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エリック・ウェストホフ[ 3 ]は、 1948年7月25日にベルギーのユクルで生まれたフランスの生化学者です。彼はフランス科学アカデミーの会員[4]であり、教育訓練局（DEF）の局長、および「ラ・マン・ア・ラ・パテ」財団の理事を務めています[ 5 ] 。彼はストラスブール大学分子細胞生物学研究所の構造生化学の名誉教授です[ 6 ] 。
リエージュ大学で物理科学の学士号を取得後、 1974年にリエージュ大学で博士号を取得することを目指し、EURATOMの助成金を受けてレーゲンスブルク大学（ドイツ）で研究を行った。その後、フルブライト・ヘイズ奨学金を得て、1977年までウィスコンシン大学のM・スンダラリンガム教授の研究室で研究員を務めた。EMBOの助成金により、1981年にフランスのルイ・パスツール大学（ULP-ストラスブール）に付属する国立科学研究センター分子細胞生物学研究所（IBMC-CRNS）に着任した。 1984年に研究員（CR1）の職を得て、1988年からは構造生化学の教授を務めている。2005年から2016年まで、分子細胞生物学研究所（IBMC）のCNRS研究ユニット「 RNAの構造と反応性」の所長を務め、2006年から2016年までは同研究所の所長を務めた。2003年から2007年まではルイ・パスツール大学生命科学部の研究委員会の委員長を務め、2002年から2006年までは同大学の科学評議会の選出メンバーであった。その後、研究および博士課程教育担当副学長に選出された（2007年～2008年）。アラン・ベレッツとともに、ストラスブールの3つの大学の合併に関与し、2009年から2012年までストラスブール大学の研究および博士課程教育担当副学長を務めた。
エリック・ウェストホフは、 『Nucleic Acids Research』 （OUP）の編集主幹、 『RNA journal』（CSHP）の編集者、および『 Journal of Molecular Recognition』（Wiley）の准編集者である。
彼の研究分野は核酸の構造生物学（立体化学、トポロジー、モデリング、バイオインフォマティクス）であり、特にリボ核酸分子（RNA）に関するものです。彼は核酸の結晶学的精密化とコンピュータ操作に特化したコンピュータツールを開発しました。 [ 7 ]これらは優れた3次元RNA構造につながりました。10年以上にわたり、これらのツールは多くの国の核酸結晶学者によって使用されてきました。転移RNAの構造のみが知られていた時代に、彼とフランソワ・ミシェルはグループI自己触媒イントロンのコア構造の3次元モデルを提案しました。[ 8 ] 10年 後、結晶学によってモデルのアーキテクチャが確認され、構造生物学における新しい応用の広大な分野が開かれました。他のリボザイム（B型肝炎デルタウイルス、リボヌクレアーゼP、ヘアピンリボザイム）の折り畳みも提案されています。これらの発表から数年後、独立した結晶構造によって、折り畳みと自己集合に関与する相互作用のアーキテクチャの正確さが示されました。 RNA構造モデリングにおける彼の専門知識は、いくつかのグループとの共同研究につながった。例えば、F. EcksteinとT. Tuschlと共に、蛍光データに基づいてハンマーヘッド型リボザイムの最初のモデルが作成された。[ 9 ] Kochoyan博士と共に、核磁気共鳴データからモデル化されたRNAアプタマーの最初のモデルが発表された。[ 10 ] W. FilipowiczとF. Kolbと共に、マイクロRNAの成熟を説明するDICER二本鎖RNA結合および切断モデルが発表された。[ 11 ]
結晶構造の解析と理論モデルとの比較により、RNAの折り畳みに関する予測ルールを確立することが可能になった。ネオクレス・レオンティスとともに、エリック・ウェストホフは、結晶構造の自動注釈とRNA配列の構造領域のバイオインフォマティクス研究を可能にする核酸塩基間のペアのオントロジーを提案した。[ 12 ] RNAによるこの構造バイオインフォマティクス研究により、RNAのアーキテクチャモデルを可能にする配列内の制約のセットを特定することが可能になった。配列アライメントから読み取り、コンピュータで操作できるこのルールと制約のセットにより、RNAの機能と構造進化の理解に不可欠なRNAアーキテクチャを推論することができる。
エリック・ウェストホフは、RNAの物理化学的、構造的、動的な研究を機能的、進化的側面、および治療的に関心のある分子との強力で特異的な分子間相互作用の予測にまで拡張しました。アミノグリコシド系抗生物質と真正細菌リボソームの30S粒子のA部位との間の多くの複合体の結晶構造[ 13 ]は、これらのアミノグリコシドによって誘発される結合特異性と耐性の起源を明確に示しています。最近、マラトとグラ・ユスポフおよび彼らの共同研究者とともに、GとUのペアの互変異性体によるデコードエラーの詳細な理解が実証されました。[ 14 ] [ 15 ]アンリ・グロジャンと並行して、メッセンジャーRNAとトランスファーRNAに関連するリボソーム構造に固定され、トランスファーRNAの変化の影響に関する非常に多くの観察を統合した遺伝暗号の新しい表現は、非常に興味深いものです。[ 16 ]
結晶構造とバイオインフォマティクス構造の解析に基づく他の論文は、多数の引用を生み出している。1984年、エリック・ウェストホフとマルク・ファン・レーゲンモルテルのチームは、免疫化学の中心となる相関関係を実証した。すなわち、抗原エピトープは一般的に、タンパク質の免疫原性の低い領域よりも可動性が高いということである。[ 17 ]パスカル・オーフィンガーとともに、生物学的巨大分子と核酸におけるハロゲン原子を介した結合の重要性と特異性が確立された。[ 18 ]最後に、ジェノレヴレス・コンソーシアムとともに、[ 19 ]酵母の非コードRNAをコード遺伝子に加えて注釈付けし、酵母間で比較した。
核酸の天然塩基は、少なくとも2つの水素結合を持つ多様な塩基対を形成します。これらの水素結合は、核酸の3つの端のいずれかに属する原子間で発生する可能性があります。可能な組み合わせにより、12の主要なファミリーに分類され、ワトソン・クリックファミリーはそのうちの1つです。[ 12 ]特定のファミリーでは、塩基対の一部は等立体であり、C1'炭素原子間の位置と距離が非常に似ていることを意味します。相補的な塩基間のワトソン・クリック対の等立体性は、RNAヘリックスと結果として生じるRNA二次構造（共変動）の基礎を形成します。さらに、いくつかの定義された非ワトソン・クリック塩基対のセットがRNAモジュールに組み立てられ、折り畳まれたRNAの三次構造の反復的で比較的規則的な構成要素を形成します。RNAモジュールはRNA構造に固有のものであり、したがって、RNA配列に特異的に付随する生物学的機能とは切り離されています。 RNAモジュールは、あらゆる生物界に存在し、多様な機能を持つ構造化RNAに見られます。化学的および幾何学的な制約により、ワトソン・クリック型以外の塩基対間の等立体性は制限され、その結果、RNAモジュールでは共進化（中立ネットワーク）を伴う配列保存性が高くなり、配列解析から3D情報を抽出することがより困難になります。
核酸ヘリックスは、核酸複製やリボソーム翻訳デコードなどのいくつかの生物学的プロセスで認識されます。ポリメラーゼとリボソームデコード部位では、認識はヘリックス断片のマイナーグルーブ側で起こります。代替コンフォメーション、塩基のプロトン化または互変異性体の使用の有無にかかわらず、ワトソンクリック型幾何学を持ついくつかの塩基対が形成され、安定化されます。[ 14 ]これらのワトソンクリック型幾何学を持つペアのいくつかは、相補的塩基間に形成される等立体対の数を超えて等立体性の概念を拡張します。[ 15 ]したがって、これらの観察は、複製および翻訳プロセスにおける忠実性のための相補的ワトソンクリック対の分子認識における幾何学的選択に限界と制約を設定します。[ 20 ]
mRNA デコードの基本原理は、現存するすべての生命体で保存されています。mRNA 、tRNA、rRNA間の複雑な相互作用ネットワークの統合的な見解を示します。コドン-アンチコドン三量体の固有の安定性、tRNA のアンチコドン ステム ループの空間構造、修飾ヌクレオチドの存在、コドン - アンチコドン ヘリックスにおける非ワトソン クリック ペアの発生、およびデコード部位での rRNA の塩基との相互作用です。[ 21 ]遺伝暗号表の情報豊富な代替表現を導き出します。64 個のコドンの新しい構成は、 GCリッチ 4 コドン ボックスと AU リッチ 2:2 コドンおよび 3:1 コドン ボックスの明確な分離につながるコドンの非対称分布を伴う円形です。[ 16 ]この循環デコードシステムにデータを統合する利点は、すべてのtRNA配列のバリエーションを、各生物およびアンチコドンについて、内部構造およびエネルギーの枠組み内で視覚化できることです。この新しい表現では、特にアンチコドンループの34番目と37番目の位置におけるヌクレオチド修飾の多重性と複雑さが意味のある形で分離され、AUリッチなコドン-アンチコドンペアを安定化し、スプリットコドンボックスでの誤コーディングを回避する必要性とよく相関します。この構造に基づく相互作用ネットワークは、細胞の制約に適応できるすべてのtRNAのエネルギー的に均一なデコードをもたらします。遺伝暗号の進化と拡大は、もともとGC含量に基づいており、tRNA修飾と修飾酵素とともにA/Uが徐々に導入されたと考えられています。これにより、ゲノムのGC含量とtRNAの数と種類に応じて、コドン使用の多様性が大きくなります。この表現は、非天然アミノ酸への遺伝暗号のエンジニアリングに役立つはずです。
要約すると、 61種類のセンスコドンを解読するための異なるtRNAの数を増やすことなく、コドン使用の多様性を最大化するために、細胞は細胞代謝酵素経路に根ざした高度なtRNA修飾配列を発達させてきました。遺伝暗号は普遍的に翻訳されるわけではなく、生物間および生命の3つの界間でいくつかの違いが存在します。各生物において、遺伝暗号の解読プロセスの信頼性と効率性を担う要素間には非常に強い相互接続性があります。これらの高度に相互接続された要素の多様性と、さまざまな生物学的情報フローの統合により、最終的に微妙な細胞恒常性の維持が可能になり、翻訳プロセスが細胞活動の中心に位置づけられます。