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ジェーン・S・リチャードソン | |
|---|---|
 2002年のリチャードソン | |
| 生まれる | 1941年1月25日 |
| 教育 | スワースモア大学、ハーバード大学 |
| 知られている | リボン図、構造検証 |
| 配偶者 | デビッド・C・リチャードソン |
| 受賞歴 | マッカーサーフェローシップ（1985年）、生物物理学におけるアレクサンダー・ホレンダー賞（2019年） |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 構造生物学、生物物理学 |
| 機関 | デューク大学 |
ジェーン・シェルビー・リチャードソン（1941年1月25日生まれ）[1] [2]は、タンパク質の3D構造を表現する方法であるリチャードソン図、またはリボン図の開発で最もよく知られているアメリカの生物物理学者です。 [3]リボン図はタンパク質構造の標準的な表現となり、タンパク質の構造と機能のさらなる研究を世界的に促進しました。天文学、数学、物理学、植物学、哲学に興味を持っていたリチャードソンは、型破りな道を歩み、科学者としてのキャリアを築きました。[4] [5]リチャードソンはデューク大学の生化学の教授です。[1]
バイオグラフィー
リチャードソンは1941年1月25日にニュージャージー州ティーネックで生まれた。父親は電気技師、母親は英語教師だった。両親は科学への興味を奨励し、彼女は小学生の頃から地元の天文クラブに所属していた。[6]ティーネック高校に通い、1958年には米国で最も権威のある科学フェアであるウェスティングハウス科学タレントサーチで、自身の観測からスプートニクの軌道を計算して3位を獲得した。[7] [4]
彼女はスワースモア大学で数学、天文学、物理学を学ぶつもりで教育を続けた。しかし、リチャードソンは代わりに1962年にファイ・ベータ・カッパの奨学生として哲学の学士号と物理学の副専攻を取得して卒業し、その後ハーバード大学で哲学の大学院課程に進んだ。その間、彼女はハーバードで植物分類学と進化学のコースを受講することができ、これが後にタンパク質構造の研究に対する彼女の全体像のアプローチに貢献した。ハーバードの哲学はリチャードソンの興味である古典哲学ではなく現代哲学に重点を置いていたため、リチャードソンは1966年にハーバードから修士号を取得して退学した。 [1] [8] [9]卒業後、リチャードソンは高校教師を試みたが、すぐにこの職業は自分に向いていないことに気付いた。その後彼女は科学の世界に戻り、スワースモア大学で知り合った夫のデイビッド・リチャードソンと同じ研究室でマサチューセッツ工科大学の技術者として働いた。 [10] MITでは、デビッド・リチャードソンがアル・コットンの研究室で博士号取得を目指し、 X線結晶構造解析を用いてブドウ球菌ヌクレアーゼの構造を研究していた。ジェーン・リチャードソンは、現在も一緒に働いている夫と一緒に研究室で働き、生化学と生物物理学に必要な技術的スキルと科学的背景を学んだ。リチャードソンは後に、タンパク質分子の構造を解釈する方法として、彼女の名前を冠した図を描き始めた。[10]リチャードソンは、そのキャリアを通じて、科学界の多くの権威ある機関から認められてきた。1985年7月、彼女は生化学の研究でマッカーサー・フェローを受賞した。 [11]彼女は1991年に米国科学アカデミーと米国芸術科学アカデミーに選出され、 2006年には医学研究所に選出されました。 [5]米国科学アカデミーでの役割の一環として、リチャードソンは国家的に重要な科学的問題に関してホワイトハウスとペンタゴンに助言する委員会に参加しています（例：[12]）。2012年から2013年にかけて、リチャードソンは2012年から2013年にかけての生物物理学会の会長に選出され、 [13] 2012年にはアメリカ結晶学会のフェローになりました。[14]リチャードソンは現在、ジェームズ・B・デューク大学の会員です。デューク大学生化学教授。[4]
リチャードソン夫妻はデューク大学の研究グループを共同で率い続けている。[10]
リチャードソンはウィキペディアの寄稿者であり、ウィキプロジェクト生物物理学の主要メンバーでもある。[15]
科学研究と貢献
リチャードソンが科学に初めて進出したのは天文学の分野だった。当時唯一の人工衛星であったスプートニクの位置を2夜連続で観測し、その予測軌道を計算した。彼女はその結果をウェスティングハウス科学人材発掘委員会に提出し、1958年に3位を獲得した。[5]
リチャードソンは、当時MITで博士課程を修了していた夫のデイビッド・C・リチャードソンとともに、博士論文のためにX線結晶構造解析によるブドウ球菌ヌクレアーゼタンパク質（1SNS）[16]の3次元構造を研究した。 [17] [18]ブドウ球菌ヌクレアーゼは、解明された最初の12個のタンパク質構造のうちの1つであった。[19]学位取得中に受講した植物学と進化学の授業が、化学研究室で行っていた仕事に対する彼女の考え方を形作った。 [4]結晶学の研究中に、ジェーン・リチャードソンは、タンパク質の繰り返し現れる構造モチーフから一般的な分類体系を展開できることに気付いた。 [4]一方、ジェーンとデイビッド・リチャードソンは1970年にデューク大学に移り、スーパーオキシドディスムターゼ（2SOD）の最初の結晶構造を解明した。[10] [20] [21] 1977年までに彼女は「βシートトポロジーとタンパク質の関連性」と題した論文でタンパク質の関連性に関する研究結果をネイチャー誌に発表した。 [4] [22]
リチャードソンは分類学の研究の過程で発見を示すためにリボン図を開発し、彼女の象徴的な画像は、1981年にレビュージャーナルAdvances in Protein Chemistryに掲載された「タンパク質構造の解剖学と分類学」と題された記事で初めて発表されました。 [5] [23] [24] これは構造バイオインフォマティクスの初期の代表的な出版物です。この図はそれ以来、タンパク質構造を視覚化する標準的な方法となり、具体的にはベータシートのトポロジーと、タンパク質を構成するアミノ酸配列またはペプチド間の接続を描写しています。タンパク質の折り畳みプロセスには、一次構造、二次構造、三次構造、および四次構造の4つのレベルが含まれます。二次構造は、隣接するアミノ酸配列間の水素結合相互作用によってαヘリックスまたはβシートを形成することによって生じます。 [25]三次構造は、αヘリックスとβシートの立体配座と接続性を3Dで描写する、より高次のタンパク質折り畳みです。[25]リチャードソンのリボン図は、高次タンパク質構造におけるベータシートのトポロジーと接続性を示している。彼女は「ヘアピン」接続または「クロスオーバー」接続によるベータシートの連結に関する一般的なルールを定式化した。ヘアピン接続では、ペプチドバックボーンは、出発した同じベータシートの端から出てループし、戻ってきます。クロスオーバー接続では、ペプチドバックボーンが1つのベータシートから伸びてループし、タンパク質の反対側の端にある別のベータシートに入ります。[26]彼女の最初の描画と継続的な発見は、タンパク質のエネルギーと進化のより広範な理解に貢献しています。ノーベル賞受賞者でデューク大学の教授でもあるピーター・アグレは、リチャードソン夫妻の研究について次のように述べています。「ジェーンとデビッドの研究により、タンパク質の形状を明らかにすることができ、そこからタンパク質の機能を理解しやすくなりました」。[10]
リチャードソン夫妻の最近の研究は、分類や結晶学を超えて多様化している。1980年代には、タンパク質の de novo 設計、つまりタンパク質の折り畳みに関する理論的予測を立て、テストするためのリバースエンジニアリング手法の先駆者として、合成生化学や計算生物学の分野にまで手を広げた。 [27] 1990年代には、リチャードソン夫妻は分子グラフィックスのキネメージシステムを開発し、デビッド・リチャードソンは、当時新設されたジャーナルであるProtein Scienceのために、それらを小型コンピュータに表示するための Mage プログラムを書きました。[28]さらに、彼らは、タンパク質内部および周囲の分子との相互作用における「適合度」を測定するために、全原子接触解析 (画像を参照) を開発しました。[4] Kinemage の Web サイトでは、Mage または KiNG グラフィックスプログラムを使用して、コンピューターディスプレイを通じてさまざまな 3D タンパク質構造を対話的に探索できます。国立衛生研究所 (NIH) の助成金によって資金提供されているこの Web サイトは、教育ツールとしてよく使用されています。キネマージの画像を掲載している教科書やインターネットサイトには、ブランデンとトゥーゼの「タンパク質構造入門」[29] 、ヴィエット、ヴォート、プラットの「生化学の基礎」[30] 、ホートンらの「生化学の原理」[31]、ミシシッピ大学のキネマージ著作プロジェクト[32]などがある。
リチャードソン研究所は現在、RNAの構造と機能の研究成果をよりよく伝えるために、RNAオントロジーコンソーシアム（ROC） [34]の一環として、RNA [33]とタンパク質の構造モチーフを研究しています。 [35] [36]この研究所は、 CASP 8構造予測実験[37]（CASP）[38]の評価者を務め、高分子のX線結晶構造解析のためのPHENIXソフトウェアシステム[39]の4つの開発チームの1つであり、タンパク質とRNAの結晶構造の検証と精度向上のためのMolProbityウェブサービス[40]をホストしています。 MolProbityは、3Dキネマジュグラフィックをオンラインで表示するためにKiNGプログラム（Mageの後継）を使用しています。 ジェーン・リチャードソンは、ワールドワイドタンパク質データバンク（wwPDB）X線検証タスクフォース[41]とNMR検証タスクフォースに所属しています。[42]彼女はデューク大学で夫とともにリチャードソン研究室を運営し続けており、そこではMolProbityを使用してRNA、タンパク質、結晶構造を検証しています。また、科学関連の画像、自然の画像、ウィキプロジェクト生物物理学の写真をウィキメディアコモンズに追加しています。[15]
受賞と栄誉
- 1958年: ウェスティングハウス科学タレントサーチ（現在は国際科学技術フェアと呼ばれている）で第3位を獲得。権威ある全国科学フェア[1]
- 1985年：マッカーサーフェローシップ（「天才賞」とも呼ばれる）は、「創造的追求において並外れた独創性と献身を示し、自己指導力に優れた」個人に授与される。[11] [43] [44]
- 1991年：米国科学アカデミーに選出。これは、優れた過去の独創的な研究と継続的な研究を認める栄誉である[1] [45] [44] [46]
- 2006年：ワシントンDCにある国立医学アカデミーに選出。客観的な科学、技術、健康に関するアドバイスを提供することを目指す非営利団体である[5] [47]
- 2012年：アメリカ結晶学協会フェロー。以下の基準を満たした会員。「結晶学やその応用の発展のために科学的または社会的に顕著な努力をした会員」[48] [49]
- 2012年 - 2013年:生物物理学会会長[15]
- 2019年：アレクサンダー・ホレンダー生物物理学賞、生物物理学における顕著な貢献に対する賞[45]
著名な出版物
以下の論文は、2020 年 2 月 17 日現在、Web of Science によってこの分野で高く引用されている論文として分類されています。
- Davis IW、Leaver-Fay A、Chen VB、Block JN、Kapral GJ、Wang X、Murray LW、Arendall WB、Snoeyink J、Richardson JS、Richardson DC (2007)。「MolProbity: タンパク質と核酸の全原子接触と構造検証」。核酸研究。35 ( Webサーバー版): W375–83。doi : 10.1093/nar/gkm216。PMC 1933162。PMID 17452350。
- Adams PD、Afonine PV、Bunkóczi G、Chen VB、Davis IW、Echols N、Headd JJ、Hung LW、Kapral GJ、Grosse-Kunstleve RW、McCoy AJ、Moriarty NW、Oeffner R、Read RJ、Richardson DC、Richardson JS、Terwilliger TC、Zwart PH (2010 年 2 月)。「PHENIX: 高分子構造解析のための包括的な Python ベース システム」。Acta Crystallographica 。セクションD 、生物結晶学。66 (Pt 2): 213–21。Bibcode :2010AcCrD..66..213A。doi : 10.1107 /S0907444909052925。PMC 2815670。PMID20124702 。
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- Adams PD、Afonine PV、Bunkóczi G、Chen VB、Echols N、Headd JJ、Hung LW、Jain S、Kapral GJ、Grosse Kunstleve RW、McCoy AJ、Moriarty NW、Oeffner RD、Read RJ、Richardson DC、Richardson JS、Terwilliger TC、Zwart PH (2011 年 9 月)。「高分子構造の自動判定のための Phenix ソフトウェア」。方法。55 ( 1 ) : 94–106。doi : 10.1016 /j.ymeth.2011.07.005。PMC 3193589。PMID 21821126 。
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他の奨学金受賞者は、ニュージャージー州ティーネック、クレアモント・アベニュー431番地のジェーン・シェルビーさん（17歳）で5,000ドル、イリノイ州リバー・グローブのドナルド・M・ジェリーナさん（18歳）で4,000ドル、カリフォルニア州ラークスパーのニール・L・ニニンガーさんで3,000ドル。
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さらに読む
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外部リンク
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- 「MolProbity 構造検証 Web サイト」。
- 「ジェーンとデビッド・リチャードソンの文書、デューク大学医療センターアーカイブ」。
- 「ジェーン・S・リチャードソン口述歴史インタビュー、デューク大学医療センターアーカイブ」。