ロジャー・Y・ツィエン

ツィエンは全米優秀奨学生としてハーバード大学に入学し、 3年生の時にファイ・ベータ・カッパに選出された。 ^{[ 14 ]}彼は1972年に化学と物理学の学士号を最優等で取得した^{。[ 15 ]} 1年生の時のルームメイトで経済学者でありアイオワ州の政治家でもあるハーマン・クワームバックによれば、「彼が私がこれまでに出会った中で最も賢い人物だと言っても過言ではないだろう…そして私は多くの優秀な人々と出会ってきた。」^{[ 16 ]}

学士号取得後、ツィエンはマーシャル奨学金の援助を受けてイギリスのケンブリッジにあるケンブリッジ大学の生理学研究所に加わり、ケンブリッジのチャーチル・カレッジに居住した。^{[ 17 ]}彼は1977年に生理学の博士号を取得した。博士論文のテーマは「細胞生理学における有機化学ツールの設計と使用」^{[ 6 ]}で、生理学部のリチャード・エイドリアンが正式に指導し、化学科のアンディ・ホームズ、ジェリー・スミス、ジェレミー・サンダースが協力した。^{[ 17 ]}

ツィエンの研究室で開発された多色蛍光タンパク質は、細胞内または生物全体で特定の遺伝子がいつどこで発現するかを追跡するために科学者によって使用されています。通常、目的のタンパク質をコードする遺伝子は蛍光タンパク質の遺伝子と融合され、細胞に適切な波長の光を照射すると目的のタンパク質が細胞内で発光し、顕微鏡観察者がその位置をリアルタイムで追跡できるようになります。これは非常に普及した技術であり、分子生物学、細胞生物学、生化学の分野に新たな次元をもたらしました。^{[ 9 ]}

野生型GFPの発見以来、数多くの異なる GFP 変異体が作製され、試験されてきた。^{[ 23 ]}最初の大きな進歩は、1995 年に Tsien がNatureで報告した単一点変異(S65T) であった。^{[ 24 ]}この変異により、GFP の蛍光特性 (強度と光安定性の両方) とスペクトル特性が劇的に改善された。主要な励起ピークが 488 nm にシフトし、発光ピークが 509 nm に留まることが明確に観察され、これは一般的に利用可能なFITC設備のスペクトル特性と非常によく一致した。これらすべてにより、科学者が研究で GFP を使用する実用性が大幅に向上した。Tsien は主に、GFP がどのように機能するかについての理解と、GFP の新しい技術と変異体の開発に大きく貢献した。  

ロジャー・Y・ツィエンの元教え子には、宮脇篤史やアリス・Y・ティンなどがいる。

TsienによるGFP開発のタイムライン：^{[ 22 ]}

• 1994年：ツィエンは、GFP発色団が酸素を必要とするが他のタンパク質の助けを必要としない化学反応によって形成されるメカニズムを示した。
• 1994年～1998年：ツィエン氏らは、遺伝子改変と構造調整によって様々なGFP変異体を作製した。新たに作製されたGFP変異体は、より明るく発光し、黄色、シアン、青など様々な色を示すことができる。
• 2000年～2002年：ツィエンは、赤、ピンク、オレンジ色に発光するDsREDの単量体変異体を開発した。驚くべきことに、それ以来、生物の複雑な高分子ネットワークを「虹のすべての色」を使って標識またはマーキングすることが可能になった。

Tsienが関わったその他の詳細なハイライト: ^{[ 25 ]}

• 2002年：GFPとDsRedの決定的な構造上の違いが明らかになった。DsRedの発色団には二重結合が1つ多く存在し、それが共役系を拡張することで赤方偏移を引き起こす。
• 2002年：モノマー型DsRed（mRFP）が初めて開発された。
• 2004年：新たな「果実型」FPが（試験管内および生体内での指向性進化によって）生成された。

2009年、Tsienらのグループによって新しいタイプの赤外線蛍光タンパク質（IFP）が開発され、Science誌でさらに報告・記述された。新しいIFPは、クラゲのような多細胞生物ではなく、細菌のフィトクロムから開発された。通常の状態では、細菌のフィトクロムは蛍光ではなくシグナル伝達のために光を吸収するが、部位特異的変異誘発などの遺伝的手段によってシグナル伝達部分の一部を削除することで蛍光を発することができる。IFPが蛍光を発するためには、外因性の発色団であるビリベルジンが必要である。^{[ 26 ]}

2016年に、シアノバクテリア（Trichodesmium erythraeum）のフィコビリプロテインであるα-アロフィコシアニンから新しいクラスの蛍光タンパク質が進化し、小型超赤色蛍光タンパク質（smURFP）と名付けられました。smURFPは、リアーゼとして知られる外部タンパク質を必要とせずに、自己触媒的に発色団ビリベルジンを自己組み込みします。^{[ 27 ]}クラゲやサンゴ由来の蛍光タンパク質は酸素を必要とし、発色団形成時に化学量論量の過酸化水素を生成します。^{[ 28 ]} smURFPは酸素を必要とせず、過酸化水素も生成せず、発色団ビリベルジンを使用します。smURFPは大きな消光係数（180,000 M ⁻¹ cm ⁻¹）と控えめな量子収率（0.20）を持ち、生物物理学的明るさはeGFPと同程度で、サンゴ由来のほとんどの赤色または遠赤色蛍光タンパク質よりも約2倍明るい。smURFPのスペクトル特性は有機色素Cy5に似ている。^{[ 27 ]}

ロジャー・ツィエンは、広く普及した次世代シーケンシング技術の基礎を築きました。1990年10月26日、ロジャー・ツィエンらは、 DNAアレイ上で取り外し可能な3'ブロッカーを用いた段階的（「塩基ごと」）シーケンシングの特許を出願しました。イルミナはこの概念をDNAクローニングと統合し、次世代シーケンサーに採用しました。^{[ 29 ]}

Tsienはカルシウムイメージングの先駆者であり、カルシウムなどの特定のイオンの存在下で蛍光を発する様々な色素の開発で知られています。^{[ 9 ] [ 11 ]}そのような色素の一つであるfura-2は、細胞内のカルシウム濃度の変化を追跡するために広く使用されています。他の一般的なカルシウム指示薬であるindo-1とfluo-3も、それぞれ1985年と1989年にTsienの研究グループによって開発されました。彼はまた、マグネシウム、亜鉛、銅、鉄、鉛、カドミウム、アルミニウム、ニッケル、コバルト、水銀などの他のイオンの蛍光指示薬も開発しました。^{[ 30 ]}

エクオリンも細胞内のカルシウム濃度を示すのに有用なツールですが、いくつかの制限があります。主な制限は、発光時に補欠分子族であるコエレンテラジンが不可逆的に消費されるため、培地にコエレンテラジンを継続的に添加する必要があることです。このような問題を克服するために、TsienらのグループはカルモジュリンベースのセンサーであるCameleonも開発しました。^{[ 31 ]}

FlAsH-EDT2は、テトラシステインモチーフ（CCXXCC）を持つタンパク質を特異的に共有結合標識するための生化学的手法です。これは組換えタンパク質分子に基づく手法であり、1998年にTsienとその同僚によって開発されました。^{[ 32 ]}

• 「FLASH - EDT2 」：フルオレセインアセニカルヘリックスバインダー、ビス-EDT付加物、
• 「EDT」：1,2-エタンジチオール。

Tsienらのグループによるマウス実験では、蛍光ペプチドによって癌手術を誘導・補助できる可能性が示唆されている。これらのペプチドはプローブとして使用され、生体組織や臓器に無害である。体内での寿命はわずか4～5日である。臨床試験が待たれている。^{[ 33 ]}

ツィエンは著名な生化学発明家でもあり、2010年までに約100件の特許を保有または共同保有していた。1996年、ツィエンはオーロラ・バイオサイエンス社を共同設立し、同社は1997年に上場した。2001年、オーロラはバーテックス・ファーマシューティカルズに買収された。同様に、ツィエンは1999年にセノミックスの科学共同設立者でもあった。^{[ 12 ] [ 34 ]}

ツィエン氏はまた、史上初のサンディエゴ科学フェスティバルの受賞者との昼食会プログラムを通じて、有望な若手科学者への科学教育を推進した。^{[ 35 ]}

ツィエンは2016年8月24日に亡くなった。^{[ 40 ]}具体的な死因は明らかにされていないが、オレゴン州ユージーンの自転車道で亡くなったと報じられている。^{[ 41 ]}ツィエンは亡くなる前に癌を克服し、2013年には脳卒中を起こしていた。^{[ 42 ] [ 43 ]}

「彼は私たち全員の先を行っていました」とツィエンの妻ウェンディは語った。「彼は常に冒険家であり、開拓者であり、自由で高揚する精神の持ち主でした。勇気、決意、創造性、そして機知は彼の性格の特徴でした。彼は多くのことを成し遂げました。彼のことは決して忘れません。」^{[ 15 ]}