Frederick Sanger

Frederick Sanger
Nacido	(08/13/1918) 13 de agosto 1918 Gloucestershire, Inglaterra , Reino Unido
Residencia	Reino Unido
Nacionalidad	Británico
Campos	Bioquímico
Instituciones	Universidad de Cambridge Laboratorio de Biología Molecular
Alma máter	Universidad de Cambridge
Doctoral consejero	Albert Neuberger
Los estudiantes de doctorado	Rodney Robert Porter Liz Blackburn
Conocido por	Amino ácido secuencia de la insulina, método didesoxi de secuenciación de ADN
Premios notables	Premio Nobel de Química (1958) Medalla Copley (1977) Premio Nobel de Química (1980)

Frederick Sanger, OM, CH, CBE, FRS ( / s æ ŋ del ər /) (Nacido el 13 de agosto 1918) es un británico bioquímico que era dos veces el destinatario de la Premio Nobel de Química , la única persona que ha sido así. En 1958 fue galardonado con el premio Nobel de química "por su trabajo sobre la estructura de las proteínas, especialmente la de la insulina". En 1980, Walter Gilbert y Sanger compartieron la mitad del premio de química "por sus contribuciones relativas a la determinación de las secuencias de bases en los ácidos nucleicos". La otra mitad fue otorgado a Paul Berg "por sus estudios fundamentales de la bioquímica de los ácidos nucleicos, con especial atención a ADN recombinante".

Él es la cuarta persona que ha sido galardonado con dos Premios Nobel, ya sea de forma individual o en conjunto con otros.

Primeros años y educación

Frederick Sanger nació el 13 de agosto de 1918 en Rendcomb, un pequeño pueblo en Gloucestershire, el segundo hijo de Frederick Sanger, una médico general, y su esposa, Cecilia Sanger (née Crewdson). Él era uno de los tres niños. Su hermano, Theodore sólo era un año mayor, mientras que su hermana de mayo (María) tenía cinco años más joven. Su padre había trabajado como médico misionero anglicano en China, pero regresó a Inglaterra a causa de la mala salud. Él tenía 40 años en 1916 cuando se casó con Cecilia, que fue de 4 años más joven. El padre de Sanger convierte en Cuaquerismo poco después nacieron sus dos hijos y crió a los niños como los cuáqueros. La madre de Sanger era la hija de un rico fabricante de algodón y tenía un fondo Quaker pero Cicely sí misma no era un cuáquero.

Cuando Sanger era alrededor de cinco años la familia se trasladó a la pequeña aldea de Tanworth-in-Arden en Warwickshire. La familia eran bastantes ricos y empleó a una institutriz para enseñar a los niños. En 1927, a la edad de nueve años, fue enviado a la Downs School una escuela preparatoria residencial dirigido por cuáqueros cerca Malvern. Su hermano Theo fue un año por delante de él en la misma escuela. En 1932, a la edad de 14 años, fue enviado a la recién establecida Escuela Bryanston en Dorset . Este utiliza el Sistema y Dalton tenía un régimen más liberal que prefería Sanger. En la escuela le gustaba sus maestros y las materias científicas en particular disfrutado.

Él ha logrado buenos resultados en la Exámenes Certificado Escolar y en 1936 se trasladó como estudiante a De San Juan College de Cambridge para estudiar ciencias naturales. Su padre había asistido a la misma universidad. Para la Parte I de su Tripos tomó cursos en física, química, bioquímica y matemáticas, pero tuvo problemas con la física y las matemáticas. Muchos de los otros estudiantes habían estudiado más matemáticas en la escuela. En su segundo año reemplazó a la física con la fisiología. Tomó tres años para obtener su parte I. Por su parte II estudió bioquímica. Fue un relativamente nuevo departamento fundada por Gowland Hopkins con profesores entusiastas que incluían Malcolm Dixon, Joseph Needham y Ernest Baldwin. Sanger se graduó con un título de primera clase en 1939.

Sus padres murieron de cáncer durante sus primeros dos años en Cambridge. Su padre era de 60 y su madre era 58. Como estudiante creencias de Sanger fueron fuertemente influenciados por su educación cuáquera. Él era un pacifista y un miembro de la Paz Unión Promesa. Fue a través de su implicación con Anti-Guerra Grupo de los científicos de Cambridge 'donde conoció a su futura esposa, Joan Howe, que estudiaba economía en la Newnham Colegio. Coquetearon mientras estudiaba para sus exámenes de la Parte II y se casó después de que él se había graduado en diciembre de 1940. Con el inicio de la Segunda Guerra Mundial en 1939, se le concedió la exención incondicional del servicio militar como objetor de conciencia.

Sanger comenzó a estudiar para un PhD en octubre de 1940 bajo NW "Bill" Pirie. Su proyecto fue investigar si la proteína comestible podría ser obtenida de la hierba. Después de poco más de un mes Pirie salió del departamento y Albert Neuberger se convirtió en su asesor. Sanger cambió su proyecto de investigación para estudiar el metabolismo de la lisina y un problema más práctica sobre el nitrógeno de las patatas. Su tesis tenía el título: "El metabolismo del aminoácido lisina en el cuerpo del animal". Fue examinado por Charles Harington y Albert Charles Chibnall y obtuvo su doctorado en 1943.

Investigación

Secuencia de aminoácidos de insulina bovina

Insulina Secuenciación

Neuberger se mudó a la Instituto Nacional de Investigación Médica en Londres, pero se quedó Sanger en Cambridge y en 1943 se unió al grupo de Charles Chibnall, químico de la proteína que habían tomado recientemente la cátedra en el Departamento de Bioquímica. Chibnall ya había hecho algunos trabajos sobre la composición de aminoácidos de la insulina bovina y sugirió que Sanger mira los grupos amino en la proteína. La insulina podría ser comprado de Botas y fue una de las muy pocas proteínas que estaban disponibles en una forma pura. Hasta este momento Sanger había estado financiando a sí mismo. En el grupo de Chibnall fue inicialmente apoyada por el Consejo de Investigación Médica y luego desde 1944 hasta 1951 por un Beit Memorial de Becas para la Investigación Médica.

Primer triunfo de Sanger fue determinar la completa aminoácido secuencia de las dos cadenas de polipéptidos, de bovino, la insulina en 1951. Antes de esto se asumió ampliamente que las proteínas eran algo amorfo. En la determinación de estas secuencias, Sanger demostrado que las proteínas tienen una composición química definida. Para este fin se utiliza el "Sanger Reactivo", fluorodinitrobenzene ( FDNB), para reaccionar con los grupos amino expuestos en la proteína y, en particular, con el grupo amino N-terminal en un extremo de la cadena polipeptídica. A continuación, se hidroliza parcialmente la insulina en péptidos cortos (ya sea con ácido clorhídrico o utilizando una enzima tal como tripsina). La mezcla de péptidos se fraccionó en dos dimensiones en una hoja de papel de filtro: primero por electroforesis en una dimensión y, a continuación, perpendicular a que, por cromatografía en la otra. Los diferentes fragmentos peptídicos de la insulina, detectadas con ninhidrina, se trasladó a diferentes posiciones sobre el papel, creando un patrón distinto que Sanger llama "huellas digitales". El péptido de la N-terminal podría ser reconocido por el color amarillo impartido por la etiqueta FDNB y la identidad del aminoácido marcado en el extremo del péptido determinado por hidrólisis ácida completa y descubrir que el ácido amino-dinitrofenilo estaba allí. Mediante la repetición de este tipo de procedimiento de Sanger fue capaz de determinar las secuencias de los muchos péptidos generados utilizando diferentes métodos para la hidrólisis parcial inicial. Estos podrían entonces ser montados en el más largo secuencias para deducir la estructura completa de la insulina. Conclusión principal de Sanger era que las dos cadenas de polipéptidos de la proteína de la insulina tenía secuencias de aminoácidos precisos y, por extensión, que cada proteína tenía una secuencia única. Fue este logro que le valió su primer premio Nobel de Química en 1958. Este descubrimiento fue crucial para el posterior secuencia hipótesis de Crick para el desarrollo de ideas de cómo el ADN codifica para proteínas.

RNA Secuenciación

Desde 1951 Sanger era un miembro del personal externo de la Consejo y cuando abrieron la Investigación Médica Laboratorio de Biología Molecular en 1962, se trasladó desde sus laboratorios en el Departamento de Bioquímica de la universidad a la planta superior del nuevo edificio. Se convirtió en jefe de la división de Química de Proteínas. Poco después de su movimiento que comenzó a buscar la posibilidad de moléculas de ARN de secuenciación y comenzó a desarrollar métodos para separar fragmentos de ribonucleótidos generados con nucleasas específicas. Uno de los problemas era para obtener una pieza pura de ARN a la secuencia. En el curso de este descubrió en 1964, con Kjeld Marcker, la formilmetionina tRNA que inicia la síntesis de proteínas en bacterias. Fue golpeado en la carrera por ser el primero en secuenciar un ARNt molécula por un grupo liderado por Robert Holley de la Universidad de Cornell que publicó la secuencia de los 77 ribonucleótidos de ARNt de alanina de Saccharomyces cerevisiae en 1965. En 1967 el grupo de Sanger habían determinado la secuencia de nucleótidos de la 5S ribosomal RNA a partir de Escherichia coli, un pequeño ARN de 120 nucleótidos.

Secuenciación de DNA

Luego se volvió hacia la secuenciación del ADN que requeriría un enfoque totalmente diferente. Miró a diferentes formas de utilizar ADN polimerasa I de E. coli para copiar el ADN de cadena sencilla. En 1975, junto con Alan Coulson publicó un procedimiento de secuenciación utilizando ADN polimerasa con nucleótidos radiomarcados que él llama la técnica de "Más y Menos". Se trataba de dos métodos estrechamente relacionados que generaron oligonucleótidos cortos con definido extremos 3 '. Estos pueden ser fraccionados por electroforesis en un gel de poliacrilamida y se visualizó usando autorradiografía. El procedimiento podría secuenciar hasta 80 nucleótidos de una sola vez y fue una gran mejora sobre lo ocurrido antes, pero aún así era muy laborioso. Sin embargo, su grupo era capaz de secuenciar la mayoría de los 5.386 nucleótidos de la sola hebra bacteriófago φX174. Este fue el primer genoma basado en el ADN secuenciado en su totalidad. Para su sorpresa, descubrieron que la las regiones de codificación de algunos de los genes se superponen unos con otros.

En 1977 Sanger y colaboradores introdujeron el método "didesoxi" de terminación de cadena para secuenciación de moléculas de ADN, también conocido como el "método de Sanger". Esto fue un gran avance y permitió largos tramos de ADN que ser rápida y precisa secuenciado. Se le valió su segundo premio Nobel de Química en 1980, que compartió con Walter Gilbert y Paul Berg. El nuevo método fue utilizado por Sanger y sus colegas para secuenciar el ADN humano mitocondrial (16.569 pares de bases) y λ bacteriófago (48.502 pares de bases). El método didesoxi finalmente se usa para secuenciar el todo genoma humano.

Es hasta el momento (2012) la única persona que ha sido galardonado con dos Premios Nobel en Química, y uno de los cuatro, dos veces ganadores del premio Nobel: los otros tres eran Marie Curie ( Física , 1903 y Química , 1911), Linus Pauling ( Química , 1954 y la Paz , 1962) y John Bardeen (dos veces Física , 1956 y 1972).

El matrimonio y la familia

Sanger se casó con Margaret Joan Howe en 1940. Tienen tres hijos: Robin, nacidos en 1943, Peter nació en 1946 y Sally Joan nacido en 1960.

Vida posterior

El Instituto Sanger

Sanger se retiró en 1983 a su casa, "Far Leys", en Swaffham Bulbeck fuera de Cambridge y al lado de Sanger Wood.

En 1992, la Wellcome Trust y el Consejo de Investigación Médica fundaron el Centro Sanger (hoy Sanger Institute), que lleva su nombre. El Instituto se encuentra en el Wellcome Trust Genome Campus cerca Hinxton, a pocos kilómetros de su casa de Sanger. Estuvo de acuerdo en que tiene el Centro que lleva su nombre cuando se le preguntó por John Sulston, director fundador, pero advirtió: "Es mejor que sea bueno." Fue inaugurado por el propio Sanger el 4 de octubre de 1993, con una plantilla de menos de 50 personas, y pasó a tener un papel destacado en el la secuenciación del genoma humano. El Instituto tiene ahora más de 900 personas y es uno de los mayores del mundo centros de investigación genómica.

Ha perdido su fe religiosa y llama a sí mismo un agnóstico. En una entrevista publicada en el Diario The Times en 2000 Sanger es citado diciendo: "Mi padre era un cuáquero comprometido y me fue criado como un cuáquero, y para ellos la verdad es muy importante que alejé de esas creencias - uno es, obviamente, buscando la verdad, pero uno necesita. alguna evidencia de ello. Aunque quisiera creer en Dios me resultaría muy difícil. Yo tendría que ver la prueba ".

Él rechazó la oferta de un caballero como él no quería ser tratado como "Sir", pero más tarde aceptó la adjudicación de un Orden del Mérito.

En 2007 los británicos Bioquímica Sociedad recibió una subvención por el Wellcome Trust para catalogar y preservar los cuadernos de laboratorio 35 en el que Sanger grabó su notable investigación de 1944 a 1983. En la presentación de informes al respecto, La revista Science señaló que Sanger, "la persona más modesta que podía aspirar a cumplir", ahora estaba gastando su tiempo jardinería en su Cambridgeshire casa.

Premios y honores

Publicaciones seleccionadas por Frederick Sanger