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Jane Richardson

Esquema de la cinta de triosafosfato isomerasa , dibujado a mano por Jane Richardson
Puntos de contacto de todos los átomos para dos residuos de Ala bien empaquetados

Jane Shelby Richardson (nacida el 25 de enero de 1941) [1] [2] es una biofísica estadounidense mejor conocida por desarrollar el diagrama de Richardson, o diagrama de cinta , un método para representar la estructura tridimensional de las proteínas. [3] Los diagramas de cinta se han convertido en una representación estándar de las estructuras de las proteínas que ha facilitado una mayor investigación de la estructura y función de las proteínas a nivel mundial. Con intereses en astronomía, matemáticas, física, botánica y filosofía, Richardson tomó un camino poco convencional para establecer una carrera científica. [4] [5] Richardson es profesor de bioquímica en la Universidad de Duke . [1]

Biografía

Richardson nació el 25 de enero de 1941 y creció en Teaneck, Nueva Jersey . Su padre era ingeniero eléctrico y su madre era profesora de inglés. Sus padres fomentaron el interés por la ciencia y ella fue miembro de clubes de astronomía locales desde la escuela primaria. [6] Asistió a Teaneck High School y en 1958 ganó el tercer lugar en la Westinghouse Science Talent Search , la feria científica más prestigiosa de Estados Unidos, con cálculos de la órbita del satélite Sputnik a partir de sus propias observaciones. [7] [4]

Continuó su educación con la intención de estudiar matemáticas, astronomía y física en Swarthmore College . Sin embargo, Richardson se graduó en Phi Beta Kappa con una licenciatura en filosofía y una especialización en física en 1962 antes de realizar trabajos de posgrado en filosofía en la Universidad de Harvard . Mientras tanto, pudo inscribirse en cursos de taxonomía y evolución de plantas en Harvard que más tarde contribuirían a su enfoque global para estudiar la estructura de las proteínas. Dado que la filosofía de Harvard se centró en la filosofía moderna en lugar del interés de Richardson, la filosofía clásica, Richardson se fue con su maestría de Harvard en 1966. [1] [8] [9] Después de graduarse, Richardson intentó enseñar en la escuela secundaria, pero pronto se dio cuenta de que esto La carrera profesional no era para ella. Posteriormente se reincorporó al mundo científico, trabajando como técnica en el Instituto Tecnológico de Massachusetts en el mismo laboratorio que su marido, David Richardson, a quien conoció en Swarthmore College. [10] En el MIT, David Richardson estaba realizando su doctorado en el laboratorio de Al Cotton utilizando cristalografía de rayos X para estudiar la estructura de la nucleasa estafilocócica . Jane Richardson aprendió las habilidades técnicas y la formación científica necesarias en bioquímica y biofísica a través del trabajo en el laboratorio junto a su marido, con quien todavía trabaja hoy. Más tarde, Richardson comenzó a dibujar los diagramas que lleva su nombre como método para interpretar las estructuras de las moléculas de proteínas . [10] A lo largo de su carrera, Richardson ha sido reconocida por muchas instituciones prestigiosas de la comunidad científica. En julio de 1985 recibió una beca MacArthur por su trabajo en bioquímica. [11] Fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ciencias y de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1991 y del Instituto de Medicina en 2006. [5] Como parte de su función en la Academia Nacional de Ciencias, Richardson forma parte de paneles. que asesoran a la Casa Blanca y al Pentágono sobre asuntos científicos de importancia nacional (p. ej., [12] ). Para el año 2012-2013, Richardson fue elegida presidenta de la Sociedad Biofísica para el año 2012-2013, [13] y se convirtió en miembro de la Asociación Estadounidense de Cristalografía en 2012. [14] Richardson es actualmente James B. DukeProfesor de Bioquímica en la Universidad de Duke. [4]

Los Richardson continúan dirigiendo conjuntamente un grupo de investigación en la Universidad de Duke. [10]

Richardson es colaboradora de Wikipedia, donde es un miembro destacado de WikiProject Biophysics . [15]

Trabajos científicos y contribuciones.

Las primeras incursiones de Richardson en la ciencia fueron en el campo de la astronomía . Observando la posición del Sputnik , en aquel momento el único satélite artificial , durante dos noches consecutivas, logró calcular su órbita prevista. Envió sus resultados a Westinghouse Science Talent Search, ganando el tercer lugar en 1958. [5]

Richardson se unió a su esposo David C. Richardson, que luego completaba su trabajo de doctorado en el MIT , para estudiar la estructura tridimensional de la proteína nucleasa estafilocócica (1SNS) [16] mediante cristalografía de rayos X para su tesis doctoral. [17] [18] La nucleasa estafilocócica estuvo entre la primera docena de estructuras proteicas resueltas. [19] Las clases de botánica y evolución que había tomado mientras cursaba sus estudios moldearon su forma de pensar sobre el trabajo que estaba haciendo en el laboratorio de química. [4] Durante sus estudios cristalográficos , Jane Richardson se dio cuenta de que se puede desarrollar un esquema de clasificación general a partir de los motivos estructurales recurrentes de las proteínas. [4] Mientras tanto, Jane y David Richardson se habían mudado a la Universidad de Duke en 1970, donde resolvieron la primera estructura cristalina de la superóxido dismutasa (2SOD). [10] [20] [21] En 1977 publicó sus hallazgos sobre la relación de las proteínas en Nature , con un artículo titulado "Topología de la hoja β y la relación de las proteínas". [4] [22]

Mientras Richardson desarrollaba el diagrama de cinta para ilustrar sus hallazgos en el transcurso de su investigación taxonómica, sus imágenes icónicas aparecieron por primera vez en la revista Advances in Protein Chemistry en un artículo titulado "La anatomía y taxonomía de la estructura de las proteínas" en 1981, [5] [ 23] [24] una de las primeras publicaciones distintivas en bioinformática estructural . Desde entonces, los diagramas se han convertido en una forma estándar de visualizar la estructura de las proteínas, representando específicamente la topología de la hoja beta y las conexiones entre secuencias de aminoácidos , o péptidos , que forman las proteínas. El proceso de plegamiento de proteínas involucra cuatro niveles: estructuras primarias , estructuras secundarias , estructuras terciarias y estructuras cuaternarias . Las estructuras secundarias resultan de interacciones de enlaces de hidrógeno entre secuencias de aminoácidos adyacentes para formar hélices alfa o láminas beta. [25] Las estructuras terciarias son un orden superior de plegamiento de proteínas que representan la conformación y la conectividad entre hélices alfa y láminas beta en 3D. [25] Los diagramas de cinta de Richardson ilustran la topología de la hoja beta y la conectividad en estructuras proteicas de orden superior. Ella formalizó reglas generales sobre la vinculación de hojas beta mediante conexiones de "horquilla" o conexiones "cruzadas". En una conexión de horquilla, una columna vertebral peptídica surge y gira para regresar al mismo extremo de la hoja beta del que salió. Una conexión cruzada implica que la columna vertebral del péptido se extiende fuera de una hoja beta y gira para ingresar a otra hoja beta en el extremo opuesto de la proteína. [26] Sus dibujos iniciales y continuos descubrimientos contribuyen a una comprensión más amplia de la energía y la evolución de las proteínas. Peter Agre , premio Nobel y compañero profesor de Duke, dijo sobre el trabajo de los Richardson: "El trabajo de Jane y David nos permitió revelar la forma de las proteínas, y a partir de ahí fue más fácil entender su función". [10]

El trabajo más reciente de los Richardson se ha diversificado más allá de la clasificación y la cristalografía. En la década de 1980 se extendieron a los campos de la bioquímica sintética y la biología computacional como pioneros en el diseño de novo de proteínas, un enfoque de ingeniería inversa para hacer y probar predicciones teóricas sobre el plegamiento de proteínas. [27] En la década de 1990, los Richardson desarrollaron el sistema kinemage de gráficos moleculares y David Richardson escribió el programa Mage para mostrarlos en computadoras pequeñas, para la entonces nueva revista Protein Science . [28] Además, desarrollaron un análisis de contacto de todos los átomos (ver imagen) para medir la "bondad de ajuste" dentro de las proteínas y en las interacciones con las moléculas circundantes. [4] El sitio web de Kinemage ofrece exploración interactiva de varias estructuras de proteínas en 3D a través de pantallas de computadora utilizando sus programas de gráficos Mage o KiNG. Financiado por una subvención de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), el sitio web se utiliza a menudo como herramienta de enseñanza. Los libros de texto y sitios de Internet que han obtenido imágenes de Kinemages incluyen Introducción a la estructura de proteínas de Branden y Tooze, [29] Fundamentos de bioquímica de Viet, Voet y Pratt, [30] Principios de bioquímica de Horton et al., [31] y el Proyecto de autoría Kinemage de la Universidad de Mississippi. [32]

El Laboratorio Richardson actualmente estudia motivos estructurales en el ARN [33], así como proteínas, como parte del Consorcio de Ontología de ARN (ROC) [34] para comunicar mejor los hallazgos de la investigación sobre la estructura y la función del ARN. [35] [36] El laboratorio ha actuado como asesor en el experimento de predicción de estructura CASP 8 [37] (CASP), [38] es uno de los cuatro equipos de desarrollo del sistema de software PHENIX [39] para cristalografía de rayos X. de macromoléculas y aloja el servicio web MolProbity [40] para la validación y mejora de la precisión de las estructuras cristalinas de proteínas y ARN. MolProbity utiliza el programa KiNG (sucesor de Mage) para mostrar gráficos kinemage en 3D en línea. Jane Richardson forma parte del Grupo de Trabajo de Validación de Rayos X del Banco de Datos de Proteínas (wwPDB) a nivel mundial [41] y del Grupo de Trabajo de Validación de RMN . [42] Mientras continúa dirigiendo el laboratorio Richardson junto con su esposo en Duke, donde usan MolProbity para validar ARN, proteínas y estructuras cristalinas, también agrega imágenes relacionadas con la ciencia, imágenes de la naturaleza e imágenes para WikiProject Biophysics a Wikimedia. Comunes . [15]

Premios y honores

Publicaciones destacadas

Los siguientes artículos están clasificados como altamente citados en el campo por Web of Science al 17 de febrero de 2020:

Referencias

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Otras lecturas

enlaces externos