アンソニー・キャッシュモア
ニュージーランドの分子生物学者
アンソニー・キャッシュモア
生まれる
アンソニー・R・キャッシュモア

（1941年1月22日）1941年1月22日（84歳）
オークランド、ニュージーランド
教育オークランド大学
（学士、修士、博士）
知られているアラビドプシスにおける青色光受容体クリプトクロムの発見[1]
配偶者ナンシー・ボニーニ
受賞歴米国科学アカデミー会員に選出
科学者としてのキャリア
フィールド植物生物学
分子生物学
機関ペンシルベニア大学 （名誉教授）
ロックフェラー大学
（准教授）

アンソニー・R・キャッシュモア（1941年1月22日生まれ）[2]は、ニュージーランドの生化学者、植物分子生物学者であり、クリプトクロム 光受容体タンパク質の同定で最もよく知られています。[1] [3] [4] [5] これらの特殊なタンパク質は、植物の発育に不可欠であり、植物や動物の概日リズムに重要な役割を果たしています。 [4] [5] [6] [7]ペンシルベニア大学生物学部の名誉教授で あるキャッシュモアは、1986年の就任から2011年の退職まで植物科学研究所を率いました。[8]彼は2003年に米国科学アカデミーに選出されました。 [9]

幼少期と教育

1941年、ニュージーランドのオークランドで生まれたキャッシュモアは、マナワルとテ・アロハで育った。10代の頃、キャッシュモアはパーマストン・ノースにあるニュージーランド科学産業研究省（DSIR）の草地部門で働いていた。[10]

キャッシュモアはオークランド大学に入学し、化学を専攻し、1962年に理学士号、1963年に理学修士号、1966年に博士号を取得した。[2] 1968年にキャッシュモアはケンブリッジ（英国）に移り、ケンブリッジ大学化学部で博士研究員として研究を行い、その後MRC分子生物学研究所に所属した。[2] [9] 1971年にキャッシュモアは米国に移り、カリフォルニア大学バークレー校のマイケル・チャンバーリン研究室で研究員として働き、その後ニュージーランドに戻った。[2] [9]

1979年、キャッシュモアはロックフェラー大学（ニューヨーク）に着任し、最初はナムハイ・チュア研究室の客員研究員として、その後助教授、准教授を務めた。[11] 1986年、キャッシュモアはペンシルベニア大学（フィラデルフィア）の植物科学研究所の所長に任命された。[4] [2]彼は2011年に退職し、現在はペンシルベニア大学の生物学名誉教授である。 [8]

キャリア

プロストラチン

博士課程在学中、キャッシュモアはニュージーランドの有毒低木であるピメレア・プロストラタの有毒成分を精製した。[10]分配クロマトグラフィーを用いて、キャッシュモアはプロストラチンと呼ばれる活性成分を精製・結晶化した。キャッシュモアの研究により、プロストラチンはクロトン油に含まれる共発がん性ホルボールエステルと驚くほど類似していることが示され、その後、化学合成[12]とX線結晶構造解析法[13]を用いてこの関係が確認された。

核酸化学

ヒドラジン分解

ニュージーランド科学産業研究局（DSIR） （パーマストンノース）でジョージ・ピーターセン（ニュージーランドの生化学者）と一緒に働いていたキャッシュモアは、核酸の研究と、選択的な化学試薬を使用してDNAの核酸配列を決定する方法を紹介しました。[10]キャッシュモアとピーターセンは、 DNAサンプル中のプリンヌクレオチドを測定するツールとしてヒドラジンの使用を検討しました。[14] [15] ヒドラジン処理されたDNAはその後アルカリ条件にさらされると分解することを認識し、キャッシュモアはDNAサンプル中のプリンヌクレオチドを測定する定量的な技術を定義しました。[14]その後、アラン・マクサムとウォルター・ギルバートがヒドラジン分解アプローチを使用してマクサム・ギルバート配列決定法を開発したが、これはDNA配列決定のための最初の広く採用された方法でした。[16]

tRNA

ケンブリッジ大学のダン・ブラウン[17]と共同で、キャッシュモアは試薬メトキシアミンがtRNA中の限られた数のシトシン残基と反応することを実証した。その後、キャッシュモアはフレッド・サンガーが当時開発したRNAシーケンシング法を用いて、大腸菌のチロシンサプレッサーtRNA中の反応性シトシン残基を特定した。[18]このtRNAの変異体を研究した結果、キャッシュモアはループIIIの基底部に新たな反応性シトシン残基を発見した。[19]この発見は、保存された残基の塩基対合が起こったことを示唆しており、転移RNAの三次元構造について提案された初期のモデルの1つを裏付けている。[20]

RuBisCOの生合成

リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ（RuBisCO）は、世界で最も豊富なタンパク質であると考えられており、[21]光合成エネルギーを利用して、リブロース-1,5-ビスリン酸を2つの3-ホスホグリセリン酸分子に変換することで二酸化炭素を固定します。二酸化炭素固定の役割のため、気候変動の分野では興味深い酵素です。[22] [23]ニュージーランドの DSIR パーマストンノースでは、[24]キャッシュモアが、植物の葉緑体に存在するマルチサブユニット（8つの大サブユニットと8つの小サブユニット）タンパク質であるRuBisCOの生合成を研究しました。タンパク質合成の選択的阻害剤を使用して、キャッシュモアは、RuBisCO の大サブユニット（葉緑体リボソームで合成されることが知られている）とは対照的に、RuBisCO の小サブユニットは細胞質リボソーム上で可溶性の前駆タンパク質として生成されることを示し[25]可溶性前駆体タンパク質はその後処理され、葉緑体に取り込まれる。[26] [27]

光制御エンハンサー配列

ロックフェラー大学で、キャッシュモアはエンドウ豆の核RuBisCO小サブユニット遺伝子の光制御発現に関連するDNA配列を研究した。 [28]これらの研究のために、キャッシュモアはゲント（ベルギー）のジェフ・シェルとマーク・ヴァン・モンタギューの研究室の科学者と共同研究した。[29]彼らは遺伝子組み換え植物細胞を用いて、エンドウ豆において光制御発現は1キロベース（kb）のプロモーター断片によって媒介されることを実証した。[28] 2番目の研究では、このDNA断片はエンハンサー配列の特性を持ち、どちらの方向でも機能し、通常は光制御されないプロモーターと融合した場合でも機能することが示された。[30]

クリプトクロム

1881年、フランシス・ダーウィンとチャールズ・ダーウィンは、植物が青色光に対して光屈性反応を示すことを実証しました。 [31] [32] [33]発見が難しかったため、科学者たちはこの効果を担う光受容体因子にクリプトクロムと名付けました。 [34]光調節の研究に「シロイヌナズナ遺伝学の力」を活用することに関心を抱いたキャッシュモアは、 [7] 1980年にポスドク学生のマーガレット・アフマドと共同で、青色光に対する感受性が低下したシロイヌナズナの変異体を特定しました。キャッシュモアとアフマドはDNAシーケンシングと相補性解析を用いてこの遺伝子をクローニングし、これらの変異体が既に特定されていたhy4変異体の対立遺伝子であることを発見しました。[5]アフマドとキャッシュモアはこの青色光受容体を「クリプトクロム」と名付け、現在ではCRY1と呼ばれています。[5] [35]キャッシュモアの研究グループは、cDNAライブラリースクリーニングを用いてクリプトクロムファミリーの2番目のメンバー（CRY2）を特定しました。[4]この研究は、他の植物種、細菌、真菌、動物、そしてヒトにおけるCRYタンパク質の特定、そして種を超えた概日時計の調節におけるこれらのタンパク質の重要な役割を定義する研究[7] [36]や、渡り鳥における光依存の磁気コンパス方位を可能にする主要な感覚分子としての役割を定義する研究の基盤となりました。 [37]今日、光ベースの診断および治療用ウェアラブル光子ヘルスケアデバイスは、クリプトクロム光受容体の機能に基づいています。[38]

人間の行動、自由意志、意識

近年、キャッシュモアは人間の行動というテーマに目を向け、自由意志と意識の概念を研究しました。このテーマに関する論文[39]の中で、キャッシュモアは、生まれか育ちかの相対的な重要性に関する一般的な議論において、個人は遺伝的継承にも環境にも責任を負わないという認識が一般的に欠落していると指摘しました。[39]この観察に基づき、彼は「この自由意志の概念はどこから来るのか？」と問いかけ、科学界に自由意志の概念を再考するよう促しました。[39]

キャッシュモアは、科学的手法を用いて情報哲学のアプローチからこの概念を検証し、人間を含むすべての生物系は化学と物理の法則に従うと主張した。さらにキャッシュモアは、自由意志の概念は「宗教的信念や時代遅れの生気論に似た幻想」であり、デカルトの二元論への継続的な信念に相当し、したがって刑事司法制度における説明責任に関する社会の解釈と矛盾すると主張した。[39] [40]この論文は、生物学、行動科学、哲学の分野の科学者による議論と分析を刺激した。[41]科学者で作家のジェリー・コーインは、決定論と刑事司法制度に関するこの論文を読んだ後、「即座に決定論に転向した」と述べた。[42] [43] [44]

栄誉と賞

キャッシュモアは、2011年に退職するまで、ペンシルベニア大学で生物学の教授と植物科学研究所の所長を務めた。[9] 2011年以来、彼はペンシルベニア大学（生物学部）の名誉教授である。[9]キャッシュモアは、100を超える査読付き研究論文を執筆し、Plant Molecular Biology、The Plant Journal、およびProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americaの出版物の編集委員を務めた。[9] [45]彼は2003年に米国科学アカデミーに選出された。 [9] [46]

選定された出版物

ジャーナル記事

  • Herrera-Estrella L, Van den Broeck G, Maenhaut R, Van Montagu M, Schell J, Timko M, Cashmore A (1984). Tiプラスミドベクターを用いてタバコに導入されたキメラ遺伝子の光誘導性および葉緑体関連発現. Nature 310, 115–120. PMID  6330570
  • Timko MP, Kaush AP, Castresana C, Fassler J, Herrera-Estrella L, Van den Broeck G, Van Montagu M, Schell J, Cashmore AR (1985). 上流エンハンサー様エレメントによる植物遺伝子発現の光制御. Nature 318, 579–582. PMID  3865055
  • Ahmad MとCashmore AR (1993). A. thalianaのHY4遺伝子は青色光受容体の特性を持つタンパク質をコードする. Nature 366, 162–166. PMID  8232555
  • Lin C, Robertson D, Ahmad M, Raibekas A, Jorns M, Dutton P, Cashmore A. (1995). フラビンアデニンジヌクレオチドとシロイヌナズナ青色光受容体CRY1の会合. Science 269, 968–970. PMID  7638620
  • キャッシュモア、A（2010）「ルクレティウスの逸脱：人間行動と刑事司法制度の生物学的基盤」 PNAS 107（10）、4499-4504。PMID 20142481

特許

  • US 5728925、Herrera-Estrella, Luis; Van Den Broeck, Guido & Van Montagu, Marc et al.、「キメラ遺伝子コード用トランジットペプチドおよび異種ポリペプチド」、1998年3月17日公開、Bayer AGおよびPlant Genetic Systems NVに譲渡 
  • US 5824859、キャッシュモア、アンソニー・ロバート、アフマド、マーガレット、リン、チェンタオ、「青色光受容器およびその使用方法」、1998年10月20日公開、ペンシルベニア大学評議員会に譲渡 

本の章

  • Jarillo J, Capel J, Cashmore AR (2004). 「第8章 植物概日時計の生理学的および分子的特徴」, 『概日リズムの分子生物学』[47]

私生活

キャッシュモアは、ナンシーとノーマン・キャッシュモア夫妻のもと、ニュージーランドのオークランドで生まれました。[48]彼はアメリカの神経科学者で遺伝学者のナンシー・ボニーニと結婚しています。[49]

参考文献

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• Google Scholar – アンソニー・R・キャッシュモア

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