ジェフリー・C・ホール

ジェフリー・C・ホール
2017年12月、ストックホルムでのノーベル賞記者会見に出席したジェフリー・C・ホール氏
生まれる	ジェフリー・コナー・ホール[1] ( 1945-05-03 )1945年5月3日（79歳） ニューヨーク市、米国
教育	アマースト大学( BA ) ワシントン大学シアトル校( MS、PhD )
知られている	生理遺伝子のクローニング
受賞歴	アメリカ遺伝学会賞 （2003年） グルーバー神経科学賞 （2009年） ルイザ・グロス・ホロウィッツ賞 （2011年） ガードナー財団国際賞 （2012年） ショー賞 （2013年） ワイリー賞 （2013年） ノーベル生理学・医学賞 （2017年）
科学者としてのキャリア
フィールド	遺伝学
機関	ブランダイス大学 メイン大学
論文	ショウジョウバエにおける組換え欠損変異体の2つの対立遺伝子の遺伝子解析 （1971年）
博士課程の指導教員	ローレンス・サンドラー
その他の学術アドバイザー	シーモア・ベンザー、ハーシェル・L・ローマン

ジェフリー・コナー・ホール（1945年5月3日生まれ）は、アメリカの遺伝学者、時間生物学者です。ホールはブランダイス大学^[2]の生物学の名誉教授であり、現在はメイン州ケンブリッジに住んでいます。

ホールは生涯を通じてハエの求愛行動と行動リズムの神経学的要素を研究した。ショウジョウバエの神経学と行動に関する研究を通じて、ホールは概日時計の重要なメカニズムを明らかにし、神経系における性分化の基礎を解明した。ホールは時間生物学の分野における革命的な研究により米国科学アカデミーに選出され、T.ワシントンフェローに推薦された^[3]。

2017年、マイケル・W・ヤングとマイケル・ロスバッシュとともに、 「概日リズムを制御する分子メカニズムの発見」により2017年ノーベル生理学・医学賞を受賞した。 ^{[4] [5]}

ジェフリー・ホールはニューヨーク州ブルックリンで生まれ、ワシントンDC郊外で育った。父親はAP通信の記者として米国上院を担当していた。ホールの父ジョセフ・W・ホール^[6]は、特に日刊紙で最近の出来事について最新情報を得るようホールに勧め、彼に大きな影響を与えた。ホールはメリーランド州ベセスダのウォルター・ジョンソン高校に通い、1963年に卒業した。 ^[7] 高校では成績が良かったホールは、医学の道に進む計画を立てていた。ホールは1963年にアマースト大学で学士号の取得を目指し始めた。しかし、学部生時代に生物学に情熱を抱くようになった。^[3]ホールは、正式な研究経験を積むための卒業プロジェクトとして、フィリップ・アイブスと働き始めた。^{[8]ホールはアイブスの研究室で働いている間に}ショウジョウバエの研究に魅了され、その情熱は彼の研究に浸透しました。ホールはアイブスの指導の下でショウジョウバエの組み換えと転座誘導を研究しました。ホールの研究の成功により、学部の教員はホールにシアトルのワシントン大学大学院への進学を勧めました。ワシントン大学には遺伝学を専門とする学部がありました。^[3]

ホールは1967年、大学院在学中にローレンス・サンドラーの研究室で働き始めた。ホールはサンドラーとともに、減数分裂における染色体挙動の遺伝的制御に焦点を当て、ショウジョウバエにおける加齢による酵素変化の解析に取り組んだ。ハーシェル・ローマンは、カリフォルニア工科大学でフォワード遺伝学の先駆者であるシーモア・ベンザーのもとでポスドク研究を行うようホールに勧めた。 ^[3]インタビューで、ホールはローマンを、研究室での友情を育み、新人の専門家を指導してくれたことから、キャリアの初期の影響力のある人物とみなしていた。^{[8]博士課程を修了すると、ホールは1971年にベンザーの研究室に加わった。ベンザーの研究室では、ホールはダグ・カンケルとともに働き、カンケルから}ショウジョウバエの神経解剖学と神経化学について教わった。ホールとカンケルは2つのプロジェクトで大きな進歩を遂げたが、ホールは結果を発表する前にベンザーの研究室を去った。ホールがポスドク研究員になって3年目に、ローマンはホールに、ローマンがホールのために推薦した教員のポジションについて連絡を取った。ホールは1974年にブランダ​​イス大学に生物学の助教授として着任した。^[3]彼は風変わりな講義スタイルで知られている。^{[誰によると? ]}

時間生物学の分野で研究していた間、ホールは発見を確立しようとする際に多くの困難に直面した。特に、生物時計に対する彼の遺伝学的アプローチ（周期遺伝子のセクションを参照）は、より伝統的な時間生物学者に容易に受け入れられなかった。この特定のトピックに関する研究を行っていたとき、ホールは彼が単離したアミノ酸配列の重要性を確立しようとしたときに懐疑的だった。このプロジェクトに取り組んでいる間、同様のプロジェクトに取り組んでいた唯一の他の研究者はマイケル・ヤングだった。^[3]

ホールは、自分の研究を確立しようとする際に困難に直面しただけでなく、研究資金をめぐる政治にも苛立たしい思いをした。実際、これらの課題は彼がこの分野を離れた主な理由の 1 つである。彼は、生物学の階層構造と参入の期待が、研究者が望む研究を追求することを妨げていると感じていた。ホールは、焦点は個人の研究に置かれるべきであり、資金は科学者を制限する要因ではなく、新しい関心や仮説を追求する柔軟性を与えるべきだと信じていた。ホールは、研究とハエを愛しているが、そのプロセスにかかわる官僚主義のせいで、この分野で優れた成果を上げ、新たな進歩を遂げることができなかったと感じていると述べた。^[8]

ホールのショウジョウバエの求愛行動に関する研究は、ベンザーの研究室でポスドク研究をしていた最後の数ヶ月間、ショウジョウバエの性別モザイクを用いて神経系のさまざまな領域における求愛行動と遺伝的性別との相関関係を調べるというカンケルとの共同研究から始まった。この研究が、ショウジョウバエの求愛行動の神経遺伝学に対するホールの興味を刺激し、その後のショウジョウバエの求愛行動の研究というキャリアの道へと彼を導いた。^[3]

1970年代後半、ホールはフロリアン・フォン・シルヒャーとの共同研究を通じて、ショウジョウバエのオスの求愛歌の調節に寄与する神経系領域を特定することに成功した。^[9]ホールはこの研究から求愛歌行動が求愛行動の簡潔に定量化できる特徴の1つであることに気づき、このテーマをさらに研究することにしました。その後、研究室のポスドク研究員バンボス・キリアコウと行った研究で、ホールはショウジョウバエの求愛歌が通常約1分の周期でリズミカルに作られていることを発見しました。^[3]

1960年代後半にロン・コノプカによって発見された異常な睡眠覚醒周期のperiod変異が求愛歌の周期も変えるのではないかと疑い、ホールとキリアコウはperiod変異が求愛歌に及ぼす影響を調べた。 ^{[3]ホールとキリアコウは}period変異が概日リズムを変化させるのと同じように求愛歌にも影響を及ぼすこと を発見した。per sアレルはより短い（約40秒）振動を生成し、per ^{lアレルはより長い（約76秒）振動を}生成し、per ^oは規則的な振動のない歌を生成した。^[10]

ホールは、ポスドク時代に研究を始めたfruitless 遺伝子を持つハエを主に研究対象とした。 fruitless (fru)変異体は行動的に不妊であった。さらに、雌雄両方に無差別に求愛するが、どちらとも交尾しようとはしなかった。この行動は 1960 年代に特定されたが、ホールのグループがこのテーマをさらに調査し始めるまで無視されていた。1990 年代半ば、スタンフォード大学のブルース・ベイカーおよびオレゴン州立大学のバーバラ・テイラーとの共同研究により、ホールはfruitlessのクローン化に成功した。クローン化されたfruitlessのその後の研究により、ホールは以前から疑われていたfruitlessが求愛のマスター制御遺伝子としての役割を確認した。いくつかのfru変異を調べることで、ホールは雄が雌に対して求愛をほとんどまたはまったく行わず、求愛歌の脈打つ歌の要素を生成できず、交尾を試みることもなく、Fru ^Mタンパク質がない場合には雄同士の求愛が増加することを発見した。^[11]

ホールは主にショウジョウバエを用いて概日リズムのメカニズムを研究した。ホールは羽化を測定する従来の方法ではなく、ショウジョウバエの運動活動を測定して概日リズムを観察した。^[12]

1990年、マイケル・ロスバッシュ、ポール・ハーディンと共同研究していたホールは、Periodタンパク質（PER）が自身の転写を抑制する役割を果たしていることを発見した。PERの正確な役割は不明であったが、ホール、ロスバッシュ、ハーディンは、ショウジョウバエの概日時計の中心的なメカニズムとして機能する負の転写翻訳フィードバックループモデル（ TTFL ）を開発することができた。この元のモデルでは、perの発現はPERの増加をもたらした。PERが一定濃度に達すると、perの発現が減少し、PERレベルが低下し、再びperが発現できるようになる。^[13]

1997 年、ホールはスーザン・レン、ジェイ・パーク、マイケル・ロスバッシュ、ポール・タガートとともに、TTFL の一部である遺伝子が体全体の細胞で発現していることを発見したグループの一員でした。これらの遺伝子は概日時計に必要な遺伝子として特定されていましたが、体のさまざまな部分でさまざまなレベルの発現があり、この変動は細胞レベルで観察されました。ホールは、別々の組織を異なる明暗サイクルに同時に同調させることに成功しました。ホールは、2003 年まで細胞を同期させる要素を発見していませんでした。彼は、色素分散因子タンパク質 (PDF) が細胞内のこれらの遺伝子の概日リズム、ひいては運動活動を制御するのに役立つことを発見しました。これは、ショウジョウバエの脳の小さな腹側側方ニューロン (sLN _{v s) に局在していました。このデータから、ホールは、sLN v} s がショウジョウバエの主要な発振器として機能し、PDF が細胞間の同期を可能にすると結論付けました。彼は2017年にノーベル医学・生理学賞を受賞した。^{[12] [14]}

1998 年、ホールはショウジョウバエにおけるTTFL モデルの改良につながる 2 つの発見に貢献しました。最初の発見は、クリプトクロム(CRY) が同調において果たす役割に関するものでした。ホールは、CRY が同調と運動活動の調節の両方において重要な光受容体であることを発見しました。^[15]彼は、CRY が概日リズムシステムへの入力であるだけでなく、ペースメーカーとしての役割も果たしている可能性があると仮説を立てました。同じ年、ホールはショウジョウバエのperおよびtimeless ( tim ) 概日リズム遺伝子がどのように調節されるかを発見しました。ホールは、 CLOCKおよびCycle (CYC) タンパク質がPAS ドメインを介してヘテロ二量体を形成することを発見しました。二量体化すると、2 つのタンパク質はbHLHドメインを介して 2 つの遺伝子のE ボックスプロモーター要素に結合し、 perおよびtim mRNAの発現を誘導します。 ^[15]

• ジェフリー・C・ホールとマイケル・ロスバッシュへのインタビュー
• Hardin, Paul E.; Hall , Jeffrey C.; Rosbash, Michael (1990 年 2 月 8 日)。「ショウジョウバエの period 遺伝子産物によるメッセンジャー RNA レベルの概日周期へのフィードバック」。Nature。343 ( 6258  ) : 536–540。Bibcode : 1990Natur.343..536H。doi : 10.1038/343536a0。PMID 2105471。S2CID  4311836。
• Renn, SC; Park, JH; Rosbash, M; Hall, JC; Taghert, PH (1999 年 12 月)。「PDF ニューロペプチド遺伝子の変異と PDF ニューロンの除去はそれぞれ、ショウジョウバエの行動概日リズムの重篤な異常を引き起こす」。Cell。99 (  7 ) : 791–802。doi : 10.1016/S0092-8674(00 ) 81676-1。PMID 10619432。S2CID 62796150  。
• Nobelprize.org の Jeffrey C. Hallノーベル賞受賞記念講演を含む 2017年12月7日小さなハエたち：多面的な基礎研究が予想以上の成果を生む