ジョージ・スターク

ジョージ・スターク
生まれる1933年（91～92歳）
ニューヨーク市、米国
職業
  • 化学者
  • 生化学者
  • 教授
学歴
教育

ジョージ・スターク（1933年生まれ）はアメリカの化学者、生化学者です。彼の研究分野は、タンパク質と酵素の機能と修飾、インターフェロンとサイトカイン、シグナル伝達、遺伝子発現などです。

私生活

ジョージ・スタークは1933年にニューヨーク市で生まれました。父ジャック・スタークはレストランのオーナー、母フローレンス・スタークは簿記係でした。彼は3人兄弟の末っ子で、エドナとバーニスという2人の姉がいました。[1]

スタークと家族は第二次世界大戦勃発に伴い、メリーランド州の半田舎（ワシントンD.C.周辺）に移住しました。父親は「スタークのビーフ・アンド・ビーンズ」というレストランを開店し、スタークはそこでよく手伝っていました。一家はスタークが高校3年生になるまでそこに住み、その後1950年にニューヨーク市に戻りました。[1]

スタークはその後ニューヨーク市で学業を終えました。キャリアを通じて、カリフォルニアからイギリスまで、様々な都市で研究活動を行いました。直近の勤務地はオハイオ州クリーブランドでした。[1]

彼は学部時代に妻のメアリー・ベックと出会い、二人は卒業後まもなく結婚しました。メアリーは後に放射線物理学者になりました。二人の間には、ジャンナとロバートという二人の子供がいます。[1]

教育とキャリア

ワシントンD.C.地域に住んでいた頃、スタークはメリーランド州のハイアッツビル高校に3年間通いました。その後、最終学年としてブロンクス科学高校に進学しました。 [1]

スタークはコロンビア大学コロンビア・カレッジで学士号と修士号を取得しました。1955年に学士号、1959年に博士号を取得しました。医学部進学を目指して学部課程をスタートしましたが、比較解剖学の授業で苦戦したため進路を変更しました。大学院では化学を専攻し、有機化学および生化学の教授であったチャールズ・ドーソンの研究室で研究を行いました。その後、ロックフェラー大学で博士研究員として研究を行い、様々な酵素に関する広範な研究を行いました。[1]

フェローシップ終了後、彼はスタンフォード大学で研究職に就き、そこで20年間研究を行い、生化学の教授を務めた。ロンドンで数回のサバティカル休暇を経た後、1983年に帝国癌研究基金（ICRF）からの常勤職員の申し出を受け入れた。ICRFでは研究室を運営し、研究副部長を務めた。[1]

1992年、ICRFの強制的な退職を回避し、スタークは研究を続けるため米国に戻った。オハイオ州クリーブランドに定住し、クリーブランド・クリニック財団の会長を務め、1992年から2002年にかけてラーナー研究所の拡張に貢献した。この間、ケース・ウェスタン・リザーブ大学で遺伝学の教授も務めた。後にクリーブランド州立大学の健康と疾患における遺伝子制御センターの諮問委員会委員長を務め、クリーブランド州立大学とラーナー研究所が共同で提供していた細胞分子医学専門プログラム（CMMS）の開発を支援した。現在、クリーブランド・クリニック財団で癌生物学の研究を続けている。[1]

研究

スタークは250以上の論文を発表し、ノーベル賞受賞者数名と共同研究を行ってきました。彼の研究は主に、酵素の利用、タンパク質の修飾、切断、分析、そして生化学的経路の操作に焦点を当てています。

コロンビア大学大学院時代、スタークは黄色いカボチャの皮に濃縮されているアスコルビン酸酸化酵素を研究し、特にそのスルフィドリル基の役割に焦点を当てました。アスコルビン酸酸化酵素の阻害に関する研究は既に行われており、その観察結果から、スルフィドリル基は酵素活性時にのみ露出し、アスコルビン酸の酸化に不可欠であると考えられるようになりました。p-クロロ水銀安息香酸を用いた阻害研究を通じて、スタークはこの特定の酵素の機能はスルフィドリル基に依存しないという結論に達しました。これらの研究の詳細と結果は、スタークの博士論文で説明されています。[2]

ロックフェラー大学での研究員時代に、彼はノーベル賞受賞者のスタンフォード・ムーアやウィリアム・ハワード・スタインと共に研究を行った。彼は尿素から生成できるシアン酸塩に関する重要な研究を行った。彼の実験は、尿素溶液中では特にリボヌクレアーゼの酵素活性が低下する理由を説明することを目指した。クロマトグラフィーを使用して、スタークは、シアン酸塩存在下でのリボヌ​​クレアーゼのアミノ酸配列の変化、具体的にはリジン残基の喪失を検出できたため、シアン酸塩が尿素溶液中のアミノ基のカルバミル化を促進するという仮説を立てた。その後、彼はさまざまなタンパク質と尿素を使用して仮説を評価するためにいくつかの実験を行った。さらにクロマトグラフィー分析と修飾タンパク質の酸加水分解を行った結果、スタークは、シアン酸塩は確かにアミノ基およびスルフィドリル基と反応し、後者の方がより速く反応するという結論に達した。[3]スタークと彼の同僚であるデレク・スミスは、これらの発見を用いて、ペプチド鎖の配列決定を支援するN末端残基を決定する新たな方法を開発しました。基本的に、シアネートはアミノ基と反応して露出させ、酸と反応してヒダントインを形成します。ヒダントインは対応するアミノ酸に分解されます。このプロセスは、タンパク質の配列決定におけるジニトロフルオロベンゼン法に似ています。[4]

ロックフェラー研究員を終えたスタークは、同じくノーベル賞受賞者のアーサー・コーンバーグにスカウトされ、スタンフォード大学で研究を行った。彼の研究は、リン酸からアスパラギン酸へのカルバミル基の転移を触媒するアスパラギン酸トランスカルバミラーゼに焦点を当て、彼と同僚のキム・コリンズは、この反応の中間体であるN-ホスホンアセチル-L-アスパラギン酸（通称PALA）を調べた。彼らは、この特定の中間体が阻害剤になり得ると仮定し、実際に合成したところ、ATCaseを阻害することがわかった。[5]ここからスタークの哺乳類細胞の研究が始まった。アスパラギン酸トランスカルバミラーゼは、ピリミジンヌクレオチドのde novo合成に必要な最初の3つの酵素の1つであり、スタークはハムスター細胞でこのタンパク質複合体を単離できた後、その細胞をPALAで処理して、この経路が阻害されることを発見した。[6]さらに、スタークは同僚のランドール・ジョンソンと共に、マウス細胞における腫瘍治療薬としてPALAを使用する試験を開始し、重要な基礎的成果を得ました。PALAは移植可能な腫瘍の増殖を効果的に抑制しましたが、固形腫瘍では効果があまりありませんでした。後に、この効果はヒト細胞にはうまく適用できず、単独では治療効果は限られていることが判明しました。[7]

スタークとスタンフォード大学の同僚たちが成し遂げたもう一つの大きな進歩は、ノーザンブロット法とウェスタンブロット法の開発でした。これらの技術により、研究者は単離されたmRNAをより効率的に検出できるようになりました。この技術を実現するために、彼らはまず、DNAとRNAの両方に反応するジアゾ化セルロースをDNAと結合させる方法を開発しました。[8]その後、ゲル電気泳動とセルロースクロマトグラフィー紙を用いてmRNA分子を単離し、相補的なDNA鎖でプローブすることが可能になりました。この方法は、それまで使用されていたサザンブロット法とは異なり、DNAではなくRNAの分析を可能にしました。[9]同様の方法がタンパク質の同定にも使用され、ウエスタンブロットと呼ばれる方法が生まれました。[10]この方法のバリエーションは、ほぼ同時期に独立して研究を行っていた2つのグループによっても報告されています。スイスのバーゼルのハリー・タウビンと同僚、シアトルのフレッド・ハッチンソン癌研究センターのロバート・ナウインスキーの研究室のW・ニール・バーネットで、「ウエスタン」ブロッティングという名前も作りました。[11] [12]タウビングループは検出に二次抗体を使用しており、これは現在ウエスタンブロット法の主流となっています。

スタークの最も重要な進歩のいくつかは、インターフェロン依存性シグナル伝達の領域におけるものである。これらの研究はスタンフォードで始まり、彼がロンドンにいた間も続けられ、ロンドンの彼の研究室は遺伝子増幅のメカニズムとともにこれらの経路に焦点を当て、この研究は彼の残りのキャリアを通じて続けられた。スタークの研究室グループは、帝国がん研究基金のイアン・M・カーのグループと共同で、IFN依存性シグナル伝達の主要成分を特定しようと試みていた。[13]インターフェロンは抗ウイルス活性を誘導し、細胞増殖を抑制し、アポトーシスを制御し、免疫応答の促進に関与している。[14]ジェームズ・E・ダーネルの研究室グループと同時進行で、スタークのグループはインターフェロンαとインターフェロンγの研究を通じて、新しい直接的なシグナル伝達経路を発見することができた。この特定の経路は、JAK-STATシグナル伝達経路としてよく知られており、細胞表面のインターフェロン受容体とヤヌスキナーゼ（JAK）との相互作用を特徴としています。JAKは、シグナル伝達・転写活性化因子（STAT）と呼ばれる基質タンパク質をリン酸化します。これらのSTATタンパク質は核に移行し、転写を開始します。[15]これらのタンパク質は、DNA損傷療法に対する癌細胞の耐性にも関与しており、これはスタークがケース総合癌センター  での研究キャリアを通じて注力してきた多くの研究テーマの一つに過ぎません。[16]

受賞と功績

受賞歴

  • アメリカ生物化学会1986 HAソバー記念講演
  • 1997年インターフェロンとサイトカイン研究優秀賞ミルスタイン賞受賞[17]  
  • コネチカット大学分子細胞生物学科 1998年 ヒュー・クラーク特別講演者
  • ラーナー研究所の著名な科学者
  • 癌研究所1999年 基礎および腫瘍免疫学における優れた研究に対するウィリアム・B・コーリー賞
  • 2019年スティーブン・C・ビアリング賞、第37回受賞者

会員資格

遺産

2015年、スターク氏と妻はクリーブランド州立大学の健康と疾患における遺伝子制御センターに大学院奨学金を寄付した。[20]

参考文献

  1. ^ abcdefgh Stark, George R. (2005-03-18). 「私の人生は科学であり、レストランビジネスではない」. Journal of Biological Chemistry . 280 (11): 9753– 9760. doi : 10.1074/jbc.X400011200 . ISSN  0021-9258. PMID  15632125. S2CID  35626130.
  2. ^ Stark, George R.; Dawson, Charles R. (1962年3月). 「アスコルビン酸酸化酵素におけるスルフィドリル基のアクセス可能性について」. Journal of Biological Chemistry . 237 (3): 712– 716. doi : 10.1016/s0021-9258(18)60362-x . ISSN  0021-9258. PMID  13916312.
  3. ^ スターク, ジョージ・R.; スタイン, ウィリアム・H.; ムーア, スタンフォード (1960年11月). 「尿素水溶液中に存在するシアン酸塩とアミノ酸およびタンパク質との反応」. Journal of Biological Chemistry . 235 (11): 3177– 3181. doi : 10.1016/s0021-9258(20)81332-5 . ISSN  0021-9258.
  4. ^ Stark, George R.; Smyth, Derek G. (1963年1月). 「タンパク質中のNH2末端残基の決定におけるシアン酸塩の利用」. Journal of Biological Chemistry . 238 (1): 214– 226. doi : 10.1016/s0021-9258(19)83983-2 . ISSN  0021-9258. PMID  13983448.
  5. ^ Collins, Kim D.; Stark, George R. (1971年11月). 「アスパラギン酸トランスカルバミラーゼ」. Journal of Biological Chemistry . 246 (21): 6599– 6605. doi : 10.1016/s0021-9258(19)34156-0 . ISSN  0021-9258.
  6. ^ Coleman, PF; Suttle, DP; Stark, GR (1977年9月). 「ピリミジンヌクレオチドのde novo合成を開始する多機能タンパク質のハムスター細胞からの精製」. Journal of Biological Chemistry . 252 (18): 6379– 6385. doi : 10.1016/s0021-9258(17)39968-4 . ISSN  0021-9258. PMID  19472.
  7. ^ Johnson, RK; Inouye, T.; Goldin, A.; Stark, GR (1976年8月). 「アスパラギン酸トランスカルバミラーゼの遷移状態阻害剤であるN-(ホスホンアセチル)-L-アスパラギン酸の抗腫瘍活性」. Cancer Research . 36 (8): 2720– 2725. ISSN  0008-5472. PMID  1064466.
  8. ^ Noyes, Barbara E.; Stark, George R. (1975年7月). 「セルロースに共有結合したDNAを用いた核酸ハイブリダイゼーション」 . Cell . 5 (3): 301– 310. doi :10.1016/0092-8674(75)90105-1. ISSN  0092-8674. PMID  167982. S2CID  24255927.
  9. ^ Alwine, JC; Kemp, DJ; Stark, GR (1977-12-01). 「アガロースゲル中の特異的RNAの検出法：ジアゾベンジルオキシメチルペーパーへの転写とDNAプローブとのハイブリダイゼーションによる」米国科学アカデミー紀要. 74 (12): 5350– 5354. Bibcode : 1977PNAS...74.5350A. doi : 10.1073/pnas.74.12.5350 . ISSN  0027-8424. PMC 431715. PMID 414220  . 
  10. ^ Renart, J.; Reiser, J.; Stark, GR (1979-07-01). 「ゲルからジアゾベンジルオキシメチルペーパーへのタンパク質の転写と抗血清による検出：抗体特異性と抗原構造を研究するための方法」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 76 (7): 3116– 3120. Bibcode : 1979PNAS...76.3116R. doi : 10.1073/pnas.76.7.3116 . ISSN  0027-8424. PMC 383774. PMID 91164  . 
  11. ^ Towbin, H; Staehelin, T; Gordon, J (1979). 「ポリアクリルアミドゲルからニトロセルロースシートへのタンパク質の電気泳動転写：手順といくつかの応用」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 76 (9): 4350– 4354. doi : 10.1073/pnas.76.9.4350 . ISSN  0027-8424. PMC 411572. PMID 388439  . 
  12. ^ Burnette, W.Neal (1981). 「ウェスタンブロッティング：ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲルから未修飾ニトロセルロースへのタンパク質の電気泳動転写と抗体および放射性ヨウ素化プロテインAによる放射線検出」 .分析生化学. 112 (2): 195– 203. doi :10.1016/0003-2697(81)90281-5.
  13. ^ Stark, George R.; Darnell, James E. (2012-04-20). 「JAK-STAT経路20年目」. Immunity . 36 (4): 503– 514. doi :10.1016/j.immuni.2012.03.013. ISSN  1074-7613. PMC 3909993. PMID 22520844  . 
  14. ^ Stark, George R.; Kerr, Ian M.; Williams, Bryan RG; Silverman, Robert H.; Schreiber, Robert D. (1998年6月). 「細胞はインターフェロンにどのように反応するか」. Annual Review of Biochemistry . 67 (1): 227– 264. doi : 10.1146/annurev.biochem.67.1.227 . ISSN  0066-4154. PMID  9759489.
  15. ^ Darnell, JE; Kerr, IM; Stark, GR (1994-06-03). 「Jak-STAT経路とインターフェロン（IFN）およびその他の細胞外シグナル伝達タンパク質に対する転写活性化」. Science . 264 (5164): 1415– 1421. Bibcode :1994Sci...264.1415D. doi :10.1126/science.8197455. ISSN  0036-8075. PMID  8197455.
  16. ^ 「George R. Stark」. Case Comprehensive Cancer Center | School of Medicine | Case Western Reserve University . 2020年8月26日. 2021年4月16日閲覧。
  17. ^ 「ジョージ・スターク博士」ミルスタイン賞. 1997年6月21日. 2021年4月16日閲覧。
  18. ^ 「ジョージ・スターク」. nasonline.org . 2021年4月16日閲覧。
  19. ^ クレスゲ, ニコール; シモーニ, ロバート D.; ヒル, ロバート L. (2007-07-20). 「シアネート化学、酵素機構、そして遺伝子増幅：ジョージ・R・スタークの研究」.生化学ジャーナル. 282 (29): e23 – e24 . doi : 10.1016/S0021-9258(20)54846-1 . ISSN  0021-9258.
  20. ^ 「CSUの健康と疾患における遺伝子制御センター、寄付大学院奨学金の遺贈を受ける｜クリーブランド州立大学」www.csuohio.edu . 2021年4月16日閲覧。
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