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Frederick Sanger

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Frederick Sanger, (geboren am 13. August 1918) ist ein englischer Biochemiker und ein zweimaliger Hofdichter von Nobel in der Chemie, die einzige Person, um so gewesen zu sein. 1958 wurde er einem Nobelpreis in der Chemie "für seine Arbeit an der Struktur von Proteinen, besonders dieses des Insulins" zuerkannt. 1980 haben Walter Gilbert und Sanger Hälfte des Chemie-Preises "für ihre Beiträge bezüglich des Entschlusses von Grundfolgen in Nukleinsäuren" geteilt. Die andere Hälfte wurde Paul Berg "für seine grundsätzlichen Studien der Biochemie von Nukleinsäuren, mit der besonderen Rücksicht auf die RECOMBINANT-DNA" zuerkannt.

Er ist viert (und nur lebend) Person, um zwei Nobelpreisen, entweder individuell oder im Tandem mit anderen zuerkannt worden zu sein.

Frühe Jahre

Frederick Sanger ist am 13. August 1918 in Rendcomb, einem kleinen Dorf in Gloucestershire, dem zweiten Sohn von Frederick Sanger, einem Arzt für Allgemeinmedizin, und seiner Frau, Cicely Sanger née Crewdson geboren gewesen. Er war eines von drei Kindern. Sein Bruder, Theodore war nur ein Jahr älter, während sein Schwester-Mai (Mary) fünf jüngere Jahre war. Sein Vater, Frederick Sanger der Ältere, hatte als ein anglikanischer medizinischer Missionar in China gearbeitet, aber war nach England wegen der kranken Gesundheit zurückgekehrt. Er war 40 1916, als er Cicely geheiratet hat, die 4 jüngere Jahre war. Der Vater von Sanger hat sich zum Quäkertum umgewandelt, kurz nachdem seine zwei Söhne geboren gewesen sind und die Kinder als Quäker erzogen haben. Die Mutter von Sanger war die Tochter eines wohlhabenden Baumwollherstellers und hatte einen Quäker-Hintergrund, aber Cicely selbst war nicht ein Quäker.

Als Sanger ungefähr fünf Jahre alt die Familie war, die zum kleinen Dorf von Tanworth-in-Arden in Warwickshire bewegt ist. Die Familie war vernünftig wohlhabend und hat eine Gouvernante angestellt, um die Kinder zu unterrichten. 1927, im Alter von neun Jahren, wurde er an die Downs Schule eine Wohnvorbereitungsschule gesandt, die von Quäkern in der Nähe von Malvern geführt ist. Sein Bruder Theo war ein Jahr vor ihm in derselben Schule. 1932, im Alter von 14 Jahren, wurde er an die kürzlich feststehende Bryanston Schule in Dorset gesandt. Das hat das System von Dalton verwendet und hatte ein liberaleres Regime, das Sanger viel bevorzugt hat. In der Schule hat er seine Lehrer gemocht und hat besonders wissenschaftliche Themen genossen.

Er hat gute Ergebnisse in den Schulzertifikat-Überprüfungen erreicht und 1936 hat sich als ein Student zur Universität von St John, Cambridge bewegt, um Naturwissenschaften zu studieren. Sein Vater hatte derselben Universität aufgewartet. Für den ersten Teil seines Tripos hat er Kurse in Physik, Chemie, Biochemie und Mathematik genommen, aber hat mit der Physik und Mathematik gekämpft. Viele der anderen Studenten hatten mehr Mathematik in der Schule studiert. In seinem zweiten Jahr hat er Physik durch die Physiologie ersetzt. Er hat drei Jahre genommen, um seinen ersten Teil zu erhalten. Für seinen zweiten Teil hat er Biochemie studiert. Es war eine relativ neue Abteilung, die von Gowland Hopkins mit begeisterten Vortragenden gegründet ist, die Malcolm Dixon, Joseph Needham und Ernest Baldwin eingeschlossen haben. Sanger hat mit einem Grad der ersten Klasse 1939 graduiert.

Beide seine Eltern sind von Krebs während seiner ersten zwei Jahre an Cambridge gestorben. Sein Vater war 60 Jahre alt, und seine Mutter war 58 Jahre alt. Weil ein Glaube eines Studenten Sanger stark unter Einfluss seines Quäker-Erziehens war. Er war ein Pazifist und ein Mitglied der Friedensversprechen-Vereinigung. Es war durch seine Beteiligung mit den Wissenschaftlern von Cambridge Anti-War Group, dass er seine zukünftige Frau, Joan Howe getroffen hat, die Volkswirtschaft in der Newnham Universität studierte. Sie haben gehuldigt, während er für seine Prüfungen des zweiten Teils und geheiratet studierte, nachdem er im Dezember 1940 graduiert hatte. Mit dem Anfall des Zweiten Weltkriegs 1939 wurde ihm vorbehaltlose Befreiung von der Wehrpflicht als ein gewissenhafter Gegner gewährt.

Sanger hat begonnen, für einen Dr. im Oktober 1940 unter N.W. "Bill" Pirie zu studieren. Sein Projekt war nachzuforschen, ob essbares Protein beim Gras erhalten werden konnte. Nach wenig mehr als einem Monat hat Pirie die Abteilung verlassen, und Albert Neuberger ist sein Berater geworden. Sanger hat sein Forschungsprojekt geändert, den Metabolismus von lysine und einem praktischeren Problem bezüglich des Stickstoffs von Kartoffeln zu studieren. Seine These hatte den Titel: "Der Metabolismus der Aminosäure lysine im Tierkörper". Er wurde von Charles Harington und Albert Charles Chibnall untersucht und hat sein Doktorat 1943 zuerkannt.

Forschung

Sequencing Insulin

Neuberger hat sich zum Nationalen Institut für die Medizinische Forschung in London bewegt, aber Sanger ist in Cambridge geblieben und 1943 hat sich der Gruppe von Charles Chibnall, einem Protein-Chemiker angeschlossen, der kürzlich den Stuhl in der Abteilung der Biochemie aufgenommen hatte. Chibnall hatte bereits etwas Arbeit an der Aminosäure-Zusammensetzung des Rinderinsulins getan und vorgeschlagen, dass Sanger auf die amino Gruppen im Protein schauen. Insulin konnte in Stiefeln gekauft werden und war eines der sehr wenigen Proteine, die in einer reinen Form verfügbar waren. Bis zu dieser Zeit hatte Sanger sich finanziell unterstützt. In der Gruppe von Chibnall wurde er vom Medizinischen Forschungsrat und dann von 1944 bis 1951 von einer Beit Gedächtniskameradschaft für die Medizinische Forschung am Anfang unterstützt.

Der erste Triumph von Sanger war, die ganze Aminosäure-Folge der zwei polypeptide Ketten des Rinderinsulins 1951 zu bestimmen. Davor wurde es weit angenommen, dass Proteine etwas amorph waren. In der Bestimmung dieser Folgen hat Sanger bewiesen, dass Proteine eine definierte chemische Zusammensetzung haben. Für diesen Zweck hat er das Sanger "Reagens", fluorodinitrobenzene (FDNB) verwendet, um mit den ausgestellten amino Gruppen im Protein und insbesondere mit dem N-Terminal amino Gruppe an einem Ende der polypeptide Kette zu reagieren. Er dann teilweise hydrolysed das Insulin in kurzen peptides (entweder mit Salzsäure oder mit dem Verwenden eines Enzyms wie trypsin). Die Mischung von peptides wurde in zwei Dimensionen auf einer Platte von Filterpapier fraktioniert: zuerst durch die Elektrophorese in einer Dimension und dann, Senkrechte dazu, durch die Chromatographie im anderen. Die verschiedenen peptide Bruchstücke des Insulins, das mit ninhydrin entdeckt ist, haben sich zu verschiedenen Positionen auf dem Papier bewegt, ein verschiedenes Muster schaffend, das Sanger "Fingerabdrücke" genannt hat. Der peptide von der N-Endstation konnte durch die gelbe Farbe erkannt werden, die durch das FDNB-Etikett und die Identität von etikettierter Aminosäure am Ende des peptide gegeben ist, der durch die ganze saure Hydrolyse und das Entdecken bestimmt ist, das Dinitrophenyl-Aminosäure dort war. Indem er diesen Typ des Verfahrens wiederholt hat, ist Sanger im Stande gewesen, die Folgen der vielen erzeugten peptides mit verschiedenen Methoden für die anfängliche teilweise Hydrolyse zu bestimmen. Diese konnten dann in die längeren Folgen gesammelt werden, um die ganze Struktur des Insulins abzuleiten. Der Hauptbeschluss von Sanger bestand darin, dass die zwei polypeptide Ketten des Protein-Insulins genaue Aminosäure-Folgen und durch die Erweiterung hatten, dass jedes Protein eine einzigartige Folge hatte. Es war dieses Zu-Stande-Bringen, das ihn sein erster Nobelpreis in der Chemie 1958 verdient hat. Diese Entdeckung war für die spätere Folge-Hypothese des Muskelkrampfs entscheidend, um Ideen davon zu entwickeln, wie DNA für Proteine codiert.

Sequencing RNS

Von 1951 war Sanger ein Mitglied des Außenpersonals des Medizinischen Forschungsrats, und als sie das Laboratorium der Molekularen Biologie 1962 geöffnet haben, hat er sich von seinen Laboratorien in der Biochemie-Abteilung der Universität zum Dachgeschoss des neuen Gebäudes bewegt. Er ist Leiter der Protein-Chemie-Abteilung geworden. Bald nach seiner Bewegung hat er angefangen, auf die Möglichkeit von sequencing RNS-Molekülen zu schauen, und hat begonnen, Methoden zu entwickeln, um ribonucleotide mit spezifischem nucleases erzeugte Bruchstücke zu trennen. Eines der Probleme war, ein reines Stück der RNS zur Folge zu erhalten. Im Laufe dessen hat er 1964, mit Kjeld Marcker, der formylmethionine tRNA entdeckt, der Protein-Synthese in Bakterien beginnt. Er wurde in der Rasse geprügelt, um zur Folge ein tRNA Molekül durch eine Gruppe erst zu sein, die von Robert Holley von der Universität von Cornell geführt ist, der die Folge der 77 ribonucleotides von alanine tRNA von Saccharomyces cerevisiae 1965 veröffentlicht hat. Vor 1967 hatte die Gruppe von Sanger die nucleotide Folge 5S ribosomal RNS von Escherichia coli, eine kleine RNS von 120 nucleotides bestimmt.

Sequencing DNA

Er hat sich dann sequencing DNA zugewandt, die eine völlig verschiedene Annäherung verlangen würde. Er hat auf verschiedene Weisen geschaut, DNA polymerase I von E. coli zu verwenden, um einzelne gestrandete DNA zu kopieren. 1975 zusammen mit Alan Coulson hat er ein sequencing Verfahren mit der DNA polymerase mit radiolabelled nucleotides veröffentlicht, dass er "Plus und Minus die" Technik gerufen hat. Das hat zwei nah zusammenhängende Methoden eingeschlossen, die kurzen oligonucleotides mit definierten 3' Endstationen erzeugt haben. Diese konnten durch die Elektrophorese auf einem polyacrylamide Gel fraktioniert werden und haben sich Verwenden-Autoröntgenografie vergegenwärtigt. Das Verfahren hat Folge bis zu 80 nucleotides darin gekonnt man geht, und war eine große Verbesserung darauf, was gegangen vorher, aber noch sehr mühsam war. Dennoch ist seine Gruppe zur Folge die meisten 5,386 nucleotides des einzeln gestrandeten bacteriophage φX174 fähig gewesen. Das war völlig sequenced DNA-BASIERTES Genom erst. Zu ihrer Überraschung haben sie dass die Codiergebiete von einigen der Gene übergegriffen miteinander entdeckt.

1977 haben Sanger und Kollegen die "dideoxy" Kettenbeendigungsmethode für sequencing DNA-Moleküle, auch bekannt als die "Methode von Sanger" eingeführt. Das war ein Hauptdurchbruch und hat langem Strecken der DNA erlaubt, schnell und genau sequenced zu sein. Es hat ihn sein zweiter Nobelpreis in der Chemie 1980 verdient, die er mit Walter Gilbert und Paul Berg geteilt hat. Die neue Methode wurde von Sanger und Kollegen dem Folge-Menschen mitochondrial DNA (16,569 Grundpaare) und bacteriophage λ (48,502 Grundpaare) verwendet. Die dideoxy Methode war schließlich an die Folge das komplette menschliche Erbgut gewöhnt.

Er ist so weit (2011) die einzige Person, um zwei Nobelpreisen in der Chemie und einem von nur vier zweimaligen Hofdichtern von Nobel zuerkannt worden zu sein: Die anderen drei waren Marie Curie (Physik, 1903 und Chemie, 1911), Linus Pauling (Chemie, 1954 und Frieden, 1962) und John Bardeen (zweimal Physik, 1956 und 1972).

Ehe und Familie

Sanger hat Margaret Joan Howe 1940 geheiratet. Sie haben drei Kinder: Rotkehlchen, geboren 1943, Peter geboren 1946 und 1960 geborene Sally Joan.

Späteres Leben

Sanger hat sich 1983 zu seinem Haus, "Weite Weiden", in Swaffham Bulbeck außerhalb Cambridges und neben Sanger Wood zurückgezogen.

1992 haben das Wellcome-Vertrauen und der Medizinische Forschungsrat das Zentrum von Sanger (jetzt das Institut von Sanger), genannt nach ihm gegründet. Das Institut wird auf dem Wellcome-Vertrauensgenom-Campus in der Nähe von Hinxton, nur einigen Meilen vom Haus von Sanger gelegen. Er hat dem Nennen des Zentrums nach ihm, wenn gefragt, durch John Sulston, den Gründungsdirektor zugestimmt, aber hat gewarnt, "Es sollte gut sein." Es wurde von Sanger selbst am 4. Oktober 1993 mit einem Personal von weniger als 50 Menschen geöffnet und hat fortgesetzt, eine Hauptrolle im sequencing des menschlichen Erbgutes zu nehmen. Das Institut hat jetzt mehr als 900 Menschen und ist eines der größten genomic Forschungszentren in der Welt.

Er hat seinen religiösen Glauben verloren und nennt sich einen Agnostiker. In einem Interview, das in der Zeitzeitung 2000 veröffentlicht ist, wird Sanger zitiert: "Mein Vater war ein begangener Quäker, und ich wurde als ein Quäker, und für sie erzogen Wahrheit ist sehr wichtig. Ich habe weg von jenem Glauben getrieben - man sucht offensichtlich nach Wahrheit, aber man braucht einige Beweise dafür. Selbst wenn ich an den Gott glauben wollte, würde ich es sehr schwierig finden. Ich würde Beweis sehen müssen."

Er hat das Angebot eines Ritterstands geneigt, weil er als "Herr" hat nicht angeredet werden wollen, aber später den Preis einer Ordnung des Verdiensts akzeptiert hat.

2007 wurde der britischen Biochemischen Gesellschaft gegeben eine Bewilligung durch den Wellcome Vertrauen, um die 35 Labornotizbücher zu katalogisieren und zu bewahren, in denen Sanger seine bemerkenswerte Forschung von 1944 bis 1983 registriert hat. Im Melden dieser Sache hat Zeitschrift Science bemerkt, dass Sanger, "die am meisten zurückhaltende Person, die Sie hoffen konnten zu treffen", jetzt seine Zeitgartenarbeit an seinem Cambridgeshire nach Hause ausgab.