ドナルド・D・ブラウン、画期的な発生学者（1931年）

Jul 09, 2023

スーザン・A・ガービは、ロードアイランド州プロビデンスにあるブラウン大学の生化学のジョージ・エグルストン教授です。 彼女がドンに初めて会ったのは、1960 年代後半、コネチカット州ニューヘブンのイェール大学でジョセフ・ゴールの大学院生だった時だった。 1993年に彼女はドンの後を継いでASCB会長に就任した。

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クレジット: カーネギー科学研究所

ドン・ブラウンの実験は、受精卵がどのようにして成体生物に成長するかについての私たちの理解に革命をもたらしました。 分子生物学、発生学、生化学の境界面における彼の研究は、発生生物学の焦点を顕微鏡による解剖学的観察から遺伝子とその制御の機構研究に移す上で独創的でした。 単離された遺伝子に関するブラウンの初期の研究は、生物の遺伝子を直接改変することが可能になったとき、組換え DNA の出現につながりました。 また、標的を絞った遺伝子工学の基礎も提供しました。

オハイオ州シンシナティで生まれたブラウンは、ニューハンプシャー州ハノーバーのダートマス大学で学士号を取得し、イリノイ州のシカゴ大学医学部で医学および修士号を取得しました。 DNA の構造に関するジェームス・ワトソンとフランシス・クリックの 1953 年の古典的なネイチャー論文についてジャーナルクラブで議論した後、彼は研究の分野でのキャリアを選択しました。 ブラウン氏は、胚がどのように成長するかに興味を持ち、発生における DNA の役割に焦点を当てることにしました。

ルイジアナ州ニューオーリンズの慈善病院でインターンとして 1 年間、メリーランド州ベセスダの国立衛生研究所で 2 年間インターンとして働いた後、ブラウンはパリのパスツール研究所で形成期の 1 年間を過ごし、細菌の遺伝子制御を研究しました。 ここで分子生物学の分野が生まれました。 そして彼は、将来のノーベル賞受賞者であるジャック・モノー、フランソワ・ジャコブ、アンドレ・ルウォフらによるランチタイムのディスカッションに刺激を受けた。

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1961年、ブラウンは米国に戻り、メリーランド州ボルチモアにあるカーネギー研究所の発生学部門に初代生化学者として加わった。 彼は 2005 年に退職するまでそこに留まり、1976 年から 1994 年まで所長を務め、その間にこの部門は世界的に有名になりました。

カーネギー大学では、アフリカツメガエル (Xenopus laevis) を使って、胚発生の分子基盤を探ることにしました。 遺伝子発現の最初のステップでは、DNA のセグメントが転写によってコピーされ、RNA が生成されます。 次のステップでは、リボソーム (リボソーム RNA、rRNA を含む) がタンパク質を合成するための細胞工場として機能します。 ブラウン教授は英国の発生生物学者ジョン・ガードンとともに、核小体（細胞核内の球状構造）を欠くアフリカツメガエルの変異体はrRNAを作らず、rRNA遺伝子も持たず、したがって核小体がリボソームのrRNA成分を作ることを発見した。

彼はまた、数千の核小体を持つ卵巣内の健康なアフリカツメガエルの卵（卵母細胞）には、rRNA 遺伝子の余分なコピーがあると推測しました。 この「遺伝子増幅」の発見は、1968 年に独創的な論文として発表されました (DD Brown and IB Dawid Science 160, 272–280; 1968)。 米国の細胞生物学者ジョセフ・ガルも同年、同様の結果を独立して報告した。 この発見は、生物のすべての細胞が一定量の DNA を持っているという考えに疑問を投げかけました。 現在では、遺伝子増幅が癌の特徴となり得ることも認識されています。 ブラウンの 1968 年の研究には、DNA クローニングの時代以前の遺伝子単離が含まれており、アフリカツメガエルの卵母細胞から増幅された大量の rRNA 遺伝子が遠心分離によって精製されました。 遺伝子が精製されたのはこれが初めてであり、他の研究者はこの材料を使用して最初の真核生物の遺伝子をクローニングし、組み換え DNA 時代の幕開けとなりました。

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次にブラウンは、リボソームの別の構成要素である 5S RNA の遺伝子活性の制御を研究しました。 1979年、彼はニューハンプシャー州アンドーバーで開催された発生生物学に関するゴードン会議に出席し、研究結果を発表した。 オープニングのソーシャルイベントでは、ブラウンの結果に関する噂が野火のように広がりました。 数日後に彼が講演するまでに、聴衆の誰もがすでにオチを知っていた――遺伝子活性は、これまでのように遺伝子の前ではなく、5S RNA遺伝子の中央にある「内部制御領域」によって制御されていたということだ。期待される。