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Marco Bretscher

Mark Steven Bretscher (nacido el 8 de enero de 1940) es un biólogo británico y miembro de la Royal Society . Trabajó en el Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Inves...

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Mark Steven Bretscher (nacido el 8 de enero de 1940) es un biólogo británico y miembro de la Royal Society . Trabajó en el Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica en Cambridge , Reino Unido y actualmente está jubilado.

Educación

Mark Bretscher nació en Cambridge y estudió en la Abingdon School de 1950 a 1958. [1] Luego fue al Gonville and Caius College de la Universidad de Cambridge en 1958 para estudiar Química, donde obtuvo un doctorado y se convirtió en investigador asociado. [2]

Carrera

En 1961 se incorporó a la Unidad del MRC para el Estudio de la Estructura Molecular de los Sistemas Biológicos en el laboratorio Cavendish como estudiante de posgrado con Francis Crick y Sydney Brenner y luego pasó un año como becario Jane Coffin Childs con Paul Berg en Stanford (1964-5). Se unió al personal del Laboratorio de Biología Molecular del MRC en Cambridge, convirtiéndose en Jefe de la División de Biología Celular (1986-1995) y científico emérito (2005-2013). [2] Fue profesor visitante de bioquímica y biología molecular en la Universidad de Harvard (1974-75) y becario de la Sociedad del Cáncer Eleanor Roosevelt y profesor visitante en la Universidad de Stanford (1984-85). Fue elegido miembro de la Royal Society en 1985.

Las principales contribuciones de Bretscher se encuentran en las áreas del mecanismo de la biosíntesis de proteínas , la estructura de las membranas celulares (especialmente la de los glóbulos rojos humanos ) y la migración de células animales .

Síntesis de proteínas

En su primer artículo, sobre el código genético , la palabra "codón" apareció impresa por primera vez (insertada por Francis Crick). [3] Bretscher demostró más tarde que la cadena polipeptídica en crecimiento está unida a uno de los grupos hidroxilo del residuo de adenosina terminal del ARNt . [4] Con Kjeld Marcker descubrió que el ARNt metionina iniciador se une directamente al sitio del péptido (P) en el ribosoma [5] y que la síntesis de proteínas puede comenzar en un mensajero circular , lo que demuestra que durante la iniciación un ribosoma no necesita un final: el AUG iniciador correcto no se encuentra comenzando en un extremo del ARNm y luego seleccionando el primer AUG. [6] Propuso que, durante la translocación, las dos subunidades ribosomales se mueven una con respecto a la otra, lo que resulta en un sitio híbrido P/A; esto sugirió que el movimiento del peptidil-ARNt y el ARNm unido desde el sitio A al sitio P ocurre en dos pasos. [7]

Membranas celulares

Utilizando un nuevo agente de marcado, demostró que los eritrocitos humanos tienen sólo dos proteínas principales expuestas en sus superficies externas (ahora conocidas como el canal de aniones y la glicoforina ) y que ambas abarcan la bicapa lipídica con una orientación única, las primeras proteínas que se demostró que abarcan la membrana. También descubrió que los aminofosfolípidos, fosfatidiletanolamina y fosfatidilserina , son inaccesibles desde fuera de la célula y propuso, por tanto, que la bicapa es asimétrica, con los lípidos de colina formando la monocapa externa y los aminolípidos la monocapa citoplasmática. Sugirió que esta asimetría surge durante la biosíntesis de la membrana, proponiendo que todos estos lípidos se fabrican en la cara citoplasmática de la bicapa, pero los lípidos de colina son posteriormente trasladados por una hipotética translocasa lipídica a la monocapa externa que llamó " flipasa ". [8]

Junto con Munro, propuso que el aparato de Golgi concentra el colesterol desde el lado cis del Golgi hacia el lado trans. Esto ayuda a mantener el nivel de colesterol en un nivel alto en la membrana plasmática, lo que la convierte en una mejor barrera para la célula. La presencia de colesterol hace que la bicapa sea más gruesa: el aumento del grosor de la membrana de cis a trans conduce a una filtración solo de aquellas proteínas que tienen un dominio transmembrana lo suficientemente largo como para avanzar hacia la superficie celular. Esta es una nueva forma de clasificación de proteínas. [9]

Movimiento celular

Es el principal protagonista del esquema de flujo de membrana para la locomoción celular , que se basa en gran medida en cómo ocurre la formación de la tapa [10] y el movimiento de partículas de carbono en las superficies de fibroblastos migratorios estudiados por Michael Abercrombie [11] . Abercrombie sugirió que su movimiento de partículas reflejaba el movimiento de la superficie desde el frente de la célula hasta su parte trasera, y que el frente se extendía mediante la adición de membrana allí desde los depósitos internos. La mayoría de las células de mamíferos hacen circular continuamente su membrana superficial en un proceso impulsado por el ciclo endocítico . Las fosas recubiertas de clatrina [12] en la membrana plasmática hacen brotar un segmento de la superficie hacia la célula; esta membrana se procesa a través de varios compartimentos intracelulares y luego se devuelve a la superficie celular. [13] Cuando las células se mueven, un proceso llamado movimiento ameboide, el frente de la célula se extiende por delante de la célula y luego el extremo trasero de la célula se lleva hacia adelante. Bretscher amplió la visión de Abercrombie de que el borde delantero de la célula se extiende mediante la adición de membrana intracelular a la misma por exocitosis y esta membrana se recupera, por endocitosis , de las regiones de la superficie celular más cercanas a la parte posterior de la célula. Esta membrana circulante está restringida a unas pocas proteínas (principalmente receptores que llevan nutrientes, como LDL o transferrina ) a la célula y lípidos. De esta manera, se establece un ciclo endocítico polarizado, una pierna de este se encuentra en la superficie de la célula, la otra en su tránsito a través de la célula: esta separación espacial en la superficie de la célula entre los sitios de exocitosis (el frente) y los sitios de endocitosis (más atrás) causa un flujo de membrana desde el frente de la célula hacia su parte posterior. Para muchos propósitos, este flujo puede considerarse un "flujo de lípidos": hace que grandes agregados en la superficie celular, como partículas de carbono adheridas, proteínas de superficie reticuladas o lípidos reticulados [14] sean arrastrados hacia la parte posterior de la célula. [15] Sin embargo, las proteínas de superficie que no han sido reticuladas también tenderían a ser arrastradas hacia atrás, pero su distribución en la superficie celular está aproximadamente aleatorizada por el movimiento browniano . [16] Demostró que la adición de membrana de reciclaje en células en movimiento ocurre en el borde delantero de la célula. [17] Sugirió que el papel del citoesqueleto en este proceso es transportar la membrana intracelular al frente de la célula y ayudar a estructurar la membrana recién exocitosada en el frente de la célula. En esta visión, la célula es algo así como unatanque , la superficie unida al sustrato actúa como una banda de rodadura para mover la célula hacia adelante. Los pies de la célula (generalmente integrinas ) también circulan para proporcionar nuevas fijaciones para el frente de la célula. [18]

La velocidad de circulación de la membrana coincide con la necesaria para mover la célula hacia adelante; los estudios con amebas de Dictyostelium discoideum muestran que, en esta célula de rápido movimiento (alrededor de 15 μm/min), internalizan toda su superficie una vez cada 6 minutos aproximadamente. [19] Además, los mutantes ts en NSF, una proteína necesaria para la fusión de la membrana, dejan de moverse a la temperatura restrictiva. [20] Sorprendentemente, tanto las amebas de Dictyostelium como los neutrófilos pueden quimiotaxizar hacia un objetivo mientras están en suspensión, lo que demuestra que no se necesita un sustrato sólido para el movimiento; esto proporciona una fuerte evidencia de que estas células se mueven mediante una membrana fluida. [21] [22]

Familia

Su padre era Egon Bretscher , el físico nuclear. [23] Está casado con Barbara Pearse y sus hermanos son Anthony Bretscher y Peter Bretscher. Enumera sus pasatiempos como "caminar, crear entornos salvajes, retratos y muebles ingleses tempranos".

Referencias

  1. ^ "Valete y Salvete" (PDF) . El abingdoniano.
  2. ^ ab "Mark S. Bretscher". Laboratorio de Biología Molecular del MRC.
  3. ^ Bretscher, MS; Grunberg-Manago, M (1962). "Síntesis de proteínas dirigida por polirribonucleótidos utilizando un sistema libre de células de E. coli". Nature . 195 (4838): 283– 284. Bibcode :1962Natur.195..283B. doi :10.1038/195283a0. PMID  13872932. S2CID  4292916.
  4. ^ Bretscher, MS (1963). "La naturaleza química del complejo s-ARN-polipéptido". J Mol Biol . 7 (4): 446– 449. doi :10.1016/s0022-2836(63)80037-6. PMID  14066620.
  5. ^ Bretscher, MS; Marcker, KA (1966). "Sitios de unión de ácido polipeptidil-s-ribonucleico y ácido amino-acil-s-ribonucleico en ribosomas". Nature . 211 (5047): 380– 384. doi :10.1038/211380a0. PMID  5338626. S2CID  4208941.
  6. ^ Bretscher, MS (1968). "Traducción directa de un ADN mensajero circular". Nature . 220 (5172): 1088– 1091. Bibcode :1968Natur.220.1088B. doi :10.1038/2201088a0. PMID  5723604. S2CID  4240408.
  7. ^ Bretscher, MS (1968). "Translocación en la síntesis de proteínas: un modelo de estructura híbrida". Nature . 218 (5142): 675– 677. Bibcode :1968Natur.218..675B. doi :10.1038/218675a0. PMID  5655957. S2CID  4191051.
  8. ^ Bretscher, MS (1973). "Estructura de la membrana: algunos principios generales". Science . 181 (5126): 622– 629. Bibcode :1993Sci...261.1280B. doi :10.1126/science.8362242. PMID  8362242.
  9. ^ Bretscher, MS; Munro, S (1993). "Colesterol y el aparato de Golgi". Science . 261 (5126): 1280– 1281. Bibcode :1993Sci...261.1280B. doi :10.1126/science.8362242. PMID  8362242.
  10. ^ Taylor, RB; Duffus, WP; Raff, MC; de Petris, S (1971). "Redistribución y pinocitosis de moléculas de inmunoglobulina de superficie de linfocitos inducidas por un anticuerpo anti-inmunoglobulina". Nature New Biology . 233 (42): 225– 229. doi :10.1038/newbio233225a0. PMID  20480991.
  11. ^ Abercrombie, M; Heaysman, JE; Pegrum, SM (1970). "La locomoción de fibroblastos en cultivo. I. Movimientos del borde de ataque". Exp Cell Res . 59 (3): 393– 398. doi :10.1016/0014-4827(70)90646-4. PMID  4907703.
  12. ^ Pearse, BM (1987). "Clatrina y vesículas recubiertas". EMBO J . 6 (9): 2507– 2512. doi :10.1002/j.1460-2075.1987.tb02536.x. PMC 553666 . PMID  2890519. 
  13. ^ Anderson, RG; Brown, MS; Goldstein, JL (1977). "Papel de la vesícula endocítica revestida en la captación de lipoproteína de baja densidad unida al receptor en fibroblastos humanos". Cell . 10 (3): 351– 364. doi :10.1016/0092-8674(77)90022-8. PMID  191195. S2CID  25657719.
  14. ^ Stern, PL; Bretscher, MS (1979). "Recubrimiento de glicolípidos de Forssman exógenos en células". J Cell Biol . 82 (3): 829– 833. doi :10.1083/jcb.82.3.829. PMC 2110488 . PMID  389939. 
  15. ^ Bretscher, MS (1984). "Endocitosis: relación con la protección y la locomoción celular". Science . 224 (4650): 681– 686. Bibcode :1984Sci...224..681B. doi :10.1126/science.6719108. PMID  6719108.
  16. ^ Bretscher, MS (1976). "Flujo de lípidos dirigido en las membranas celulares". Nature . 260 (5546): 21– 23. Bibcode :1976Natur.260...21B. doi :10.1038/260021a0. PMID  1264188. S2CID  4291806.
  17. ^ Bretscher, MS (1983). "Distribución de receptores para transferrina y lipoproteína de baja densidad en la superficie de células gigantes HeLa". Proc Natl Acad Sci USA . 80 (2): 454– 458. Bibcode :1983PNAS...80..454B. doi : 10.1073/pnas.80.2.454 . PMC 393396 . PMID  6300844. 
  18. ^ Bretscher, MS (1996). "Cómo lograr que el flujo de la membrana y el citoesqueleto cooperen en el movimiento celular". Cell . 87 (4): 601– 606. doi : 10.1016/s0092-8674(00)81380-x . PMID  8929529. S2CID  14776455.
  19. ^ Aguado-Velasco, C; Bretscher, MS (1999). "Circulación de la membrana plasmática en Dictyostelium". Mol Biol Cell . 10 (12): 4419– 4427. doi :10.1091/mbc.10.12.4419. PMC 25767 . PMID  10588667. 
  20. ^ Thompson, CR; Bretscher, MS (2002). "La polaridad y la locomoción celular, así como la endocitosis, dependen de NSF". Desarrollo . 129 (18): 4185– 4192. doi :10.1242/dev.129.18.4185. PMID  12183371.
  21. ^ Barry, NP; Bretscher, MS (2010). "Las amebas y los neutrófilos de Dictyostelium pueden nadar". Proc Natl Acad Sci USA . 107 (25): 11376– 11380. Bibcode :2010PNAS..10711376B. doi : 10.1073/pnas.1006327107 . PMC 2895083 . PMID  20534502. 
  22. ^ Bretscher, MS (2014). "Asimetría de células individuales y adónde conduce". Annu Rev Biochem . 83 : 275– 289. doi : 10.1146/annurev-biochem-060713-035813 . PMID  24437662.
  23. ^ "Perfil de Egon Bretscher". Fundación Patrimonio Atómico.
  • Página de Mark S. Bretscher en el Laboratorio de Biología Molecular
  • Mark S. Bretscher. Currículum vitae
  • Obituario de Francis Crick , The Independent [ enlace muerto permanente ]
  • Obituario de Francis Crick por Mark Bretscher y Peter Lawrence , "Current Biology".
  • Los documentos de Mark Bretscher se conservan en el Centro de Archivos de Churchill
  • Memorias de Francis Crick, The Royal Society (2017).
  • Memorias de Sydney Brenner, The Royal Society (2020), con John White.

Libros que contienen referencias a Mark Bretscher

  • John Finch; 'Un miembro Nobel en cada piso', Medical Research Council 2008, 381 pp, ISBN 978-1-84046-940-0 ; este libro trata sobre el Laboratorio de Biología Molecular del MRC, Cambridge. 
  • Robert Olby; 'Francis Crick: cazador de los secretos de la vida', Cold Spring Harbor Laboratory Press 2009, 537pp, ISBN 978-0-87969-798-3 . 
  • Matt Ridley; 'Francis Crick: descubridor del código genético', HarperCollins 2006, 224pp, ISBN 978-0-06-082333-7 . 
  • Frank Close; 'Half-Life; La vida dividida de Bruno Pontecorvo, físico o espía', Basic Books 2015, ISBN 978-0-465-06998-9 . 
  • Paul Broda; 'Espías científicos; memorias de mis tres padres y la bomba atómica', Troubador Publishing Ltd 2011, ISBN 9781848766075 . 
  • Paul Wassarman; 'Un lugar en la historia; la biografía de John C. Kendrew', Oxford University Press 2020, ISBN 978-0-19-973204-3 
  • Kathleen Weston; 'A la vanguardia; mujeres científicas en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC' Toucan Books Ltd 2020,

Véase también

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