ルース・ヌシノフ

ルース・ヌシノフ
母校	ワシントン大学、ラトガース大学
知られている	核酸構造予測、PLoS Computational Biology、ヌシノフ プロット、平衡展開、タンパク質間相互作用予測、動的構造がタンパク質の機能と細胞表現型を決定する、構造選択と集団シフト、動的アロステリー、構造生物学の最新見解
受賞歴	生物物理学会フェロー賞 （2011年） ISCBフェロー （2013） ISCB シニア科学者賞 (2018) アメリカ物理学会フェロー賞（2020年） アメリカ医学生物工学協会（AIMBE）フェロー（2021）
科学者としてのキャリア
フィールド	バイオインフォマティクス、計算構造生物学、生物物理学
機関	ワイツマン研究所、バークレー、ハーバード、テルアビブ大学、NCI
論文	核酸の二次構造解析 （1977）
Webサイト	http://ccr.cancer.gov/staff/staff.asp?profileid=6892

ルース・ヌシノフ（ヘブライ語：פרופסורית רותי נוסינוב）は、レホヴォト生まれのイスラエル系アメリカ人生物学者で、テルアビブ大学医学部人類遺伝学科教授、国立衛生研究所国立がん研究所の主任科学者兼主任研究員を務めている。[ 1 ]ヌシノフ^はCurrent Opinion in Structural Biologyの編集長でもあり、以前はPLOS Computational Biology誌の編集長を務めていた。^{[2] [3]}

1978年、ヌシノフは核酸の二次構造予測のための最初の動的計画法を提案しました。この方法は現在ヌシノフアルゴリズムとして知られています。^{[4] [5]}

彼女の最も重要な発見は 1990 年代に行われました。1999 年にヌシノフは、結晶が 1 つしか捉えていない場合でも、すべての立体構造があらかじめ存在し、進化はそれらの動的な相互変換を機能のために利用し、野生型の形状のみが重要であるという定説を払拭するという変革的な概念を発表しました。^{[6] [7] [8] [9]ヌシノフは、}モノ、ワイマン、シャンジュが提唱した「開いた」コンフォメーションと「閉じた」コンフォメーションという当時の教義とはまったく異なるシナリオを提唱した。彼女は、折り畳まれた形態は 1 つではなく、彼らが示唆したように 2 つでもなく、多くの異なる形態があり、平衡状態ではシステムはそれらの間をジャンプし続け、この障壁通過が機能すると提唱した。彼女が提唱した概念は、リガンドがコンフォメーションの変化を誘導するのではなく (誘導適合のように)、リガンドは、わずかな最適化で、ドッキングにより適している可能性のあるシステム内の既存の (比較的まれで、エネルギーが最小ではない) コンフォメーションを選択できることを説明しているため、重要である。次に、リガンドはリガンドに結合し、平衡状態は補償するためにこのコンフォメーションをさらに生成し続けるが、彼女はこれを (1999 年に) アロステリック効果であると示唆した。この基本的な「コンフォメーション選択と集団シフト」の考え方は、「誘導適合」の代替として、教科書的なモデルは分子認識のメカニズムを説明する。立体配座間の動的な変化は触媒作用（2000）、調節、キナーゼ活性化、アロステリック薬物作用を説明する。^[9]彼女の概念は無数の実験によって確認され、現在では広く確立されている。ヌシノフらがそれ以来示してきたように、このパラダイムはアミロイド疾患におけるシグナル伝達、調節、凝集、および腫瘍形成性転換などの多様なプロセスの解明に役立ち、構造と機能の理解における驚異的な進歩に貢献している。^[10]

ヌシノフは、Google Scholarで8万回近く引用されている750本以上の科学論文を執筆し、何百もの招待講演を行っています。^{[11] [12]}最近では、「同じ遺伝子の変異がどのようにして癌と発達障害の両方を促進するのか？」という問いかけから、癌と神経発達障害の構造的および細胞レベルでの関連性を開拓しました。^[13]

彼女の伝記の個人的な科学的概要は、2018年に「ルース・ヌシノフの自伝」として出版されました。^[14]

ルース・ヌシノフは1966年にワシントン大学で微生物学の学士号を取得し、 1967年にラトガース大学で生化学の修士号を取得しました。 ^[12] 3人の子供を産むために8年間休学した後、1975年に学校に戻り、1977年にラトガース大学で生化学の博士号を取得しました。 ^{[14]彼女の論文のタイトルは}「核酸の二次構造解析」でした。^[12]

彼女はワイツマン研究所のポスドク研究員（1977-1980年）であり、その後バークレーとハーバードの客員研究員を務めた。ヌシノフはテルアビブ大学のコンピュータサイエンス学部の上級講師を務めた。彼女は1984年にテルアビブ大学医学部の准教授に就任し、1990年に教授に昇進し、現在は同大学の名誉教授である。^[12]

彼女とNIHの関係は1983年に始まり、最初は国立小児保健・人間発達研究所で、1985年からは国立がん研究所で活動している。^[12]ヌシノフ氏は1985年以来、がんイノベーション研究所の主任研究員を務めている。また、2016年からはメリーランド大学化学・生化学科の非常勤教授も務めている。^[15]

彼女はCurrent Opinion in Structural Biology誌の編集長であり、以前はPLOS Computational Biology誌の編集長を務めていました。^{[2] [3]また、} Biophysical Journal、  Physical Biology、^[16] Proteins、^[17] BMC Bioinformatics ^[18]、Journal of Biological Chemistry誌の編集委員も務めました。

• 「核酸とタンパク質の両方に関する計算生物学の進歩への並外れた貢献」により生物物理学会フェローに選出（2011年）^[19]
• ロスアラモス国立研究所非線形研究センター（CNLS）優秀ウラム研究員（2012年）^[12]
• 国際計算生物学会（ISCB ）フェロー選出（2013年）^[20]
• セオドア・フォン・カルマンフェロー賞 (2015) ^[12]
• イスラエルバイオインフォマティクス・計算生物学会（ISBCB）特別生涯賞（2015年）^[21]
• 計算分子医学：ルース・ヌシノフに捧げるミニシンポジウム（2015）^[22]
• 「トランスレーショナルメディシンにおける生体分子シミュレーションの優れた業績」に対するKeyLab賞（2018年）^[23]
• ISCB上級科学者賞（2018年）^[24]
• フレデリック国立がん研究所年間功績賞（2020年）^[12]
• ACS 2020年秋季会議「ダイナミックアンサンブル、細胞シグナル伝達、創薬：ルース・ヌシノフ記念シンポジウム（2020年）^[12]
• アメリカ物理学会（APS）フェロー選出（2021年）^[25]
• ルース・ヌシノフ記念論文集、アメリカ化学会（ACS）（2021）^[26]
• アメリカ医学生物工学協会（AIMBE）カレッジオブフェロー2021年度クラス（医学生物工学エリート）（2021）^[27]
• EMBO会員に選出（2024年）^[28]

1978年、ヌシノフはRNA二次構造予測のための動的計画法アルゴリズムを発表し、以来この方法が主流となっています。^[4]このアルゴリズムは、ヨーロッパやアメリカのバイオインフォマティクスや計算生物学の授業で教えられ、書籍にも掲載され、複数のソフトウェアパッケージで活用されています。

核酸の二次構造予測に関する研究の他に、ヌッシノフは1980年代初頭にゲノムにコード化された機能的シグナルを求める研究を行い、後にトレンドとなったDNA配列解析の先駆者としても評価されている。^{[29] [30]}

1990年代にヌシノフは、タンパク質や細胞の表現型、およびアロステリック薬の作用の指標となる明確な立体配座状態とその傾向を伴う、機能における動的立体配座アンサンブルの役割を開拓した。 ^{[6] [7] [8] [9]}彼女は、すべての立体配座があらかじめ存在していると提唱し、分子認識を説明するための「誘導適合」の代替として「立体配座選択と集団シフト」のモデルを提案した。 ^[6]彼女が導入した概念は、すべての立体配座状態があらかじめ存在し、さまざまなリガンドが結合でき、その後アンサンブルの再平衡（シフト）が起こることを強調した。また、アロステリックな翻訳後修飾がどのように機能するかを明らかにし、脂質、イオン、水分子もアロステリックを介して作用できることを強調した。^[9]彼女はまた、すべての動的タンパク質がアロステリックであること、^[31]疾患におけるアロステリックの役割、およびアロステリック薬が基礎レベルでどのように機能するかを提案した。彼女が導入したパラダイムは、アロステリック薬物設計、生体分子工学、分子進化、細胞シグナル伝達における科学界の見解と戦略に影響を与えました。ヌシノフの命題に沿って、動的な集団シフトは現在、アロステリックの起源として広く認識されています。また、アロステリックな疾患関連の活性化変異の影響も説明します。^{[32] [33] [34]}

彼女のグループが開拓した新しい概念は、生物物理学者や構造生物学者がタンパク質-リガンド相互作用について考える方法を変え、現在では化学/生化学のコースに取り入れられています。この大きな意義と進歩は、数十年前の概念を革新するものとしてサイエンス誌でも称賛され、「教科書は50年以上もの間、誘導適合メカニズムを支持してきましたが、データ（特にNMR）は、多様な生物学的プロセスに対する強力なパラダイムを明白に支持しています」と指摘されています。^[35]構造選択/集団シフトのメカニズムは現在、広く確立されています。ヌシノフらが示したように、この新しいパラダイムは、アミロイド疾患におけるシグナル伝達、触媒、遺伝子調節、凝集、そして最近では、がんにおける突然変異の活性化メカニズムなど、多様なプロセスの解明に役立ち、同じ遺伝子の突然変異がどのようにしてがんと神経発達障害の両方を促進するのかという不可解な問題に取り組んでいます。^{[36] [13]}