Гордон Генри Диксон (25 марта 1930 — 24 июля 2016) — британский биохимик, специалист в области секвенирования генов и изучения реакций транспептидации в биосистемах. Часто считается отцом молекулярной биологии протамина.

Биография Гордон Диксон родился в Дурбане 25 марта 1930 года в семье Уолтера и Рут Диксон, урожденной Найтингейл. Дед Гордона, Филип Брассингтон-Диксон, был инженером, уехавшим из Лондона в 1880-х гг., чтобы помочь в строительстве национальной железнодорожной системы в Южной Африке. Отец Гордона, Уолтер Дж. Диксон (1887 г.р.), родился в Ледисмите, Южная Африка, и приехал в Европу в 1914 г., чтобы принять участие в Первой мировой войне. Он женился на Рут Найтингейл, и они вернулись в Южную Африку, где впоследствии родился Гордон.

Из-за Великой депрессии семья Диксонов в 1932 году вернулась в Великобританию, поселившись в Гертоне, Кембриджшир. В 1943 г. в Бирме погиб старший брат Г. Диксона, Уолтер.

Благодаря успешному обучению в Кембриджской средней школе для мальчиков Г. Диксон показал высокие результаты на экзаменах, что позволило ему поступить в Тринити-колледж Кембриджского университета. Став стипендиатом, Г. Диксон получил степень бакалавра с отличием (MA) по медицинским наукам и степень бакалавра естественных наук.

Г. Диксон начал учебу в аспирантуре Кембриджского университета под руководством профессора Чарльза Хейнса (FRS), позже перешел за ним на факультет биохимии Университета Торонто, где в 1956 году защитил докторскую диссертацию на тему «Реакции транспептидации в биологических системах с рассмотрением специфичности и кинетики реакции, катализируемой глицилтранспептидазой капусты».

На данном этапе своей карьеры Г. Диксон вместе с Джорджем Коннеллом и Оливером Смитисом (FRS, 1998; лауреат Нобелевской премии, 2007) разработал технику электрофореза в крахмальном геле, которая одно время использовалась в исследованиях белков во всем мире. Кроме того, Диксон, Коннелл и Смитис сделали важные открытия, связанные со структурой гаптоглобинов человека.

В 1954—1958-х гг. Г. Диксон занялся своей постдокторской работой, связанной с изучением строения, активных центров и механизмов действия трипсина и химотрипсина под руководством Ханса Нейрата в Вашингтонском университете, Сиэтл.

После получения постдокторской степени он стал штатным сотрудником у Ганса Кребса (лауреат Нобелевской премии, 1953) и Ханса Корнберга (FRS, 1965) в лабораториях MRC по исследованию клеточного метаболизма при Оксфордском университете. Таким образом, Г. Диксону удалось напрямую поработать с четырьмя лауреатами Нобелевской премии (Ганс Кребс; Оливер Смитис; Майкл Смит, FRS; Фред Сэнгер, FRS).

Вернувшись в Канаду в 1959 году, Г. Диксон занял должность научного сотрудника в Медицинских исследовательских лабораториях Коннахта в Торонто (1959—1960 гг.). Затем в качестве доцента поступил на кафедру биохимии Университета Торонто (1960—1963 гг.) и вскоре получил звание профессора. Далее Г. Диксон переехал в Ванкувер в качестве профессора кафедры биохимии Университета Британской Колумбии.

Научные исследования В 1951—1963 гг. Г. Диксон принял участие в исследованиях, направленных на установление структуры белкового гормона инсулина, которые способствовали подготовке его полного химического синтеза. В сотрудничестве с А. К. Уордлоу и С. Уилсоном Г. Диксон осуществил первую рекомбинацию разделенных А- и В-цепей инсулина.

Работа в Ванкувере (1963—1972 гг.) В 1963 году Г. Диксон пришел на факультет биохимии Университета Британской Колумбии, где начал изучать регуляцию экспрессии генов протамина (в основном из семенников форели). В этот период он привлек к своей исследовательской группе Виктора Линга, Дональда Т. Вигла, Чоя Хью и Питера Кандидо.

Г. Диксон предложил В. Лингу заняться выяснением биосинтеза протамина во время сперматогенеза у радужной форели. Это представляло интерес, поскольку гистоны в сперматогониях, по-видимому, полностью заменялись протаминами во время развития сперматозоидов. Протамин необычен тем, что представляет собой небольшой высокоосновный белок, упаковывающий ДНК в головку спермия и примерно на две трети состоящий из остатков аргинина.

Команда Г. Диксона обнаружила, что можно вызвать полное половое созревание самцов радужной форели примерно через шесть недель после проводимой два раза в неделю инъекции экстракта, полученного из гипофизов нерестового лосося. Это наблюдение позволило получить удобную и относительно синхронизированную модель для изучения сперматогенеза и активации биосинтеза протамина. Исследования В. Линга и Г. Диксона привели к открытию, что протамин вырабатывается на димерных рибосомах, первоначально фосфорилируется в цитоплазме, а затем дефосфорилируется в ядре.

В 1966—1967-х гг. в команду лаборатории Г. Диксона был приглашен Д. Т. Вигл. Г. Диксон поручил Д. Виглу проект, изначально направленный на определение типов гистонов в развивающихся клетках семенников форели, что привело к открытию нового гистона, уникального для клеток семенников. Последующие исследования в лаборатории Г. Диксона открыли фундаментальное свойство экспрессии генов и эпигенетики — регуляции посредством ацетилирования и метилирования гистонов во время развития. В то же время Г. Диксоном и Д. Виглом было установлено, что метионин необходим для инициации синтеза протамина в бесклеточной системе семенников форели. Это открытие стало первым свидетельством того, что метионин является инициатором в эукариотическом организме. Одновременно Ричард Джексон и Тони Хантер независимо сообщили, что метионин инициирует синтез гемоглобина в бесклеточной системе асцита мыши с помощью иРНК гемоглобина. Обе статьи были опубликованы в одном и том же выпуске журнала Nature за 1970 г.

В 1966 году Г. Диксон нанял Чоя Хью для работы над докторской программой (1967—1970 гг.) на факультете биохимии Университета Британской Колумбии. Докторская диссертация была сосредоточена на структурном определении бета-субъединицы гаптоглобинов человека (HP), группы сывороточных гликопротеинов, способных связывать гемоглобины. Ранее Гордон показал вместе с Коннеллом и Смитисом, что HP состоят из альфа- и бета-субъединиц во всех трех типах, используя электрофорез в 8 М мочевинно-крахмальном геле и полную денатурацию белков. Хотя бета-субъединицы были общими для всех, существовало две отдельные альфа-субъединицы разных размеров. Ученые предложили частичную дупликацию генов, чтобы объяснить эволюцию альфа-субъединиц. Впоследствии это было подтверждено полным секвенированием аминокислот этих альфа-субъединиц. Первичную структуру большой бета-субъединицы определяли путем фракционирования ферментативных гидролизатов с использованием колоночной хроматографии и ручного секвенирования очищенных пептидов, что оказалось трудной задачей, решение которой потребовало много времени.

Разработка Эдманом и Беггом автоматического секвенатора белков (1967 г.) привела к попытке команды Г. Диксона (Г. Диксон, Джо Дурго, Чой Хью) создать собственный белковый секвенатор. В качестве основы использовали старый музыкальный аппарат. Ученым удалось получить установленную последовательность из трех аминокислот, однако примеси реагентов сделали фоновый шум слишком высоким и продолжение построения аминокислотной цепи стало невозможно.

Ближе к концу данного периода Г. Диксон нанял Питера Кандидо (аспиранта 1968—1972 гг.) для работы над хромосомными белками сперматозоидов.

Университет Сассекса (1972—1974 гг.) Г. Диксон был назначен заведующим кафедрой биохимической группы Университета Сассекса. В течение относительно короткого времени своего пребывания в Сассексе (1972—1974 гг.) Г. Диксон направил исследовательскую работу своей группы на определение биохимических и структурных переходов сперматогенеза, в частности, на изучение иРНК протамина.

Университет Калгари (1974—1994 гг.) В 1974 году Г. Диксон был принят обратно на работу в Канаде как профессор медицинской биохимии в Университете Калгари под эгидой Фонда медицинских исследований Альберты, где он оставался на протяжении всей своей карьеры (1974—1994 гг.) и занимал должность руководителя кафедры (1983—1988 гг.).

Г. Диксон возглавил Группу роста и развития, способствуя пониманию того, как ДНК упаковывается в ядрах клеток, а также обеспечивая точный контроль ее экспрессии во время процессов роста, развития и воспроизводства.

Благодаря работе научной группы Г. Диксона были описаны синтез полноразмерной кДНК протамина и его использование для основанного на гибридизации определения распределения последовательностей иРНК поли(А)- и поли(А)+протамина в развивающихся семенниках форели. В 1978 г. был опубликован обзор, описывающий форму иРНК протамина во время сперматогенеза у радужной форели.

В сотрудничестве с лабораторией Ван де Санде было обнаружено, что последовательности ДНК, соседствующие с генами протамина, могут существовать в Z-конформации. Это открытие стало важной частью исследовательской программы, ведущей к секвенированию генов протамина человека и крупного рогатого скота.

В 1986—1989-х гг. благодаря сотрудничеству с Рафаэлем Оливой в лаборатории Г. Диксона были открыты механизмы реакций перехода нуклеогистона в нуклеопротамин во время сперматогенеза invitro, а также описана роль гиперацетилирования гистонов в клонировании, секвенировании и отслеживании эволюции генов протамина. Эта работа, ставшая одной из наиболее цитируемых статей в этой области, была опубликована Г. Диксоном, а затем обобщена в обширном обзоре, который также объединил новые оригинальные данные для понимания эволюции, функции и регуляции протамина и его генов.

Награды и почести 1966 г. — Премия Айерста, Премия Айерста/Фармации/Мерк-Фросста, Канадское биохимическое общество (в настоящее время Канадское общество биохимии, молекулярной и клеточной биологии).

1966 г. — Премия Стейси в области естественных наук, Мемориальный фонд EWR Стейси (за успешную рекомбинацию двух субъединиц инсулина invitro, заложившую основу для последующего органического синтеза активного гормона).

1970 г. — FRS, Канада: избрание членом Королевского общества Канады в знак признания большого вклада в развитие биохимии.

1978 г. — FRS, Лондон, Великобритания.

1979 г. — получение стипендии Джозайи Мэйси (Фонд Джозайи Мэйси-мл.)

1980 г. — Медаль Флавеля, Королевское химическое общество

1982—1983 гг. — Президент Канадского биохимического общества.

1987—1990 гг. — Президент Панамериканского биохимического общества.

1988—1994 гг. — Член Исполнительного комитета Международного Союза Биохимиков.

1991 г. — Премия памяти Исаака Уолтона Киллама, Университет Альберты.

1993 г. — кавалер Ордена Канады.

Примечания

Категория:Химики по алфавиту Категория:Химики Великобритании Категория:Химики XX века Категория:Химики XXI века