大卫 · 艾利斯是著名的生物学家,他彻底改变了染色质和基因表达领域。

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大卫 · 艾利斯(David Allis)是染色质生物学领域的先驱。他揭示了修饰染色质,尤其是通过化学方式使包裹组蛋白的DNA发生变化,如何影响基因表达以及许多其他重要的细胞功能。他提出的“组蛋白编码”假说认为,其他蛋白质可以读取组蛋白修饰,这对真核细胞中使用DNA作为模板的几乎每一个过程都很重要。艾利斯在阐明表观遗传变化(即超出基因组的变化)如何影响人类健康和疾病方面作出了重大贡献,为研发治疗方法提出了全新的见解。2023年1月,艾利斯与世长辞,享年71岁。

1966年,文森特 · 阿尔弗雷(Vincent Allfrey)首次报告了组蛋白修饰现象。但在艾利斯涉足该领域之前,它们的重要性和相关的酶活性尚不清楚。艾利斯的研究表明,它们与DNA转录成RNA,进而转录成表达蛋白质的调控机制有直接联系。他的工作揭示了细胞建立和维持基因表达模式的原理,并为理解单一基因组如何产生多种类型的细胞奠定了基础。他曾荣获加拿大盖尔德纳国际奖、生命科学突破奖和阿尔伯特 · 拉斯克基础医学研究奖。

1951年,艾利斯出生于美国俄亥俄州辛辛那提市,曾就读于印第安纳大学布卢明顿分校,并获得生物学博士学位。在纽约罗切斯特大学师从马丁 · 戈罗夫斯基(Martin Gorovsky)开展博士后研究期间,他对淡水原生动物四膜虫进行了研究,后来又在得克萨斯州休斯顿贝勒医学院独立研究该模式生物。与此同时,艾利斯开始鉴定将乙酰基添加到组蛋白上的酶(组蛋白乙酰转移酶,HAT),并推断出体内乙酰化组蛋白含量丰富的四膜虫是乙酰化组蛋白的绝佳来源。这一结论诠释了他在追求独特研究方向时的深思熟虑和坚定决心,后来被证明是取得重大进展的关键所在。

1996年,他取得了一项重大突破——发现起转录促进作用的GCN5酶是一种组蛋白乙酰转移酶。当时组蛋白修饰酶的活性还没有被发现,也没有数据表明转录机制可能包括这种活性。艾利斯的发现立即产生了巨大影响,关于组蛋白乙酰转移酶的论文也因此呈井喷之势。如今,组蛋白乙酰化在转录调节中的重要性已经毋庸置疑。

在确定特定修饰和基因表达之间的因果关系方面,艾利斯同样发挥了重要作用。得益于他的工作,通过染色质结构研究基因调控的方法得以重振雄风。

艾利斯曾先后任职于纽约雪城大学、罗切斯特大学和弗吉尼亚大学,并于2003年在洛克菲勒大学稳定下来。他继续对组蛋白修饰在乙酰化之外的作用进行研究,包括组蛋白磷酸化与细胞分裂期间染色体分离之间的联系。他与合作者发现了组蛋白突变和恶性癌症相关染色质变化之间的联系。他很快认识到了这一发现的临床意义,并指出类似的突变可能会改变其他疾病的整体染色质状态。事实证明,他的工作对揭示诸多疾病的复杂性以及新治疗方法的研发至关重要。

艾利斯对科学工作满怀热忱,他对科学发现的影响力远远超出了他自己的实验室。他乐于接受新思想,愿意分享有助于他人取得重大发现的工具和专业知识。他富有创造力和幽默感,与他相处让人如沐春风。他在接受自己的众多荣誉时,都会毫不吝啬地表达对实验室成员以及同事和合作者的感激之情,声称是他们的激励成就了自己。他珍视家庭,将成就归功于妻子的支持,还会自豪地分享儿女和孙辈们的照片。

他会为全球各地的同事取得的成就表示祝贺,并给他们送上古灵精怪且珍贵的纪念品以示庆祝,如装饰有组蛋白乙酰转移酶的帽子或者卡通画。最后,用他经常对别人说的话为他送别,以此颂扬其伟大成就:“干得漂亮!”我们将永远怀念艾利斯!

资料来源 Nature