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ラルフ・L・ブリンスター | |
|---|---|
 2011年10月のブリンスター | |
| 生まれる | 1932年3月10日[1] |
| 国籍 | アメリカ人 |
| 母校 | ラトガース大学 (BS、1953) ペンシルバニア大学 (VMD、1960) (Ph.D.、1964) |
| 受賞歴 | グランプリ チャールズ・レオポルド・メイヤー（FRA） マーチ・オブ・ダイムズ発生生物学賞（米国） ウルフ医学賞（ISR） ガードナー財団国際賞（CAN）国家 科学賞（米国） |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 遺伝学;発生学;遺伝子工学 |
| 機関 | ペンシルバニア大学獣医学部 |
ラルフ・ローレンス・ブリンスター[2]（1932年3月10日生まれ）は、アメリカの遺伝学者であり、アメリカ国家科学賞受賞者であり、ペンシルベニア大学獣医学部の生殖生理学のリチャード・キング・メロン教授である。 [3]
幼少期と教育
ラルフ・L・ブリンスターは、ニュージャージー州シーダーグローブの小さな農場で育ち、両親はそこで純血種の動物を育てていました。[3]彼は学部生としてラトガース大学クック農学部（ニュージャージー州ニューブランズウィック）で動物科学を学び、1953年に理学士号を取得しました。大学在学中に朝鮮戦争が始まり、彼は志願兵として従軍しました。彼は戦闘期間の最後の年に韓国で米空軍の少尉を務め、米陸軍に配属された後、陸軍大隊と共にソウル北部に駐留しました。彼は兵役から戻り、ペンシルベニア大学で獣医学博士号（1960年）と生理学博士号（1964年）を取得しました。
研究のインパクト
ラルフ・ブリンスターは、哺乳類の 遺伝子組み換えの分野における先駆者の一人として認められている。[4] [5] [6]彼は、初期胚発生、胚細胞の分化、遺伝子制御のメカニズム、幹細胞生物学における革命的な研究で科学界全体に知られている。[5] [7] [8]哺乳類の生殖細胞に関する知識と理解に対するブリンスターの貢献は実に並外れたものであり、最高レベルで認められている。哺乳類の遺伝子改変と生殖細胞（個体とあらゆる種の生存にとって最も重要な細胞）の理解にブリンスターほど貢献した科学者はいない。2006年、ブリンスターは哺乳類の生殖細胞改変における先駆的な発見により、カナダ・ガードナー財団国際賞を受賞した。[5]表彰状には、「彼の貢献の幅広さは、この分野で比類のないものである」と書かれている。生殖細胞は種の継続性の基礎であり、進化的競争に不可欠なさまざまな遺伝子内容を持つ個体の繁殖を担っています。特に、これらの細胞の遺伝子構成が、その重要性の本質です。哺乳類の卵子操作戦略に関するブリンスターの独創的な研究と精原幹細胞に関する先駆的な研究は、今日、ヒト生殖細胞系列の改変に関する物議を醸す可能性を含め、この分野のすべての研究の基礎となっています。
「クローン DNA を受精卵に前核注入することによって動物の生殖系列を実験的に遺伝子操作したことは、人類文明史上最も重要なマイルストーンの 1 つである」と Behringer らは著書「マウス胚の操作」(Cold Spring Harbor Laboratory Press、14 ページ、2014 年) で述べています。生殖系列の改変は何億年も前から存在し、環境との相互作用を通じて種の進化に貢献してきました。人間による意図的な生殖系列の改変は、約 1 万年前に南西アジアの肥沃な三日月地帯で植物や動物の家畜化とともに始まり、農業と現代文明が生まれました。野生種の家畜化という最初の概念は、進化的生殖系列の改変に対する人間の介入における 4 つの重要な進歩の最初のものと見なすことができ、現代人類史の始まりを表すと多くの人に考えられています。望ましい表現型を選択して繁殖させることで、家畜種に価値ある変更を加えることができるというその後の認識は、2 つ目の進歩を象徴しています。メンデルの研究に始まり、今日までゲノムの配列決定に引き継がれている遺伝要素の特定と特徴付けは、3 番目の重要な発展を表しています。これら 3 つの概念的進歩は、農業と現代文明の基礎であると考えられています。トランスジェネシスとして知られる生殖細胞系列の個々の DNA 配列と遺伝子の実験的追加または変更は、人間が生殖細胞系列を意図的に変更するという 4 番目の独自の概念的進歩の例です。したがって、トランスジェニック動物の生成は、人類と他の種との歴史的な関わりにおける並外れた創造的な発展であり、生物学と医学において非常に重要なものです (以下の NICHD 2003 Hall of Honor および 2012 Colloquium 外部リンクを参照)。
1960年代、ブリンスターはマウスの胚を操作する技術の開発を先導し、彼の技術によりマウスは人間の生物学と疾患の基礎を理解するための主要な遺伝子モデルとなった。[5] [6]彼の研究は、さまざまな種の生殖細胞遺伝子改変の進歩のための実験的基礎を提供し、生物学、医学、農業に革命をもたらした。[7]
2024 年 7 月現在、ブリンスター博士は合計 411 件の論文を発表しており、そのうち約 322 件は査読付きジャーナルに掲載され、89 件は章/レビューです。出版物には、Nature に 30 件、Cell に 18 件、Science に 13 件、Proc. Natl. Acad. Sci. に 35 件が含まれています。
彼の研究貢献/影響は、Scholars GPS において、獣医学分野では世界の 173,000 人の貢献者の中で 1 位、農業と天然資源分野では世界の 100 万人の貢献者の中で 8 位にランクされ、h 指数は153 です。
彼は、Research.com の 2024 年のトップ科学者ランキングで、D 指数 (分野別 h 指数) = 152 で世界第 128 位、米国第 96 位にランクされています。
研究の歴史
哺乳類の卵子と胚の培養
1960 年代に博士号取得候補者だったブリンスターは、哺乳類の初期胚を培養するための最初の信頼性の高い体外培養システムを開発しました。彼の最初の研究は、マウスの受精卵に関するものでした。1963 年に、彼は油の下に培地の微小滴を垂らす培養法を考案しました。これは、現在でも、体外受精中のヒトの卵子を含むすべての種の哺乳類の卵子の主要な培養技術となっています。その後 10 年間、ブリンスターはマウスの卵子代謝のさまざまな側面を研究し、すべての哺乳類の卵子に共通する特性を定義しました。これらの研究から、彼は培養培地と胚操作戦略を開発しました。これは、今日使用されているすべての卵子培養培地と操作方法の基礎となっています。彼は卵子代謝と培養の一般的な分野で 60 本以上の論文を発表し、哺乳類の卵子培養に関するその後の研究の基礎を築いた科学者です。彼の研究は、マウスや他の哺乳類の種における着床前発育のすべての段階を操作する信頼性の高い方法を提供しました (図 1 を参照)。[10] [9]
これらの技術は今日まで保存されており、遺伝子組み換え動物、胚性幹細胞研究、ヒトおよび哺乳類の体外受精、哺乳類のクローン作成、ノックアウト技術など、哺乳類の胚に関するあらゆる実験の基礎となっています。
彼の体外培養と卵子操作戦略は、胚分割、卵細胞質内精子注入、核移植、卵子へのミトコンドリア移植など、現代科学の基礎技術を直接可能にしました。これらの技術は、ブリンスターが導入して以来、ほとんど変わっていない方法で 体外で行われています。
この「ブリンスター法」による胚操作は、現代の生物学において非常に普及しており、他の科学者が現在の出版物でこの研究を引用することはほとんどありません。[10] [9]
マウスの胚に幹細胞を注入することで、最初の遺伝子組み換え動物のプロトタイプが誕生
ブリンスターは培養と操作の戦略を基盤として、発達中の胚とその生殖細胞の遺伝子構成を変更する技術を研究しました。1970 年代初頭、彼は一連の独創的な実験で幹細胞を胚 (胚盤胞) に注入しました。これは非常に重要なことであり、生殖系列の遺伝子を変更する可能性についての科学者の考え方を変えました。彼は、外来の奇形癌細胞がネイティブの胚盤胞細胞と結合して成体の「キメラ」マウスを形成できることを実証した最初の科学者であり、マウスの遺伝的特徴を変更するこの新しいアプローチの実現可能性を示しました (図 2)。[11]これらのキメラ マウスに外来細胞と新しい遺伝子を導入することで、最初のプロトタイプのトランスジェニック動物が生まれました。[8]さらに、この発見は胚性幹細胞の探索を刺激し、最終的に「ノックアウト マウス」の開発につながりました。
遺伝子組み換えと巨大マウス
ブリンスター教授は、受精卵にRNAとDNAをマイクロインジェクションした最初の科学者であり、これらのマイクロインジェクション法をトランスジェニックマウスの生成に応用する分野の最前線に立っていました。[4] [6] [14] [15]ブリンスター教授が開拓したマウスの受精卵への直接注入は、日常的な実験的生殖細胞系列改変を達成するための最初のアプローチであり、その後のすべての技術の基礎となりました（図3）。[13]
その後、ブリンスターはワシントン大学の著名な分子生物学者リチャード・パルミターと共同で、哺乳類への外来遺伝子の導入法を開発し、この方法を利用して多くの遺伝子の働きと機能を解明した。彼らの独創的な実験は、1980年代に遺伝子工学における世界的な革命を引き起こした。 [14] [15] [16]トランスジェニックマウスは現在、世界中の何千もの研究室で、がん生物学や心血管疾患から脱毛や異常行動まで、あらゆることを調査するために毎日使用されている。彼らの実験により、哺乳類の生殖細胞系列に新しい遺伝子を導入することで、疾患抵抗性を高め、成長を促進し、血友病患者に必要な血液凝固因子などの重要なタンパク質を生成できることが初めて示された。おそらく彼らの最もよく知られた実験は「巨大/スーパーマウス」の作製であり、これは科学界と一般大衆の間で、開発中の遺伝子組み換え技術の莫大な可能性に対する関心を喚起し、生物学、医学、農業における遺伝子革命のきっかけとなったとされている（図4）。[12]さらに、彼らはトランスジーンの発現の最初の証拠、トランスジーンから発生する癌の最初の例、卵子注入によるDNAの標的統合の最初の証拠を提供した。[17] [18]ブリンスターとパルミターは1980年代を通じて、人間の病気の最初の動物モデルの多くを共同で開発した。彼らのパートナーシップにより、最初のトランスジェニックウサギ、ヒツジ、ブタも生み出された。[19]
この大陸間協力により、遺伝子組み換え、相同組換えまたは「ノックアウト」技術、およびクローニングによる遺伝子組み換えの科学的な進歩の基盤となる一連の研究が構築されました。また、卵の培養と操作戦略は、ブリンスターとパルミターの実験だけでなく、あらゆる種の卵と胚を扱う他のすべての科学者にとって不可欠でした。ブリンスターが開発した卵の培養と注入技術は、現在あらゆる種のあらゆる種類の遺伝子変更に使用されている遺伝子組み換えのCRISPR/Cas9システムの基礎となっています。
つまり、ブリンスターの卵子注入技術は、遺伝子組み換え動物を生産するために最初に使用されたものであり、現在ではあらゆる種のあらゆる遺伝子改変を行うための主要な方法となっている。
精子の遺伝子改変
近年、ブリンスターは、精原幹細胞（SSC）と呼ばれる男性の生殖系列幹細胞を利用した一連の触媒的かつ変革的な発見により、幹細胞生物学の分野を前進させ続けています。精巣の精原幹細胞は、成人の体内で生涯にわたって分裂し、遺伝子を次世代に伝達する唯一の細胞であり、あらゆる哺乳類の遺伝子を修正するための強力なリソースとして確立されています。1994年に発表された優れた実験で、ブリンスターは、これらの幹細胞を生殖可能な男性の精巣から不妊男性の精巣に移植し、精子形成を確立してドナーハプロタイプの精子を生産できることを実証しました（図5）。[20] [22]彼はさらに、この技術が人間を含む調査されたすべての哺乳類に適用できることを実証しました。[21]現在、科学者は、生殖能力を維持するために、がん治療を受けている思春期前の男児に精原幹細胞の培養と移植を拡大しています（図6）。[21]精原幹細胞を採取、培養、遺伝子改変、凍結、移植する能力は、高度な遺伝子改変を可能にするだけでなく、個々の男性を生物学的に不死にするでしょう。さらに、現在の研究では、体細胞を生殖細胞、特にSSCに変換することがすぐに可能になることが示されており、これは科学的にも臨床的に重要な不妊症の治療にも大きな影響を与えるでしょう。[20]
これら 4 つの革命的な貢献はそれぞれ、科学的探究の分野全体を立ち上げました。
ラルフ・ブリンスターの生殖細胞改変の基盤となる画期的な実験の根本的かつ極めて重要な意義は、遺伝暗号をどのようなレベルで説明しても、実験的に改変してその結果を生体内で研究することができなければ、遺伝暗号の機能を理解することはできないという認識に表れています。今日の哺乳類における生殖細胞改変に関するこれらの実験は、卵培養と卵操作戦略の開発、胚盤胞に外来幹細胞が定着する可能性があることの実証、RNA と DNA の直接注入に対して卵が生き残る能力、精原幹細胞を改変する方法など、ブリンスターの基礎研究に基づいています。この分野におけるラルフ・ブリンスターの貢献は他に類を見ないもので、彼はしばしば「遺伝子組み換えの父」と呼ばれています。
主要な科学的認識
2003年、ブリンスターはウルフ医学賞を受賞し、「マウスの卵子と胚を操作する手順の開発により、遺伝子組み換えとマウスへの応用が可能になった。受精卵に（RNAを）マイクロインジェクションした最初の科学者であるブリンスターは、これらの方法を応用したトランスジェニックマウスの生成の最前線にいた」と評価された。 [4]重要なのは、あらゆる種の最初のトランスジェニックは、マウスの卵子に遺伝子を直接注入することによって行われたことであり、これは、その方法が説明されて以来、トランスジェニック動物を生成するための主要な方法となっている。さらに、CRISPR / Cas9アプローチの開発により、現在では、ほぼすべての状況とすべての種において、直接卵子注入が生殖細胞系列の改変の選択肢となっている。2006年、ブリンスターは、哺乳類の生殖細胞系列の改変における先駆的な発見により、カナダガードナー財団国際賞を受賞した。[5]表彰状には、「彼の貢献の範囲は、この分野で比類のないものである」と書かれている。最近では、ブリンスターは、生殖細胞遺伝子組み換えへの多大な貢献により、バラク・オバマ大統領から、米国政府が科学者や技術者に与える最高の栄誉である2010年国家科学賞を受賞しました。この賞が1962年に設立されて以来、ブリンスターは米国初の獣医師であり、ペンシルベニア大学から国家科学賞を受賞した8人目の科学者です。[7] [23]
学歴
ブリンスターは、ペンシルベニア大学獣医学部で研究生としてのキャリアをすべて過ごしました。1956年から1960年までは獣医学生として、1960年から1964年までは博士研究員および博士候補生として、その後は教員として続けました。[24] 1966年に助教授、1970年に教授、1975年に生殖生理学のリチャード・キング・メロン教授に任命され、現在もその職に就いています。1969年に、国立衛生研究所が資金提供した最初で唯一のVMD（DVM）とPhDの複合プログラムである獣医科学者トレーニングプログラムを設立し、1984年までそのディレクターを務めました。1969年以来、このプログラムは100人以上の複合学位取得者を養成し、彼らは全国で多くの上級職に就いています。 1997年から2007年まで、彼は獣医学部の動物トランスジェネシスおよび生殖細胞研究センターの科学ディレクターを務めました。2007年から2008年まで、彼は世界有数のプログラムの一つであるペンシルベニア大学再生医療研究所の創設共同ディレクターを務めました。彼は研究室で50人以上の博士課程前および博士課程後の研究員を訓練し、1964年から2020年まで毎年獣医学部の専門学生に生理学を教えました。2020年、ペンシルベニア大学はブリンスターの卓越した科学的貢献を称えるためにラルフ・L・ブリンスター学長特別教授職を設立しました。[25]
経歴
1961年、ブリンスターは、フィラデルフィア総合病院看護学校卒業生で登録看護師のエレイン・レディングと結婚し、現在はペンシルバニア州グラッドウィンに居住。4人の子供がいる。ローレン・R・ブリンスターは、ペンシルバニア大学獣医学部で獣医学博士号を取得。メリーランド州ベセスダにある国立衛生研究所の獣医病理学者である。クリステン・A・ブリンスターは、ボルチモア大学ロースクールで法務博士号を取得。メリーランド州にあるサザーランド＆ブリンスター法律事務所の訴訟弁護士兼設立マネージングパートナーである。デレク・R・ブリンスターは、ペンシルバニア大学ペレルマン医学大学院で医学博士号を取得。ニューヨーク州ニューヨーク市のノースウェル・ヘルスで心臓血管・胸部外科教授兼大動脈外科部長を務める。クレイトン・J・ブリンスターは、ペンシルバニア大学ペレルマン医学大学院で医学博士号を取得。彼はイリノイ州シカゴにあるシカゴ大学メディカルセンターの大動脈疾患センター長であり、血管および血管内外科の准教授です。2021年、家族の功績に対するエレインの多大な貢献を称えるため、子供たちによって科学または医学におけるエレイン・レディング・ブリンスター賞が設立されました。20万ドルの賞金とメダルは、毎年開催されるラルフ・L・ブリンスターシンポジウムで、ペンシルベニア大学再生医療研究所から、あらゆる国の優れた科学者に毎年授与されます。
受賞と栄誉
- 1960–1961 アメリカ獣医学会フェロー ペンシルバニア大学大学院文学科学
- 1961–1964 ペンシルベニア計画奨学生 ペンシルベニア大学大学院文学科学
- 1983年 ニューヨーク科学アカデミー生物医学賞
- 1984年 ハーヴェイ協会講師
- 1986年アメリカ芸術科学アカデミー会員[2]
- 1986年米国科学アカデミー医学研究所会員
- 1987 国際シンポジウムで表彰 W. アルトン ジョーンズ 細胞科学センター
- 1987米国科学アカデミー会員
- 1989年アメリカ科学振興協会フェロー
- 1989年米国農務省功労賞
- 1991年 ノーベルシンポジウム招待講師（スウェーデン、ストックホルム）
- 1992年アメリカ微生物学会会員
- 1992ファンダシオン・フアン・マーチ財団講演 マドリード、スペイン
- 1992年 国際胚移植学会パイオニア賞
- 1994年シャルル・レオポルド・マイヤー大賞フランス科学アカデミー最高栄誉賞（リチャード・パルミターと共著）
- 1994年 スペイン、バスク大学医学部名誉博士
- 1995年 ペンシルバニア大学獣医学部卒業生功労賞
- 1996年マーチ・オブ・ダイムズ賞 発生生物学部門ベアトリス・ミンツ氏と受賞（初年度）[24]
- 1997年バウアー賞および科学業績賞フランクリン研究所[26]
- 1997年生殖研究学会カール・ハートマン賞[6]
- 1997年ジョン・スコット科学賞フィラデルフィア市信託[27]
- 1998年 ブリンスター博士とその貢献が世界に与えた影響を讃える特別記念号を刊行、国際発達生物学ジャーナル
- 1998年 生殖研究のパイオニア賞 国立小児保健・人間発達研究所
- 1999年 ジョージ・ハメル・クック優秀卒業生賞 ラトガース大学、ニュージャージー州立大学[28]
- 2000 チャールトン講演 タフツ大学医学部
- 2000年 ニュージャージー州立大学ラトガース校より名誉理学博士号を授与
- 2001年 がん研究への先駆的な貢献が認められ、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターよりアーンスト・W・バートナー賞を受賞。
- 2002 高被引用研究者 (1980-2000)、科学情報研究所により指定。約 1,000 人中 1 人の著者がこのカテゴリに該当します。
- 2003年ウルフ医学賞、イスラエル「マウスの卵子と胚を操作する方法の開発により、マウスでの遺伝子組み換えとその応用が可能になった」マリオ・カペッキ、オリバー・スミシーズと共著[4]
- 2003 国立小児保健発達研究所名誉殿堂入り（計15名）
- 2006年ガードナー財団国際賞、カナダ「哺乳類の生殖細胞系列改変における先駆的発見」[5]
- 2010年、米国国家科学賞「トランスジェニックマウスの開発と利用への基礎的貢献」 [7]
- 2011年国際トランスジェニック技術協会生涯功労賞受賞。[29]
- 2012 年生涯功労賞。ペンシルベニア大学獣医学部の卒業生より。
- 2012 年、米国獣医繁殖学会および獣医繁殖学会を代表して、獣医繁殖学財団より、獣医繁殖学におけるキャリア優秀賞が授与されました。
- 2015年、カナダ、カルガリー大学より名誉法学博士号を授与。
- 2015年アメリカ生理学会フェロー。
- 2017年 ラルフ・L・ブリンスター学長特別教授、ペンシルベニア大学。[25]
- 2019 生殖細胞研究の最前線。ブリンスター精原幹細胞移植 25 周年記念シンポジウム、ペンシルバニア大学獣医学部。
大衆文化において
広く評価されているゼイディー・スミスの小説「ホワイト・ティース」には、1980年代のパルミターとブリンスターの遺伝子組み換え実験に大まかに基づいた、遺伝子組み換えマウス「フューチャーマウス」が大きく登場します。
2017年、ブリンスター博士は肖像画家のメアリー・ホワイトによって研究室で描かれました。メアリー・ホワイトは最近、「生涯にわたる卓越性への献身と、アメリカにおける肖像画や具象芸術の育成と向上に貢献した傑出した作品群」を称えられ、アメリカ肖像画協会金メダルを授与されました。[ 30]
参考文献
- ^ ラルフ・ブリンスター。全米科学技術メダル財団。2010年。 2019年2月7日閲覧。
- ^ ab 「会員名簿、1780-2010：第B章」（PDF）。アメリカ芸術科学アカデミー。 2011年4月16日閲覧。
- ^ ab Donna Loyle (2012年11月1日). 「ペンシルバニア大学の研究者が哺乳類の生殖細胞系列を研究してきた50年間の知見を共有」DVM Magazine。
- ^ abcd 「ラルフ・L・ブリンスター、2003年ウルフ医学賞受賞」ウルフ財団。2019年2月7日閲覧。
- ^ abcdef 「ラルフ・L・ブリンスター」.ガードナー財団。 2019 年 2 月 7 日に取得。
- ^ abcd 「1997 Carl G. Hartman Award Ralph L. Brinster」(PDF)。2004年3月15日。2019年2月7日閲覧。
- ^ abcd 「オバマ大統領が国内トップクラスの科学者とイノベーターを表彰」ホワイトハウス、2011年9月27日。2019年2月7日閲覧。
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外部リンク
- ウェブサイトへのリンク: http://www.vet.upenn.edu/research/research-laboratories/research-laboratory/brinster-laboratory-of-reproductive-physiology
- ブリンスター国立科学賞講演へのリンク: https://www.youtube.com/watch?v=nLmVlFRBUZ8
- ブリンスター国立科学賞授賞式へのリンク: https://www.youtube.com/watch?v=mOuBjuUQyJI
- NICHD コロキウム 2012 年 12 月、講義 #5 へのリンク: http://videocast.nih.gov/summary.asp?Live=12182&bhcp=1; 研究概要 20 分。
- NICHD 名誉殿堂入り 2003 講演へのリンク (1 時間 5 分): NIH VideoCast - NICHD 名誉殿堂入り 40 周年記念、自伝 20 分。
- 2002/3年ウルフ医学賞（詳細）