой на фортепиано.

Критика и дискуссии

В научном сообществе работы Корнберга получили широкое признание, однако некоторые аспекты его интерпретации механизма транскрипции остаются предметом дискуссий. В частности, обсуждается роль конформационных изменений РНК-полимеразы II в процессе инициации и элонгации. Также критике подвергалась его гипотеза о том, что все эукариотические РНК-полимеразы имеют общий механизм действия, несмотря на различия в их структуре.

Источники

• Science 2000, 288 (5466): 640–649. «Structure of the RNA polymerase II of yeast at 3.3 Å resolution»
• Nature 1997, 389 (6648): 251–260. «Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 Å resolution»
• Нобелевская лекция Роджера Корнберга, 2006. «The molecular basis of eukaryotic transcription»
• Annual Review of Biochemistry 2007, 76: 1–22. «The molecular basis of eukaryotic transcription: a personal perspective»
• Cell 2001, 104 (3): 327–330. «Histone acetylation and transcriptional regulation»