Jeffery Taubenberger

Jeffery Karl Taubenberger (* 1961 i Landstuhl , Tyskland ) er en amerikansk virolog . Sammen med Ann Reid var han den første til å sekvensere genomet til influensaviruset som utløste " spansk influensa " i 1918. Publiseringen av genomet ble kåret til et av årets viktigste gjennombrudd av tidsskriftet Science i slutten av 2005 og ble kåret til årets studie av medisinsk tidsskrift The Lancet ("Årets 2005-papir").

opplæring

Jeffery Taubenberger ble født i Tyskland som den tredje sønnen til en offiser i den amerikanske hæren. Han og foreldrene hans flyttet til forstedene til Washington, DC da han var ni år etter at faren ble overført til USAs forsvarsdepartement . Taubenberger fullførte en kombinert opplæring som lege ( MD , 1986) og naturforsker ( Ph. D. , 1987) ved Medical College of Virginia i Richmond i et kurs for studenter som ønsket å gå i grunnleggende medisinsk forskning. I doktorgradsarbeidet undersøkte han hvordan stamcellene i benmargen skiller seg ut i modne, hvite blodlegemer . I 1988 begynte han å trene som patolog ved National Cancer Institute of the National Institutes of Health . I 1993 fikk han sin første jobb ved Pathology Institute of the US Armed Forces ( Armed Forces Institute of Pathology, AFIP ). Der skulle han opprette et nytt laboratorium for å introdusere de daværende vanlige molekylære metodene i instituttets patologiske arbeid. Etter et år ble han utnevnt til leder for Institutt for molekylær patologi. Dette inkluderte et forskningslaboratorium der han kunne forfølge grunnleggende forskningsspørsmål .

AFIP er en del av Walter Reed Army Medical Center i nordøst i Washington. Den ble opprinnelig opprettet av Abraham Lincoln i 1862 for å bekjempe "sykdommer på slagmarken". I dag fungerer patologiavdelingen primært som en konsultasjonstjeneste, der en ny mening kan innhentes gratis fra militærleger og mot et gebyr fra sivile leger. Titusener av henvendelser behandles årlig, med antagelse om at et representativt utvalg av hver sak kan beholdes. Over tid har AFIP samlet vevsprøver fra rundt 2600 000 mennesker fra kirurgisk materiale og obduksjon . For det meste er det FFPE , dvs. vevstykker på størrelse med en kube som er fiksert med formalin og innebygd i blokker av parafin .

En delfinsykdom

Instituttet er også aktivt innen veterinærmedisin . Vinteren 1987 døde omtrent halvparten av flaskehalse delfinene ved Atlanterhavskysten i USA av en forundrende sykdom. En veterinærpatolog fra AFIP konkluderte med at det var en virusinfeksjon fra prøver fra drevne dyr. I 1991 lyktes Albert Osterhaus i å isolere et morbillivirus fra delfiner som hadde blitt offer for en lignende sykdom i Middelhavet. Prøvene fra den første epidemien ble ansett som for dårlige til å kunne finne virus; Taubenberger ble bedt om å prøve det uansett.

På slutten av 1980-tallet hadde Kary Mullis funnet en måte å amplifisere DNA ved hjelp av en teknikk kalt polymerasekjedereaksjon (PCR). Med denne metoden lyktes molekylærbiologen Amy Krafft til slutt å isolere fragmenter av morbillivirus- RNA . Ved den anledningen perfeksjonerte teamet teknikkene for å ekstrahere RNA fra sterkt nedbrutt vev ved hjelp av PCR. (Hvis du starter med en motsatt streng av RNA, som det er tilfelle med influensa eller morbillivirus, må du først kopiere dem til en DNA-streng i samme retning).

På jakt etter patogenet som forårsaket den "spanske influensa" i 1918

Siden Taubenberger fryktet finansieringskutt, så han i 1995 etter en anvendelse av PCR på arbeidsplassen sin, den enorme lagringen av vevsprøver i "Armed Forces Institute of Pathology (AFIP)" i Washington, hvor det lagres millioner av vevsprøver, hvorav mange ennå ikke er undersøkt, enn si evaluert. Han bestemte seg til slutt for å se etter restene av influensaviruset som forårsaket den spanske influensa i 1918. Leiren inneholdt parafinblokker fra til sammen 77 soldater som hadde dødd i pandemien. Taubenbergers team så etter prøver fra de døde som hadde blitt offer for den opprinnelige virusinfeksjonen i stedet for den påfølgende bakterielle lungebetennelsen. Syv prøver så lovende ut.

Genomet til influensavirus omfatter rundt 13 000 basepar, som hadde brutt seg opp i biter på rundt 100 basepar i lengden i vevsprøvene. For å kunne bruke PCR, måtte primere først konstrueres, dvs. korte DNA-biter med sekvensen i speilbilde til de to endene av fragmentet. De binder seg til fragmentet og en polymerase brukes til å etterfylle basene mellom primerne for å lage en kopi. De resulterende millionene av genkopier blir radioaktivt merket i prosessen. De kan deretter skilles på en tynn gel ved å strømme en elektrisk strøm gjennom gelen. De radioaktivt merkede fragmentene etterlater til slutt en sverte på en røntgenfilm som plasseres over gelen.

Det var kjent fra serumtester av mennesker som hadde levd på tidspunktet for "den spanske influensa" at viruset måtte tilhøre H1N1-undertypen . Teamet så først på alle tilgjengelige sekvenser av influensavirus av denne subtypen for å se om noen seksjoner av et bestemt gen stemte overens med praktisk talt alle baser. Disse seksjonene ble omdannet til grunning. Det første målet var å avgjøre om fragmenter av influensavirus faktisk var til stede i vevsprøvene. Det meste av laboratoriearbeidet ble utført av Ann Reid , og i over et år fant hun ingenting. 23. juli 1996 lyktes Amy Krafft, som hun hadde henvendt seg til for å få hjelp, å levere første bevis. Vevet tilhørte en privatperson ved navn Roscoe Vaugh, som døde 26. september 1918 i Camp Jackson, South Carolina , av betennelse i venstre lunge. Høyre fløy ser ut til å ha ligget noen dager etter etter hvert som sykdommen utviklet seg, så viruset var fortsatt til stede da han døde.

Sekvensen - det var et matriksgen - stemte ikke nøyaktig overens med noen kjent sekvens, slik at forurensning kunne utelukkes. Taubenbergers team isolerte totalt ni fragmenter av viralt RNA fra fem forskjellige gener. De tilbød den første publikasjonen til Nature , men redaksjonen returnerte den uten å ha gitt den til anmeldere. Vitenskapen var også skeptisk i starten, men til slutt publiserte nukleotidsekvensene 21. mars 1997, som til sammen tilsvarte 15 prosent av hemagglutiningenet og noen få små fragmenter fra fire andre gener. Sommeren 1997 hadde teamet utarbeidet hele sekvensen av hemagglutinin. På dette tidspunktet oppstod problemet at halvparten av det tilgjengelige materialet fra Roscoe Vaughn for det ene genet hadde blitt brukt opp. Det var forutsigbar at alle ti gener av 1918-viruset ikke kunne sekvenseres fra det tilgjengelige materialet. (I september 1997 ble vev fra en privatperson ved navn James Downs, som døde av influensa i Camp Upton, New York, i 1918, også funnet positivt.)

Johan Hultin kommer inn

Mars-artikkelen i Science hadde også blitt lest av Johan Hultin . Allerede i 1951 prøvde patologen å gjenopprette viruset "Spansk influensa" fra ofre begravet i permafrosten på Seward-halvøya, Alaska . På et sted kalt Teller Mission den gangen hadde han gravd opp lik, hvorfra han tok prøver fra lungene til laboratoriet sitt i Iowa. Han hadde brukt alle forskningsmetodene som var kjent på den tiden, men fant ingen aktive virus. Han leverte sitt arbeid til University of Iowa i 1951 sammen med Albert P. McKee. Vel, i PCR-tiden, skjønte han at han kunne prøve igjen.

I juli 1997 tilbød han Jeffery Taubenberger å gå tilbake til Brevig - som stedet nå ble kalt - i Alaska. Han fikk igjen tillatelse til å grave etter ofre for "den spanske influensa", og denne gangen kom han over restene av en overvektig kvinne, rundt 30 år gammel, som han kalte "Lucy". Kroppsfettet hadde holdt lungene råtne , og Hultin fjernet begge lungene, som han sendte til Taubenberger i Washington.

Det viste seg at i tilfelle "Lucy" var virusfragmentene enda mindre - omtrent 100 basepar sammenlignet med 150 i tilfelle Vaugh og Downs - men nå var det nok materiale til å fullføre sekvensen av viruset flere ganger. Taubenberger og Reid lyktes i å lage en komplett hemagglutininsekvens og dermed bekrefte resultatene oppnådd på Vaughn. I alle tre tilfeller - Vaughn, Downs og "Lucy" - skilte de 1800 baseparene seg bare noen få steder. Dette var den best mulige bekreftelsen på at hemagglutininsekvensen i 1918 faktisk var funnet.

I en serie artikler publiserte teamet hele genomet av influensavirus i 1918. Arbeidet ble støttet av Department of Veterans Affairs ( Veteran's Administration ) og Forsvarsdepartementet finansierte USA. Publiseringen av genomet ble kåret til et av årets viktigste gjennombrudd av tidsskriftet Science i slutten av 2005 og ble kåret til årets studie av medisinsk tidsskrift The Lancet (2005 Paper of the Year).

Etter nesten ti års arbeid lyktes Taubenberger og hans kolleger i å isolere genfragmenter av patogenet og deretter sette dem sammen som et puslespill for å danne et virusgenom. Dette er nå beskyttet i høysikkerhetslaboratoriene til US Disease Protection Agency.

Personlig

Jeffery Taubenberger ble født på US Army Hospital i Landstuhl som sønn av sin amerikanske mor og hans tyske far. Hans far, Heinz Karl Taubenberger, var allerede en dataekspert og en vellykket rulleskøyter , som på slutten av 1940-tallet og begynnelsen av 1950-tallet gjentatte ganger vant tittelen som tysk juniormester på rulleskøyter både i individuelle konkurranser og i parskøyter.

I hans ekstra Jeffery Taubenberger spiller forskjellige treblåsere , spesielt obo , engelsk horn og klarinett . Hans hovedinteresse er imidlertid å komponere . I 1981 skrev han sitt første verk, operetten The Wayward Prince ("The Moody Prince"), teksten sammen med Andrew Russo, hvis ouverture Taubenberger hadde premiere i juli 1982 som dirigent for George Mason University Orchestra . I 1984 skrev han symfonien i d-moll , som han utførte som dirigent for Richmond Community Orchestra det året. Andre arbeider inkludert Sanger for tenor og piano basert på dikt av Goethe (1985/86), to kvintetter for treblåsere (1987/88) og en strykekvartett i G-moll (1990) fremført av Columbia String Ensemble samme år og igjen av Gallery Quartet i 1995 har vært. Ulike fantasier for solo piano (1994), en strykkvartett i e-mol (1997) og "Daydreams", et symfonisk dikt for stort orkester (2000) fulgte etter. Symfonien i C-dur og en strykekvartett i B-moll har pågått siden henholdsvis 2005 og 2007, men fullføringen lider av økte faglige og familiære forpliktelser.

Jeffery Taubenberger er gift og har to barn. I dag jobber han for National Institutes of Health .

litteratur

• Pete Davies: Catching Cold. Penguin, 1999, s. 194-259. ISBN 0-718-14349-3
• Gina Kolata: influensa. Macmillan, 2000, s. 187-218. ISBN 0-333-75105-1

Individuelle bevis

1. ^ Jeffery K. Taubenberger, Ann H. Reid, Amy E. Krafft, Karen E. Bijwaard, Thomas G. Fanning: Initial Genetic Characterization of the 1918 'Spanish' Influenza Virus. I: Science , bind 275, 1997, s. 1793-1796
2. ↑ Johan v. Hultin og Albert P. McKee: Fiksering av "nøytralisert" influensavirus av Susceptoble Cells. I: Journal of Bacteriology. Volum 63, nr. 4, 1952, s. 437-447, PMC 169294 (fri fulltekst).
3. ^ Foto Hultin i: Fugleinfluensa - Et virus fra vår egen klekking
4. ↑ UI alum hedret på våren oppstart for å hjelpe dechiffrere 'spanskesyken' årsaker. ( 9. oktober 2009 minnesmerke på internettarkivet ) University of Iowa Carver College of Medicine, mai 2009
5. ↑ Ann H. Reid et al. Opprinnelse og utviklingen av 1918 “spansk” influensavirus hemagglutinin genet. I: PNAS . Volum 96, nr. 4, 1999, s. 1651-1656, doi: 10.1073 / pnas.96.4.1651
   Ann H. Reid et al.: Karakterisering av det "spanske" influensavirus-neuraminidasegenet fra 1918. I: PNAS. Volum 97, nr. 12, 2000, s. 6785-6790, doi: 10.1073 / pnas.100140097
   Christopher F. Basler et al.: Sekvens av pandemisk influensavirus nonstrukturelt gen (NS) segment og karakterisering av rekombinante virus som bærer 1918 NS gjenopprette. I: PNAS. Volum 98, nr. 5, 2001, s. 2746-2751, doi: 10.1073 / pnas.031575198
   Ann H. Reid et al.: Karakterisering av matrisegen-segmentet 'spansk' influensavirus fra 1918. I: Journal of Virology. Volum 76, nr. 21, 2002, s. 10717-10723, doi: 10.1128 / JVI.76.21.10717-10723
   Ann H. Reid et al.: Novel origin of the 1918 pandemic influenza virus nucleoprotein gen. I: Journal of Virology. Volum 78, nr. 22, 2004, s. 12462-12470, doi: 10.1128 / JVI.78.22.12462-12470
   Jeffery K. Taubenberger el al.: Karakterisering av influensapolymerasegenet fra 1918. I: Natur . Volum 437, 2005, s. 889-893, doi: 10.1038 / nature04230