エヴリン・M・ウィトキン

エヴリン・M・ウィトキン
2012年のウィトキン
生まれる	エヴリン・ルース・メイゼル ( 1921-03-09 )1921年3月9日 ニューヨーク市、米国
死亡	2023年7月8日(2023-07-08)（享年102歳） 米国ニュージャージー州プレインズボロ・タウンシップ
母校	コロンビア大学(博士号)
知られている	DNA変異とDNA修復に関する研究
配偶者	ハーマン・ウィトキン ​ （1979年死去）
子供たち	アンディを含む2人（うち1人は死亡）
受賞歴	米国科学アカデミー会員 トーマス・ハント・モーガン賞[1] (2000) 米国科学賞[2] (2002) ラスカー基礎医学研究賞[3] (2015)
科学者としてのキャリア
フィールド	細菌遺伝学
機関	コロンビア大学 ニューヨーク大学 ラトガース大学
論文	大腸菌の放射線耐性の遺伝学 （1947）

エヴリン・M・ウィトキン（旧姓 メイゼル、1921年3月9日 - 2023年7月8日）は、コールドスプリングハーバー研究所（1944年 - 1955年）、 ニューヨーク州立大学ダウンステート医療センター（1955年 - 1971年）、ラトガース大学（1971年 - 1991年）に勤務したアメリカの細菌遺伝学者である。ウィトキンは科学者、教師、指導者として革新的で刺激的な人物とみなされていた。^[4]

細菌におけるDNA損傷とDNA修復に関する彼女の研究は、生体におけるそのようなプロセスを理解する上で基礎となるものである。彼女の研究は、老化の影響や、がんなどの人間の病気の診断と治療に直接応用できる。^{[5] [4]ウィトキンは、DNA}変異誘発とDNA修復に関する先駆的な研究により、2002年にアメリカ国家科学賞 を受賞した。^{[2] [6] [7]} 2015年、ウィトキンは「DNA損傷応答に関する発見、つまりすべての生体のゲノムを保護する基本的なメカニズム」により、アルバート・ラスカー基礎医学研究賞を受賞した。 ^[3]

ウィトキンはニューヨークのクイーンズで育った。彼女はマンハッタンのワシントン・アーヴィング高校に通学していたが、当時は女子校だった。そこで彼女は科学への興味を追求するよう奨励された。^{[8]ウィトキンは1941年に}ニューヨーク大学 で生物学を専攻し学士号を取得した。彼女は大学院での研究を続けるつもりだったが、黒人選手が南部の大学でプレーすることを許可しないという学校の方針に抗議する運動を組織するのを手伝った後、彼女は3か月の停学処分を受け、大学院のポジションのオファーは取り消された。^{[9] [8] [10]}

ウィトキンは学士号を取得した後、コロンビア大学に出願し、 1943年に修士号を取得した。 ^[11] 彼女はテオドシウス・ドブジャンスキーの指導の下、 コールド・スプリング・ハーバー研究所（CSHL）に博士号を取得した。ウィトキンは1944年の夏をCSHLで過ごし、細菌を扱うための遺伝学の技術を学んだ。これは新しい研究分野であった。^{[8] [10]} 滞在中に彼女は大腸菌の紫外線耐性変異体を分離した。これは紫外線耐性を付与する変異体が分離された初めての事例であった。^[1]彼女は1945年にCSHLに戻り、博士号研究を完了するために留まった。彼女の学位は1947年に授与された。^{[10] [12]}

学位取得後、彼女はワシントンのカーネギー研究所に雇用され、1955年までCSHLで働き続けた。カーネギー研究所のヴァネヴァー・ブッシュ所長は、彼女が子供が生まれた後、当時としては非常に異例なことに、彼女がパートタイムで来るように手配した。ウィトキンは公式の勤務時間を研究室で過ごし、自宅で企画、データ分析、執筆を行った。1949年、彼女はレオ・シラードとバーナード・デイビスからMicrobial Genetics Bulletinの編集を依頼された。ウィトキンは1950年から1964年までこの出版物を編集した。^[10]

1955年から1971年まで、ウィトキンはブルックリンにあるニューヨーク州立大学ダウンステート医療センターに勤務した。 ^{[13] 1971年、ウィトキンは}ラトガース大学ダグラス・カレッジの生物科学教授に任命された。^{[9] [5]} 1979年にバーバラ・マクリントック遺伝学教授に任命され、 ^{[14] [15]}、1983年にラトガース大学ワクスマン研究所の研究室長に就任した。^{[16] [17]} 1991年に退職するまでその職を務め、その後ラトガース大学名誉教授となった。^[18]

DNAが遺伝物質であると明確に特定される前に、ウィトキンは遺伝子の複製と遺伝子変化が伝播するメカニズムを含む遺伝学の中心的な問題を研究し始めた。ウィトキンが研究を始めたとき、紫外線などの因子が耐性の発達の原因となる突然変異を直接引き起こすと考えられていた。ウィトキンと他の研究者は、細菌がさまざまな方法でDNA損傷に積極的に反応することを発見した。これらの防御活動を通じて、細菌はDNA損傷に反応して生じる遺伝子変化を自ら形作っていた。^{[19] [4]}

コールド・スプリング・ハーバーの学生として最初の夏、ウィトキンは、遺伝子を持ち、ウイルス耐性を持つことが判明したばかりの細菌の研究をしていた。紫外線（UV）による大腸菌の変異に関する生存曲線は公表されていなかったため、ウィトキンは当初、かなり高い線量を選択した。彼女のコロニーのほとんどは死んだが、4つは1つのプレート上で生き残った。親株と比較すると、それらの細菌は紫外線に対してはるかに高い耐性を示した。^[19]また、彼女は、この株の行動が野生株と異なることにも気づいた。耐性株は、細胞分裂と細長く糸状の鎖の発達の遅延を示さず、どちらもUV感受性株に見られた。^{[20] [11]}ウィトキンは、紫外線耐性を付与する突然変異を単離した最初の研究者であった。^[1]

ダウンステート大学在学中、ウィトキンは大腸菌の紫外線による突然変異を逆転できることを発見し、この現象を「ダーク リペア」と名付けた。^{[11] [20] [21]} 彼女は、突然変異頻度低下 (MFD) のプロセスを初めて説明した。彼女は、紫外線照射の結果、タンパク質合成が一時的に阻害されたときに、損傷誘発性の抑制突然変異が減少することを観察し、^[21]ウィトキンは、タンパク質合成が阻害または遅延された場合、複製前の迅速な酵素修復の結果として MFD が発生すると結論付けた。潜在的に突然変異を引き起こす可能性のある紫外線光生成物 (損傷) の場合、複製に失敗すると細菌は致命的となる。別の DNA ポリメラーゼが損傷領域をコピーできれば、細菌は生き残るが、DNA 合成と修復中にエラーが発生する可能性が高くなる。^[13]

1967年の論文で、ウィトキンは紫外線照射がDNA複製酵素を阻害することで細胞分裂を阻害し、この酵素が活性化したままだと複製過程で突然変異を誘発するのではないかと提唱した。^{[11] [22]}除去修復過程を欠く変異体は放射線の影響に非常に敏感で、放射線被曝の生存者は放射線誘発性突然変異を多く持っていた。^[13] 後に、このタイプの除去修復は細菌内で転写修復共役因子（TRCF）によって媒介され、MFD遺伝子によって生成されることが判明した。^{[23] [21]}この研究や他の研究で、ウィトキンは細菌集団の注意深い観察と実験に基づいてプロセスを推測したが、それは数年後に新技術が開発されて初めて直接観察され確認された。 ^{[13] [11] [20]}

1970年、ブリュッセル自由大学を卒業したばかりのミロスラフ・ラドマンは、ウィトキンに「SOS複製」モデルを提案した覚書を回覧した。^[11]彼は、突然の広範囲にわたるDNA損傷が、遺伝的に制御され、新しいタンパク質の合成を伴う誘導性ストレス反応を引き起こす可能性があると理論化した。^{[24] [25]}ウィトキンは、細菌の紫外線変異誘発に関する研究で観察したさまざまな細胞反応の根底にある共通の制御メカニズムの証拠を探した。彼女は、紫外線で損傷したDNAが多数の遺伝子を活性化する制御シグナルを生成すると提案した。彼女の研究結果は、通常はSOS応答遺伝子を抑制するlexAと、DNA損傷に反応してlexAの抑制を排除するrecAを含む制御メカニズムの考えを裏付けた。^[12] DNA保護と修復のためのタンパク質のこのようなアップレギュレーションは、複製の精度と即時の生存との間のトレードオフを表している。^{[26] [24] [13]}

ウィトキンは博士号取得後、DNAの変異誘発に関する研究を続け、その研究はDNA修復の研究へとつながった。この研究を通して、彼女はSOS反応を明確にした。^{[26] [22] [27]その後、変異誘発された}大腸菌の表現型を特徴づけることで、彼女とラドマンは細菌の紫外線に対するSOS反応を詳細に解明した。^{[26] [28]}ウィトキンは定年退職するまでSOS反応のメカニズムについて研究を続けた。^[1] DNA損傷に対するSOS反応は、初めて解明された協調的なストレス反応であったため、非常に重要な発見であった。^[2]

ウィトキンは1977年に米国科学アカデミーの会員に選出された。当時、彼女はアカデミーに選出された数少ない女性の一人であった。彼女はまた、アメリカ芸術科学アカデミーの会員（1978年）、^[29]アメリカ科学振興協会の会員（1980年）、アメリカ微生物学アカデミーの会員にもなった。彼女は2000年にトーマス・ハント・モーガン賞を受賞し、彼女の科学への貢献は米国政府によって認められ、2002年に国家科学賞を受賞した。 ^[30]

DNAの変異と修復の遺伝学に関する洞察力に富んだ先駆的な研究により、進化や癌の発生など多様なプロセスに対する理解が深まった。^[6]

2015年、彼女はワイリー生物医学賞を受賞し^{[31] 、}フォワード50の一人に選ばれました。 ^[32] また、2015年にウィトキンはスティーブン・J・エレッジと共にラスカー基礎医学研究賞を受賞しました。^[12]「DNA損傷応答に関する発見 - すべての生物のゲノムを保護する基本的なメカニズム」^[3]

2021年、ラトガース大学とワクスマン微生物学研究所は、「エブリン・M・ウィトキン博士の生誕100周年と研究業績を祝うシンポジウム」を開催した。これは公開シンポジウムであり、彼女の名を冠した新しい研究室の献堂式でもあった。 ^[33]ワクスマン研究所の暫定所長であるケネス・アーバイン氏は、「ウィトキン博士は傑出した科学者だったので、この研究室に彼女の名がつけられました。しかし、彼女が科学が男性に支配されていた時代に活躍した先駆的な女性科学者であったことは確かに注目すべきことです」と述べた。^[9]

エヴリン・ウィトキンは心理学者のハーマン・ウィトキンと結婚しており、2人の息子は、救急医でシャ・ナ・ナの創設メンバーであるジョセフ・ウィトキンと、コンピューター科学者のアンディ・ウィトキン（2010年没）である。彼女は4人の孫の祖母でもあった。彼女は2021年に100歳になった。^[34]

ウィトキンは2023年7月8日、ニュージャージー州プレインズボロ・タウンシップで転倒による合併症のため102歳で亡くなった。^[35]

• ウィトキン、エブリン M. (1946 年 3月)。「大腸菌における放射線感受性の遺伝的差異」。米国科学アカデミー紀要。32 (3): 59–68。Bibcode : 1946PNAS ... 32  ... 59W。doi : 10.1073 / pnas.32.3.59。ISSN 0027-8424。PMC  1078880。PMID 16578194。 
• ウィトキン、エブリン M. (1964 年 5 月)。「大腸菌の光反応性および非光反応性株における紫外線誘導による原栄養性への突然変異の光反転および「暗修復」」。突然変異研究/突然変異誘発の基礎および分子メカニズム。1 (1): 22–36。doi :10.1016/0027-5107(64)90049-1。PMID 14195747  。
• ウィトキン、エブリン M. (1966 年 6 月 3 日)。「放射線誘発性突然変異とその修復: 細菌は放射線によって損傷した DNA を修復することで紫外線の突然変異誘発効果を軽減する」。 サイエンス。152 ( 3727): 1345–1353。doi : 10.1126 /science.152.3727.1345。ISSN 0036-8075。PMID 5327888。S2CID  5851977  。
• Witkin, EM (1967 年 5 月)。「大腸菌 B の放射線感受性: フィラメント形成とプロファージ誘導に関する仮説」。米国科学アカデミー紀要。57 (5): 1275–1279。Bibcode  : 1967PNAS ... 57.1 ​​275W。doi : 10.1073 / pnas.57.5.1275。ISSN 0027-8424。PMC  224468。PMID 5341236。 
• ウィトキン、エブリン M. (1969 年 12 月)。「紫外線誘発突然変異と DNA 修復」。遺伝学年次レビュー。3 (1): 525–552。doi : 10.1146 /annurev.ge.03.120169.002521。ISSN 0066-4197  。
• Witkin, EM; George, DL (1973 年 4 月) 。「大腸菌 BR の polA および UvrA polA 誘導体の紫外線変異誘発: 誘導性エラーを起こしやすい修復システムの証拠」。遺伝学。73 : 補足 73:91-10。PMID  4576123。
• Witkin, EM (1976). 「大腸菌における紫外線変異誘発と誘導性 DNA 修復」.細菌学レビュー. 40 (4): 869–907. doi :10.1128/MMBR.40.4.869-907.1976. PMC  413988. PMID  795416.
• Witkin, EM (1991 年 2 月 1 日)。「SOS 応答における RecA タンパク質: マイルストーンと謎」。Biochimie . 73 ( 2): 133–141. doi :10.1016/0300-9084(91)90196-8. ISSN  0300-9084. PMID  1883877.
• Selby, CP; Witkin, EM; Sancar, A (1991 年 12 月 15 日)。「「突然変異頻度の低下」を欠く大腸菌 mfd 変異体は、鎖特異的修復を欠く: 精製カップリング因子による in vitro 補完」。米国科学アカデミー紀要。88 (24): 11574–11578。Bibcode : 1991PNAS ... 8811574S。doi : 10.1073/ pnas.88.24.11574。ISSN 0027-8424。PMC  53178。PMID  1763073 。 
• ウィトキン、エブリンM. (2002 年 10 月)。「チャンスと選択 :コールド スプリング ハーバー 1944-1955」。Annual Review of Microbiology。56 (1): 1–15。doi : 10.1146 /annurev.micro.56.012302.161130。ISSN 0066-4227。PMID 12142497  。