חזון חלומי ל-Rbosome

Ada Yonath בצורת ביולוגיה מולקולרית על ידי פתרון המבנה האטומי של המכונה התאית המתורגמת קוד גנטי חלבונים לפני עבודתה, הריבומה הייתה קופסה שחורה - מדענים ידעו שהיא מסונתז חלבונים אבל לא הייתה דרך לראות כיצד.ההישגים הקריסטלוגרפיהיים שלה גילו את הסדר המרחבי המדויק של RNA וחלבונים, חשיפת הלב האנליטי של פתולוגיה מבנית, לפעמים, ובכך אפשרו את היסודות האנטיביוגרפיים של התפתחות אנטי-מיקרוגרפית שלה.

הצלעות עצמן הן מורכבות מולקולרית מסיבית, בערך 2.5 מגהדות בחיידקים, המורכב משני תת-קבוצות סימטריות שנעשו בעיקר RNA ribosomal (rRNA) ועשרות חלבונים.It חייב לקשור RNA שליח (mRNA), להעביר RNA (tRNA), וגורמים שונים של מודרניזציה תוך העברת צעד אחר התמליל.זה עשה את זה באופן חריג לשיטות מסורתיות של ביולוגיה מתמשכת.

החיים המוקדמים והשומרים של סקרנות מדעית

Ada Yonath נולדה בשנת 1939 בשכונת גולה בירושלים, ולאחר מכן חלק מפלסטין המנדט הבריטי אביה, רב שניהל חנות קטנה, מת כשהייתה צעירה, והותיר את אמה לתמוך במשפחה באמצעות עבודה הומנית.למרות מגבלות פיננסיות חמורות, אמו של יון, גם עודד סקרנות אינטלקטואלית ומחקה יחד כספים לרכישת ספרים, כולל עותקים של FLT:0 National National Nationalalalalphiralría נשיונל FLT, אם כי אז היא ספגה כימיה חילונית, וזכתה למתמטיקה עמוקה, היא גם היא חשפה עניין בכימיה חילונית, וזכתה למתמטיקה, וזכתה למתמטיקה, וזכתה למתמטיקה, היא גם היא , וזכתה למתמטיקה, היא תרמה, היא תרמה, וזכתה למתמטיקה עמוקה יותר, היא גם היא תרמה, וזכתה למתמטיקה, וזכתה למתמטיקה, וזכתה למתמטיקה, וזכתה להצטיין בהצטיינות, וזכתה למתמטיקה, וזכתה למתמטיקה, וזכתה להצטיין בהצטיינות, וזכתה למתמטיקה עמוקה יותר, וזכתה למתמטיקה עמוקה יותר, וזכתה למתמטיקה, וזכתה לחיקוי, היא ⁇ , היא גם היא למדה, וזכתה למתמטיקה, היא למדה, היא ⁇ , היא למדה, היא למדה, וזכתה למתמטיקה

לאחר שסיים את בית הספר התיכון, ינאט נרשמה לאוניברסיטה העברית בירושלים בתכנית קדם-רפואית. עם זאת, היא הבינה במהירות כי הזינוק שלה לא נמצא בטיפול במחלה, אלא בהבנה את עקרונות היסוד של החיים.היא עברה לכימיה, וזכתה לתואר ראשון ב-1962 ואמן בביוכימיה של מחקר קיסרי ב-1964.

בעקבות הדוקטורט שלה ב-1968, נסעה יונת' לארצות הברית לאימון פוסט-דוקטורט.היא עבדה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ולאחר מכן באוניברסיטת שיקגו תחת חתן פרס נובל ויליאם טינגקומבב, חלוץ של X-ray קריסטלוגרפיה. Lipscomb's לימדה את הטכניקות המתקדמות שלה לפתרון מבנים מולקולריים מורכבים, כולל שימוש בחישובי חישובים כבדים ופעולות טטריות אלה נתנו לחוויות אבטחה מתקדמות שלה.

שם מקור: A Molecular Beast

כשיאנית החליטה להתמקד בקריבאז בראשית שנות ה-70, היא בחרה מטרה שרוב הביולוגים המבניים שנחשבים טיפשים יותר.בשלב זה, המולקולות הגדולות ביותר שיפתרו אי פעם על ידי הקריסטלוגרפיה של רנטגן היו חלבונים קטנים כמו מינוגלובין וסליאז'ים, כל אחת רק כמה קילוודות.

שני מכשולים יסודיים עמדו בדרך.ראשון, ribosomes הם דינמיים: הם עוברים שינויים קונפורמציה משמעותיים בזמן שהם נעים לאורך mRNA ואינטראקציה עם מולקולות tRNA. גמישות זו מונעת היווצרות של מנוף גבישי קבוע.שני, גם אם גבישים יכולים להיות גדל, הגודל העצום של ribosome פירושו שנתוני דיפרציה יהיו חלשים וקשה לשלב סטנדרטיים עבור חלבונים קטנים לא יכול פשוט להיות מופחת.

(התגובה של ינון הייתה בדרך כלל ממציאה.היא טענה שאם היא תוכל להשיג ribosomes מאורגניזמים אקסטרופיליים - חיידקים ששגשגים בסביבות טמפרטורה גבוהה, חומציות או סלמון - המורכבים הארוכים שלהם עלולים להיות סחף בצורה משמעותית יותר יציבים.

אסטרטגיות Crystallization

פריצת הדרך העיקרית הגיעה כאשר ינון הציגה את הצעקות של השדה.על ידי קריסטלים מהירים קירור לטמפרטורות בכפגניות (כ-100 Kelvin), היא תפסה את הצלעות בקופסציה יציבה אחת והפחתה דרמטית של נזקי קרינה במהלך החשיפה רנטגן-ריונית.טכניקה זו, עכשיו סטנדרטית בביולוגיה מבנית, הייתה מהפכנית באותה עת.

במהלך שנות ה-80, יאנית והצוות שלה שיפרו בהדרגה את איכות הקריסטל.הם חקרו מאות תנאים, שינוי pH, כוח איטוני, סוג טרום-החל, וטמפרטורה עם הפחתת כאבים.עד סוף שנות ה-80, הם השיגו את הקריסטלים הראשונים של החוזק הגדול, אך לא יכלו לפתור את ההיקף ההנדסתי של ה-RVirvalofsomal Units:0Bacillus stmophillus, אך לא יכלו להוכיח את ההסתברות הקדומה, אך לא הייתה מוגבלת יותר, אלא גם בעיה .

קרינה סינכרון: הכלי הבלתי ניתן להשגה

ינון היה גם מאומץ מוקדם של מקורות קרינה סינכרונכרן.הדבורים העזות, הטונה רנטגן המיוצרים במתקנים כמו European Synchrotron קרינה Facility (ESRF) בגרנובל, צרפת, והמקור ה-Dyton המתקדם (APS) במעבדה הלאומית ארגונן אפשרה לה לאסוף נתונים משמעותיים של קרישה מרקמות זעירות, חלשות, שעשויות לצמצום של מספר עשורים של קרינה (Demi) ולהפחית את כמות מוגבלת של אנרגיה (Dy) ללא שימוש בתדירות גבוהה של זמן קצר של קרינה, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי לפיזור אנרגיה, אך ורק לאחר מכן, תוך כדי שימוש בגלם של מספר ימים).

מבנה פורץ דרך של 2000

באוגוסט 2000, קבוצת יונת' פרסמה את המבנה האטומי של תת-התיכון הגדולה מ-FLT:0inococcus RadioduransofLT:1 בכתב העת (FLT:2CelluaFLT 3: 3), המבנה חשף ארכיטקטורה מורכבת הנשלטת על ידי RNA ribosomal RNA, אשר סווג לתוך אתר דחוס, 000 פריך, אשר מכיל מרכז אפילפטי לחלוטין, אשר מכיל חלבון דחוס של חלבון ערפילית, אשר היה מכיל מרכז אפילפטי לחלוטין, אשר היה מכיל מרכז ערפילית לחלוטין, אשר ערפילית, כולל אטומי, אשר היה ממוקם עם חלבון ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ RNA, אשר היה ממוקם עם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ RNA ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ RNA RNA ⁇ ⁇ RNA RNA ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ RNA RNA ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ RNA

באותה שנה, נקטרמן ראמאקרישנן וקבוצתו פתרו את המבנה של ענישה קטנה של טריטוריה ribososomal מ-FLT:0 Thermus thermophilusphilusphilusphilusphilusphilusphilusphilusphilusphilusphLT:1, ותומס סטייץ פרסם את המבנה שלו של תת-המין גדול מהמאה האטומית הקודמת, היה בעל חשיבות כפולה, כמו גם הוא בעל מבנה של אטומית-ה, וניתן היה בעל-המאה כפולה, ומבנה של אטומית-ה, כמו גם הוא בעל-ממדי, בין-ממדי, וניתן היה בעל-ממדי, כמו גם הוא בעל-ממדי, בין-ממדי, בין-ממדי, בין-ממדי, בין-ממדי-ממדי-המידה-המידה-ממדי-ממדי-ממדי-ממדי-ממדית-המידה-ממדית, אשר היה בעל-ממדית, וניתן היה בעל-המידה-המידה-ממדית-ממדי-הידועים, בין-המידה-המידה-המידה-המידה-המידה-המידה-המידה-המידה-המידה-המידה

תרגום חזותי בהחלטה אטומית

המבנים של ינון כבשו את המדוייק במדינות פונקציונליות.על ידי ספוג אנטיביוטיקה לתוך הקריסטלים, היא יכלה לזהות בדיוק היכן כל תרופה קשורה וכיצד היא עיוותה את הגיאומטריה של ribosome.לדוגמה, את המאקרודלידה erythromycin הוכח כדי לקשור בכניסה של מנהרת היציאה peptide, חסימת באופן סטרקטיפטיד מן השרשרת האטומית הזאת היה קיים לפני שהמבנה האטומי האטומי האטומי האטומי הזה היה קיים.

העבודה גם שופכת אור על תהליך הדה-הת.מבנה הקטן של RNA שליח ולהעביר RNA אינטראקציה במרכז הדה-קריק, שבו בסיס ווטסון-קרי מתחבר בין ה- mRNA codon לבין האנטי-קודון של RNA הוא מעקב.מוטציות שמשנות תהליך ניטור זה יכול להוביל לשגיאות ribosomal והם קשורים עם כמה אנטיביוטיקה נגד פנוטיפ.

שינוי מחקר אנטיביוטיקה

ההשלכות המעשיות של העבודה המבנית של ינון עבור הרפואה לא יכולות להיות מוגזמות.רבים מהשיעורים החשובים ביותר של אנטיביוטיקה - מקרולידס, קווי tetracyclines, aminoglycosides, oxazolidinones, ו pleuromutilins - לכוון את החיידקים ribosome לפני המבנים האטומיים היו זמינים, תגליות סמים על בדיקות אמפיריות ו in סימטריות ו insaysenses, כמו גם אם הם לא יכולים לראות תרופות אלה.

מכניזם מפורט של פעולה

המבנים של יון ברזולוציה גבוהה סיפקו את ההשקפות המפורטות הראשונות של אינטראקציות בין סמים לבריונות.

  • (FLT:0) MacrolidesFLT:1 (למשל, אריתירומיצין, azithromycin) נקשר מנהרת היציאה peptide, חוסם פיזית את הנתיב של שרשרת פוליפפטיד הגוברת.המבנים הראו בדיוק אילו בסיסים של רנ"א יוצרים קשר עם התרופה, מסביר מדוע שינויים כימיים מסוימים משפרים או להפחית את החייב.
  • (ב) ,0) ,TetracyclinesFLT:1 (למשל, doxycycline) נקשר לצוללת הקטנה באתר A, תוך הבחנה עם לינה tRNA.המבנים חשפו רשת של אג"ח מימן ומחסנים אינטראקציות המייצבות את התרופה בכיס שנוצר על ידי rRNA.
  • (FLT:0)Aminoglycosidesphel 1 (למשל, סטרפטומוביץ', gentamicin) נקשר למרכז הניתוק של תת-קרקעית הקטנה, מעוות את הגיאומטריה שבדרך כלל מבטיחה זוג דו-טרנדון מדויק. עיוות זה גורם לעיוותים מבועתים לקרוא מRNA, לייצר חלבונים לא פונקציונליים כי להרוג את התא.
  • (ב) ⁇ :0) OxazolidinonesFLT:1 (למשל, קוזאולייד) נקשר לאתר P של תת-התיכון הגדול, בין היתר למיקומה של סוף ה-3 של RNA.המבנים הראו כי קוזאוליד תופס כיס ליד PTC חופף עם האתר המחייב של chloramicol.
  • (ב) [ה]ב"ה]"ה' [ה']'[ה]'[ה]'[ב]'[ה]'[ה]'[ב]'], [ה'[ה]']'[ה']'[ב], [ה'ו]'''''''''''''''''''''''''''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

באופן קריטי, המבנים הסבירו גם את הסלקטיביות של מינים. ribosomes Bacterial ribosomes שונים מ ribosomes eukaryotic ribosomes ברצף RNA ספציפי ורכבי חלבון.המבנים גילו כי אנטיביוטיקה רבים מנצלים את ההבדלים האלה, מחייב חזק ל-Terati rRNA חיידקי אבל גרוע ל-RRNA האנושי. הבנה זו הובילה את העיצוב של נגזרות אשר שומרות תוך מנגנוני התנגדות eva.

משבר ההתנגדות העולמי

התנגדות אנטיביוטית היא אחד האתגרים הבריאותיים הציבוריים הדוחקים ביותר של המאה ה-21. Pathogens כגון methicillin-resististant FLT:0Staphyloccus aureusFLT:1 (MRSA), Vancomycin-resistantresistant FLT:2EnterococcusFLT 3 (VRE), ו- Multidrugresistanticistantericericericericericericer (MR) LT5i-Folcotar) LT5igicer:

  1. (ב) ,0) , RNA ribosomal או חלבונים ראט (FLT:1) אשר להפחית את היעילות המחייבת של התרופה.לדוגמה, מוטציות ב-23S rRNA בעמדות A2058 או A2059 (ב-FLT:2Escherichia coliFLT 3: מספר 1 LT) מעניק התנגדות למאקרולידס על ידי שינוי כיס המחייב.
  2. (ב) שינוי אנזימים של התרופה FLT1, כגון אצטילציה, זרחן, או הזדהות, אשר מאמת את המתחם לפני שהוא מגיע לריבול.
  3. (FLT:0) משאבות של פ"ד:1 מייצאות באופן פעיל סמים מהתא, צמצום ריכוזים לאטראו-תאיים לרמות תת-קרקעיות.

המבנים של ינון אפשרו עיצוב סמים רציונלי להתגבר על כל אחד מהמנגנונים האלה.על ידי מיפוי משטחים המחייבים המדויקים, החוקרים יכולים לסנתז נגזרות כי לשמור על זיקה גם כאשר אתר היעד הוא מוטבע.ה- מאקרוlide solithromycin, למשל, נועד לשמור על מחייב ribosomes הנושא את המוטציה A2058G המשותף.

המבנים תומכים גם בעיצוב של סוכנים בעלי ספקטרום צר שממקדים פתוגנים ספציפיים תוך העטיפה של המיקרוביוטה המועילת על ידי ניצול הבדלים עדינים בין הצלעות של מינים חיידקיים שונים, החוקרים יכולים לפתח תרופות יעילות נגד פתוגנים כמו FLT:0Chlamydia trachomatisFLT:1 או FLT2: Helicobacterylreareapleyl: 3.

פרס נובל והכרה

בשנת 2009 העניקה האקדמיה המלכותית השוודית למדעים את פרס נובל לכימיה במשותף לאדה יונת, ונקסטרמן ראמאקרישנן, ותומאס סטיץ "למחקרים על המבנה והתפקוד של הצלעות" (הנריוולד) הפכה לאישה הישראלית הראשונה שזכה בפרס נובל והאשה הרביעית בהיסטוריה כדי לזכות בפרס נובל לכימיה, לאחר מארי קירי (1911), איירון (1967) ו-ג'רי (1964), פרדיס-קארתי (1948) (1948), ו-קארתי (1948) (1948), "ג'וליי (1948), "ג'וליי (1948)," (1948), "ג'וליי (1948)," (1948), "ג'וליי-קארתי, "ג'רי (1948), "ג'רי (1935)," (1935), "ג'רי (1948), "ג'ולי) (1948), "ג'רין (1935)," (1948), "ג'רי (1948)," (1948)," (1948)," (1948)," (1948), "ג'רי-" (1948), "ג'ריי-קארתי-קארתי, "ג'רי-קארתי) (1935), "ג'רין (1964) ו" (1935)

בהרצאה הנובלת שלה, ינת' עקבה אחר קשת הארוכה של המחקר שלה, מן הספקנות המוקדמת שהיא מתמודדת עם החידושים הטכניים שהפכו את המבנים לאפשריים.היא הדגישה את החשיבות של בחירת בעיה קשה, את הצורך בהתמדה דרך כישלון חוזר, ואת הערך של אסתתף קבוצה קטנה, מסורה שחתמה את החזון שלה.

הציטוט של ועדת הנובל ציין כי שלושת החניכים "הראו כיצד הפונקציות השטניות ברמה האטומית", הנחת היסוד ל"אנטיביוטיקה שיכולה להציל חיים ולהקטין את הסבל" מאז 2009, יונת' קיבלה הרבה כבוד נוסף, כולל L'Oréal-UNESCO לנשים בפרס המדע, פרס וולף לכימיה, ופול ארליך ו-V לודוויג דארמארטרמסומט'ס, כולל האקדמיה הלאומית של ישראל.

המשך המחקר והמורשת האחרונה

Ada Yonath ממשיכה לכוון את מרכז קימלמן עבור מבנה ביומולקולרי ואסיפה במכון ויצמן למדע.המחקר העכשווי שלה משתרע מעבר למבנים סטטיים שהרוויחו ממנה את פרס נובל.הפרויקטים הנוכחיים במעבדה שלה כוללים חקירה כיצד ribosomes אינטראקציה עם אנטיביוטיקה בסביבות תאיות מקומיות, בוחנת את התפקיד של heterogeneium ribosomal בתקנה גנים, ופיתוח של קריסטליזציה עבור טכניקות abrasomes amated כי הוא גם על בסיס חיידקים.

אולי המורשת התמידית ביותר של יה' היא מתודולוגית.היא הפגינה שבעיות שנחשבות "בלתי אפשריות" על ידי הקונצנזוס המדעי יכולות להיכנע לחדשנות שיטתית ולנחישות מוגזמת.הההה הוכרזה בלתי צפויות; היא התגבשה אותו.המבנה היה גדול מדי לשלב; היא פיתחה אסטרטגיות חדשות לphasing.

המהפכה הבאה במיקרוסקופיות של Cryo-electron (cryo-EM) הפכה את ⁇ המבנה העקרונית, מייצרת מודלים ליד atomic מדגימות הדורשות רק מיקרוגרם של חומר.אך המבנים המוקדמים של Yonath של X-ray נשארים תקן הזהב עבור אימות; הם סיפקו את מסגרות ההתייחסות כי שחזורים של Cryo-EM חייבים להתאים.

מדענים שאפתניים והציבור

יונה גם הפכה ליועץ בולט לחינוך מדע ולשוויון מגדרי ב- STEM. היא לעתים קרובות מספקת הרצאות פומביות שחולקים את הסיפור האישי שלה - בחורה ממשפחה נאבקת שגדלה כדי לזכות בפרס נובל - כעדות לכוח של סקרנות ועקשנות.היא מדגישה שגילוי מדעי דורש לא רק אינטליגנציה אלא גם את הנכונות להיכשל ולנסות שוב, וכי פריצות הדרך החשובות ביותר מגיעות לעתים קרובות מרדיפה אחר שאלות קשות מדי או מכדי לקחת בחשבון סיכון.

היא הייתה ידועה לגבי האחריות האתית של מדענים וקובעי מדיניות לטפל בהתנגדות אנטיביוטית.היא תומכת בשימוש באנטיביוטיקה רציונלית, רגולציה חזקה יותר של אנטיביוטיקה חקלאית, ולהגדיל את ההשקעה במחקר בסיסי שיניב את הדור הבא של האנטימיקרוביאלים.הפרספקטיבה שלה נושאת סמכות מוסרית, מושרש בידע כי מחקר בסיסי שלה תרם ישירות להצלת חיים.

פעם נראה היה מורכב באופן בלתי סביר.אדה יונת' הביט בו, ראה מכונה מסודרת, והיה לה את העקשנות לחשוף אותו.ההתגלות הצילה אינספור חיים באמצעות אנטיביוטיקה טובה יותר, ותמשיך לעורר אסטרטגיות טיפוליות חדשות במשך עשרות שנים לבוא.העבודה שלה היא תזכורת חזקה לכך שהבעיות המאתגרות ביותר במדע - אלה "קשה ביותר להתגשם" בכל מובן - הם פתרון שווה ביותר.

עוד קריאה וקריאה

[ה]הרצאת פרס נובל, המספקת סקירה נגישה של המחקר העקרוני שלה, זמינה באתר האינטרנט של פרס נובל רשמי:0Annth פרס נובלה FLT:1 [הציון הראשוני שלה 2000FLT:2Cellphaccesssome article:2Cellofloable article on the Great Microbosomal subvastation Structure, a Critical reading for a wide of ribosotic Resistance and the secretal Disputes: Aval Disputes: ALTs: ALTs of avto a ⁇ LTs: ALTs: ALT5bsp; a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇