Frederico Sanger -Frederick Sanger

Frederico Sanger

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Nascer ( 1918-08-13 )13 de agosto de 1918
Rendcomb , Gloucestershire, Inglaterra
Morreu 19 de novembro de 2013 (2013-11-19)(95 anos)
Cambridge , Inglaterra
Alma mater Universidade de Cambridge (PhD)
Conhecido por
Prêmios
Carreira científica
Campos Bioquímica
Instituições
Tese O metabolismo do aminoácido lisina no corpo animal  (1943)
Orientador de doutorado Albert Neuberger
Estudantes de doutorado

Frederick Sanger OM CH CBE FRS FAA ( / s æ ŋ ər / ; 13 de agosto de 1918 - 19 de novembro de 2013) foi um bioquímico inglês que ganhou o Prêmio Nobel de Química duas vezes. Ele é uma das duas únicas pessoas a fazê-lo na mesma categoria (o outro é John Bardeen em física), e a quarta pessoa com dois prêmios Nobel . Ele ganhou o prêmio de 1958 por sua pesquisa na determinação da estrutura de inúmeras proteínas, principalmente a insulina , e dividiu metade do prêmio de 1980 com Walter Gilbert pela invenção da primeira técnica de sequenciamento de DNA , ainda em uso amplo hoje.

Infância e educação

Frederick Sanger nasceu em 13 de agosto de 1918 em Rendcomb , uma pequena vila em Gloucestershire , Inglaterra, o segundo filho de Frederick Sanger, um clínico geral , e sua esposa, Cicely Sanger (nascida Crewdson). Ele era um dos três filhos. Seu irmão, Theodore, era apenas um ano mais velho, enquanto sua irmã May (Mary) era cinco anos mais nova. Seu pai havia trabalhado como missionário médico anglicano na China, mas retornou à Inglaterra por causa de problemas de saúde. Ele tinha 40 anos em 1916 quando se casou com Cicely, que era quatro anos mais nova. O pai de Sanger se converteu ao quakerismo logo depois que seus dois filhos nasceram e os criou como quacres. A mãe de Sanger era filha de um rico fabricante de algodão e tinha origem quacre, mas não era quacre.

Quando Sanger tinha cerca de cinco anos, a família mudou-se para a pequena aldeia de Tanworth-in-Arden, em Warwickshire. A família era razoavelmente rica e empregou uma governanta para ensinar as crianças. Em 1927, aos nove anos de idade, ele foi enviado para a Downs School , uma escola preparatória residencial administrada por Quakers perto de Malvern . Seu irmão Theo estava um ano à frente dele na mesma escola. Em 1932, aos 14 anos, ele foi enviado para a recém-criada Bryanston School em Dorset. Este usava o sistema Dalton e tinha um regime mais liberal que Sanger preferia. Na escola, ele gostava de seus professores e gostava particularmente de assuntos científicos. Capaz de concluir seu certificado escolar um ano antes, pelo qual recebeu sete créditos, Sanger conseguiu passar a maior parte de seu último ano de escola experimentando no laboratório ao lado de seu mestre de química, Geoffrey Ordish, que originalmente estudou na Universidade de Cambridge e foi pesquisador do Laboratório Cavendish . Trabalhar com Ordish fez uma mudança refrescante de sentar e estudar livros e despertou o desejo de Sanger de seguir uma carreira científica. Em 1935, antes de ir para a faculdade, Sanger foi enviado para Schule Schloss Salem , no sul da Alemanha, em um programa de intercâmbio. A escola deu grande ênfase ao atletismo, o que fez com que Sanger estivesse muito mais à frente no material do curso em comparação com os outros alunos. Ele ficou chocado ao saber que cada dia era iniciado com leituras do Mein Kampf de Hitler , seguidas por uma saudação Sieg Heil .

Em 1936, Sanger foi para o St John's College, em Cambridge, para estudar ciências naturais. Seu pai havia frequentado a mesma faculdade. Para a Parte I de seus Tripos , ele fez cursos de física, química, bioquímica e matemática, mas lutou com física e matemática. Muitos dos outros alunos estudaram mais matemática na escola. Em seu segundo ano, ele substituiu a física pela fisiologia. Ele levou três anos para obter sua Parte I. Para sua Parte II, ele estudou bioquímica e obteve honras de 1ª classe. A bioquímica era um departamento relativamente novo fundado por Gowland Hopkins com professores entusiasmados que incluíam Malcolm Dixon , Joseph Needham e Ernest Baldwin .

Ambos os pais morreram de câncer durante seus dois primeiros anos em Cambridge. Seu pai tinha 60 anos e sua mãe 58. Como estudante universitário, as crenças de Sanger foram fortemente influenciadas por sua educação quacre. Ele era um pacifista e membro da Peace Pledge Union . Foi através de seu envolvimento com o Cambridge Scientists Anti-War Group que ele conheceu sua futura esposa, Joan Howe, que estudava economia no Newnham College . Eles namoraram enquanto ele estudava para os exames da Parte II e se casaram depois que ele se formou em dezembro de 1940. Sanger, embora criado e influenciado por sua educação religiosa, mais tarde começou a perder de vista seus modos relacionados aos quacres. Ele começou a ver o mundo através de uma lente mais científica e, com o crescimento de sua pesquisa e desenvolvimento científico, ele lentamente se afastou da fé com a qual cresceu. Ele não tem nada além de respeito pelos religiosos e afirma que tirou duas coisas disso, verdade e respeito por toda a vida. Sob a Lei de Treinamento Militar de 1939 , ele foi registrado provisoriamente como objetor de consciência , e novamente sob a Lei do Serviço Nacional (Forças Armadas) de 1939 , antes de ser concedida isenção incondicional do serviço militar por um tribunal. Nesse meio tempo, ele recebeu treinamento em trabalho de assistência social no centro Quaker, Spicelands, Devon e serviu brevemente como ordenança do hospital.

Sanger começou a estudar para um doutorado em outubro de 1940 sob NW "Bill" Pirie . Seu projeto era investigar se a proteína comestível poderia ser obtida da grama. Depois de pouco mais de um mês, Pirie deixou o departamento e Albert Neuberger tornou-se seu conselheiro. Sanger mudou seu projeto de pesquisa para estudar o metabolismo da lisina e um problema mais prático relacionado ao nitrogênio das batatas. Sua tese teve o título, "O metabolismo do aminoácido lisina no corpo animal". Ele foi examinado por Charles Harington e Albert Charles Chibnall e recebeu seu doutorado em 1943.

Pesquisa e carreira

Sequência de aminoácidos da insulina bovina

Sequenciamento de insulina

Neuberger mudou-se para o Instituto Nacional de Pesquisa Médica em Londres, mas Sanger permaneceu em Cambridge e em 1943 juntou-se ao grupo de Charles Chibnall , um químico de proteínas que havia recentemente assumido a cadeira do Departamento de Bioquímica. Chibnall já havia feito alguns trabalhos sobre a composição de aminoácidos da insulina bovina e sugeriu que Sanger examinasse os grupos amino na proteína. A insulina podia ser comprada na rede de farmácias Boots e era uma das poucas proteínas disponíveis na forma pura. Até então, Sanger vinha se financiando. No grupo de Chibnall, ele foi inicialmente apoiado pelo Medical Research Council e depois de 1944 até 1951 por uma Beit Memorial Fellowship for Medical Research .

O primeiro triunfo de Sanger foi determinar a sequência completa de aminoácidos das duas cadeias polipeptídicas da insulina bovina, A e B, em 1952 e 1951, respectivamente. Antes disso, era amplamente assumido que as proteínas eram um tanto amorfas. Ao determinar essas sequências, Sanger provou que as proteínas têm uma composição química definida.

Para chegar a este ponto, Sanger refinou um método de cromatografia de partição desenvolvido pela primeira vez por Richard Laurence Millington Synge e Archer John Porter Martin para determinar a composição de aminoácidos na lã. Sanger usou um reagente químico 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (agora, também conhecido como reagente de Sanger , fluorodinitrobenzene, FDNB ou DNFB), proveniente da pesquisa de gases venenosos por Bernhard Charles Saunders no Departamento de Química da Universidade de Cambridge. O reagente de Sanger provou ser eficaz na marcação do grupo amino N-terminal em uma extremidade da cadeia polipeptídica. Ele então hidrolisou parcialmente a insulina em peptídeos curtos, seja com ácido clorídrico ou usando uma enzima como a tripsina . A mistura de peptídeos foi fracionada em duas dimensões em uma folha de papel filtro, primeiro por eletroforese em uma dimensão e depois, perpendicularmente a essa, por cromatografia na outra. Os diferentes fragmentos peptídicos de insulina, detectados com ninidrina , moveram-se para diferentes posições no papel, criando um padrão distinto que Sanger chamou de "impressões digitais". O peptídeo do terminal N pode ser reconhecido pela cor amarela conferida pelo marcador FDNB e a identidade do aminoácido marcado no final do peptídeo determinado por hidrólise ácida completa e descobrindo qual dinitrofenil-aminoácido estava lá.

Ao repetir esse tipo de procedimento, Sanger foi capaz de determinar as sequências de muitos peptídeos gerados usando diferentes métodos para a hidrólise parcial inicial. Estes poderiam então ser montados em sequências mais longas para deduzir a estrutura completa da insulina. Finalmente, como as cadeias A e B são fisiologicamente inativas sem as três ligações dissulfeto de ligação (duas intercadeias, uma intracadeia em A), Sanger e colaboradores determinaram suas atribuições em 1955. A principal conclusão de Sanger foi que as duas cadeias polipeptídicas da proteína insulina tinham sequências precisas de aminoácidos e, por extensão, que cada proteína tinha uma sequência única. Foi essa conquista que lhe rendeu seu primeiro prêmio Nobel de Química em 1958. Essa descoberta foi crucial para a posterior hipótese de sequência de Crick para o desenvolvimento de idéias de como o DNA codifica as proteínas.

Sequenciamento de RNA

A partir de 1951 Sanger foi membro da equipe externa do Conselho de Pesquisa Médica e quando eles abriram o Laboratório de Biologia Molecular em 1962, ele se mudou de seus laboratórios no Departamento de Bioquímica da universidade para o último andar do novo prédio. Ele se tornou chefe da divisão de Química de Proteínas.

Antes de sua mudança, Sanger começou a explorar a possibilidade de sequenciar moléculas de RNA e começou a desenvolver métodos para separar fragmentos de ribonucleotídeos gerados com nucleases específicas. Este trabalho ele fez enquanto tentava refinar as técnicas de sequenciamento que havia desenvolvido durante seu trabalho com insulina.

O principal desafio no trabalho foi encontrar um pedaço puro de RNA para sequenciar. No decorrer do trabalho descobriu em 1964, com Kjeld Marcker, o tRNA formilmetionina que inicia a síntese de proteínas em bactérias. Ele foi derrotado na corrida para ser o primeiro a sequenciar uma molécula de tRNA por um grupo liderado por Robert Holley da Cornell University , que publicou a sequência dos 77 ribonucleotídeos de tRNA de alanina de Saccharomyces cerevisiae em 1965. Em 1967, o grupo de Sanger havia determinado a sequência nucleotídica do RNA ribossômico 5S de Escherichia coli , um pequeno RNA de 120 nucleotídeos.

Sequenciamento de DNA

Sanger então se voltou para o sequenciamento de DNA, o que exigiria uma abordagem totalmente diferente. Ele examinou diferentes maneiras de usar a DNA polimerase I de E. coli para copiar DNA de fita simples. Em 1975, juntamente com Alan Coulson, ele publicou um procedimento de sequenciamento usando DNA polimerase com nucleotídeos radiomarcados que ele chamou de técnica "mais e menos". Isso envolveu dois métodos intimamente relacionados que geraram oligonucleotídeos curtos com terminais 3' definidos. Estes podem ser fracionados por eletroforese em gel de poliacrilamida e visualizados por autorradiografia . O procedimento poderia sequenciar até 80 nucleotídeos de uma só vez e foi uma grande melhoria em relação ao que havia antes, mas ainda era muito trabalhoso. No entanto, seu grupo conseguiu sequenciar a maioria dos 5.386 nucleotídeos do bacteriófago de fita simples φX174 . Este foi o primeiro genoma baseado em DNA totalmente sequenciado. Para sua surpresa, eles descobriram que as regiões codificadoras de alguns dos genes se sobrepunham umas às outras.

Em 1977, Sanger e colegas introduziram o método de terminação de cadeia "didesoxi" para sequenciar moléculas de DNA, também conhecido como " método Sanger ". Este foi um grande avanço e permitiu que longos trechos de DNA fossem sequenciados com rapidez e precisão. Isso lhe rendeu seu segundo prêmio Nobel de Química em 1980, que ele compartilhou com Walter Gilbert e Paul Berg . O novo método foi usado por Sanger e colegas para sequenciar DNA mitocondrial humano (16.569 pares de bases) e bacteriófago λ (48.502 pares de bases). O método didesoxi acabou sendo usado para sequenciar todo o genoma humano .

Estudantes de pós graduação

Ao longo de sua carreira, Sanger orientou mais de dez alunos de doutorado, dois dos quais também ganharam prêmios Nobel. Seu primeiro aluno de pós-graduação foi Rodney Porter , que se juntou ao grupo de pesquisa em 1947. Mais tarde, Porter dividiu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1972 com Gerald Edelman por seu trabalho sobre a estrutura química dos anticorpos . Elizabeth Blackburn fez doutorado no laboratório de Sanger entre 1971 e 1974. Ela dividiu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2009 com Carol W. Greider e Jack W. Szostak por seu trabalho sobre telômeros e a ação da telomerase .

Prêmios e honras

A partir de 2015, Sanger é a única pessoa a receber o Prêmio Nobel de Química duas vezes, e um dos quatro ganhadores do Prêmio Nobel duas vezes: Os outros três foram Marie Curie ( Física , 1903 e Química , 1911), Linus Pauling ( Chemistry , 1954 e Peace , 1962) e John Bardeen (duas vezes Physics , 1956 e 1972).

O Wellcome Trust Sanger Institute (anteriormente Sanger Center ) é nomeado em sua homenagem.

Vida pessoal

Casamento e família

Sanger casou-se com Margaret Joan Howe (não confundir com Margaret Sanger ) em 1940. Ela morreu em 2012. Eles tiveram três filhos - Robin, nascido em 1943, Peter nascido em 1946 e Sally Joan nascido em 1960. Ele disse que sua esposa tinha "contribuiu mais para o seu trabalho do que qualquer outra pessoa, proporcionando um lar tranquilo e feliz."

Mais tarde na vida

O Instituto Sanger

Sanger se aposentou em 1983, aos 65 anos, para sua casa, "Far Leys", em Swaffham Bulbeck , nos arredores de Cambridge.

Em 1992, o Wellcome Trust e o Medical Research Council fundaram o Sanger Center (agora Sanger Institute ), em sua homenagem. O instituto fica no Wellcome Trust Genome Campus , perto de Hinxton , a poucos quilômetros da casa de Sanger. Ele concordou em ter o Centro em sua homenagem quando perguntado por John Sulston , o diretor fundador, mas advertiu: "É melhor que seja bom". Foi inaugurado por Sanger pessoalmente em 4 de outubro de 1993, com uma equipe de menos de 50 pessoas, e passou a assumir um papel de liderança no sequenciamento do genoma humano . O Instituto agora tem mais de 900 pessoas e é um dos maiores centros de pesquisa genômica do mundo.

Sanger disse que não encontrou evidências de um Deus, então se tornou agnóstico. Em uma entrevista publicada no jornal Times em 2000, Sanger é citado como tendo dito: "Meu pai era um Quaker comprometido e eu fui criado como um Quaker, e para eles a verdade é muito importante. procurando a verdade, mas é preciso alguma evidência para isso. Mesmo se eu quisesse acreditar em Deus, seria muito difícil. Eu precisaria ver a prova."

Ele recusou a oferta de um título de cavaleiro , pois não queria ser tratado como "Sir". Ele é citado dizendo: "Um título de cavaleiro o torna diferente, não é, e eu não quero ser diferente". Em 1986 aceitou a admissão à Ordem do Mérito , que pode ter apenas 24 membros vivos.

Em 2007, a British Biochemical Society recebeu uma bolsa do Wellcome Trust para catalogar e preservar os 35 cadernos de laboratório nos quais Sanger registrou sua pesquisa de 1944 a 1983. Ao relatar esse assunto, a Science observou que Sanger, "a pessoa mais discreta você poderia esperar encontrar", estava gastando seu tempo jardinando em sua casa em Cambridgeshire .

Sanger morreu enquanto dormia no Addenbrooke's Hospital, em Cambridge , em 19 de novembro de 2013. Conforme observado em seu obituário, ele se descreveu como "apenas um sujeito que brincava em um laboratório" e "acadêmico não é brilhante".

Publicações selecionadas

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Referências

Leitura adicional

links externos