Christian de Duve - Christian de Duve

Viscount de Duve
de Duve foreleser om opprinnelsen til den eukaryote cellen i oktober 2012
Født	Christian René Marie Joseph de Duve ( 1917-10-02 )2. oktober 1917 Thames Ditton , Surrey , Storbritannia
Døde	4. mai 2013 (2013-05-04)(95 år) Grez-Doiceau , Belgia
Statsborgerskap	Belgisk
Alma mater
Kjent for	Celleorganeller
Ektefelle (r)	Janine Herman ​ ​ ( m.  1943; død 2008)​
Barn
Utmerkelser
Vitenskapelig karriere
Enger
Institusjoner

Christian René Marie Joseph, Viscount de Duve (2. oktober 1917-4. mai 2013) var en nobelprisvinnende belgisk cytolog og biokjemiker . Han gjorde alvorlige funn av to celleorganeller , peroksisom og lysosom , som han delte Nobelprisen i fysiologi eller medisin med i 1974 med Albert Claude og George E. Palade ("for deres funn om cellens strukturelle og funksjonelle organisering") . I tillegg til peroksisom og lysosom, oppfant han vitenskapelige navn som autofagi , endocytose og eksocytose i en enkelt anledning.

De Duve, sønn av belgiske flyktninger under første verdenskrig , ble født i Thames Ditton , Surrey , England . Familien hans returnerte til Belgia i 1920. Han ble utdannet av jesuittene ved Onze-Lieve-Vrouwinstituut i Antwerpen , og studerte medisin ved det katolske universitetet i Leuven . Da han fikk sin lege i 1941, begynte han i forskning innen kjemi, og arbeidet med insulin og dets rolle i diabetes mellitus . Avhandlingen hans ga ham den høyeste universitetsgraden agrégation de l'enseignement supérieur (tilsvarende doktorgrad) i 1945.

Med arbeidet med rensing av penicillin oppnådde han en MSc -grad i 1946. Han gikk for videre opplæring under (senere nobelprisvinnere) Hugo Theorell ved Karolinska Institutet i Stockholm, og Carl og Gerti Cori ved Washington University i St. Louis . Han begynte på det medisinske fakultetet i Leuven i 1947. I 1960 ble han invitert til Rockfeller Institute (nå Rockefeller University ). Med gjensidig avtale med Leuven ble han professor ved begge universitetene fra 1962, og delte tiden mellom Leuven og New York. Han ble emeritus -professor ved University of Louvain i 1985 og i Rockefeller i 1988.

De Duve ble rangert som viscount i 1989 av kong Baudouin av Belgia. Han mottok også Francqui -prisen , Gairdner Foundation International Award , Heineken -prisen og EB Wilson -medaljen . I 1974 grunnla han International Institute of Cellular and Molecular Pathology i Brussel, til slutt omdøpt til de Duve Institute i 2005. Han var den grunnleggende presidenten for L'Oréal-UNESCO Awards for Women in Science . Han døde av lovlig dødshjelp etter lang tid med kreft og atrieflimmer .

tidlig liv og utdanning

De Duve ble født av en eiendomsmegler Alphonse de Duve og kona Madeleine Pungs i landsbyen Thames Ditton, nær London . Foreldrene hans flyktet fra Belgia ved utbruddet av første verdenskrig. Etter krigen i 1920, i en alder av tre, vendte han og familien tilbake til Belgia. Han var en tidlig gutt, alltid den beste eleven ( primus perpetuus som han husket) på skolen, bortsett fra ett år da han ble uttalt som "ute av konkurranse" for å gi sjansen til andre elever.

Han ble utdannet av jesuittene ved Onze-Lieve-Vrouwinstituut i Antwerpen , før han studerte ved Det katolske universitetet i Leuven i 1934. Han ønsket å spesialisere seg i endokrinologi og begynte på laboratoriet til den belgiske fysiologen Joseph P. Bouckaert, hvis hovedinteresse var en insulin. I løpet av hans siste år på medisinsk skole i 1940 invaderte tyskerne Belgia. Han ble rekruttert til den belgiske hæren, og sendt i Sør -Frankrike som medisinsk offiser. Der ble han nesten umiddelbart tatt som krigsfange av tyskere. Hans evne til å snakke flytende tysk og flamsk hjalp ham med å overliste fangerne. Han rømte tilbake til Belgia i et eventyr han senere beskrev som "mer komisk enn heroisk".

Han fortsatte umiddelbart medisinsk kurset, og fikk sin lege i 1941 fra Leuven. Etter eksamen fortsatte de Duve sin primære forskning på insulin og dets rolle i glukosemetabolismen . Han (med Earl Sutherland) fant en første oppdagelse av at et kommersielt preparat av insulin var forurenset med et annet bukspyttkjertelhormon , insulinantagonisten glukagon . Imidlertid var laboratoriematerialer i Leuven mangelfulle, derfor meldte han seg på et program for å tjene en grad i kjemi ved Kreftinstituttet. Forskningen hans på insulin ble oppsummert i en 400 sider lang bok med tittelen Glucose, Insuline et Diabète ( Glucose, Insulin and Diabetes ) utgitt i 1945, samtidig i Brussel og Paris . Boken ble kondensert til en teknisk avhandling som ga ham den mest avanserte graden på universitetsnivå agrégation de l'enseignement supérieur (tilsvarende en doktorgrad - han kalte den "en slags glorifisert doktorgrad") i 1945. Avhandlingen hans ble fulgt av en rekke vitenskapelige publikasjoner. Deretter oppnådde han en MSc i kjemi i 1946, som han jobbet med rensing av penicillin for .

For å forbedre sin ferdighet i biokjemi, trente han på laboratoriet til Hugo Theorell (som senere vant Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1955) ved Nobel Medical Institute i Stockholm i 18 måneder i løpet av 1946–47. I 1947 mottok han økonomisk bistand som stipendiat i Rockefeller Foundation og jobbet i seks måneder med Carl og Gerti Cori ved Washington University i St. Louis (mannen og kona var felles vinnere av Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1947).

Karriere og forskning

I mars 1947 begynte de Duve på fakultetet ved medisinskolen ved Det katolske universitetet i Leuven og underviste i fysiologisk kjemi. I 1951 ble han professor. I 1960 møtte Detlev Bronk, daværende president for Rockfeller Institute (det som nå er Rockefeller University ) i New York City, ham i Brussel og tilbød ham professorat og et laboratorium. Rektoren i Leuven, redd for å miste de Duve helt, inngikk et kompromiss over middagen om at de Duve fortsatt ville være på deltid med en lettelse fra undervisning og gjennomføring av eksamener. Rektor og Bronk inngikk en avtale som opprinnelig skulle vare i fem år. Den offisielle implementeringen var i 1962, og de Duve ledet samtidig forskningslaboratoriene ved Leuven og ved Rockefeller University og delte tiden mellom New York og Leuven.

I 1969 ble det katolske universitetet i Leuven delt inn i to separate universiteter. Han sluttet seg til den fransktalende siden, Université catholique de Louvain . Han tok emeritusstatus ved University of Louvain i 1985 og på Rockefeller i 1988, selv om han fortsatte å forske. Blant andre fag studerte han fordelingen av enzymer i leverceller fra rotter ved hjelp av hastighetssonell sentrifugering . Hans arbeid med cellefraksjonering ga et innblikk i funksjonen til cellestrukturer. Han spesialiserte seg på subcellulær biokjemi og cellebiologi og oppdaget nye celleorganeller .

Gjenoppdagelse av glukagon

Hormonet glukagon ble oppdaget av CP Kimball og John R. Murlin i 1923 som et hyperglykemisk (blodsukkerhevende) stoff blant bukspyttkjertelekstraktene . Den biologiske betydningen av glukagon var ikke kjent, og selve navnet ble i hovedsak glemt. Det var fortsatt et mysterium den gangen de Duve begynte i Bouckaert ved Leuven University for å jobbe med insulin. Siden 1921 var insulin det første kommersielle hormonelle stoffet som opprinnelig ble produsert av Eli Lilly and Company , men ekstraksjonsmetodene deres introduserte en urenhet som forårsaket mild hyperglykemi, det motsatte av hva som var forventet eller ønsket. I mai 1944 innså de Duve at cystallisering kan fjerne urenheten. Han demonstrerte at Lillys insulinprosess var forurenset, og viste at Lilly -insulinet forårsaket innledende hyperglykemi når det ble injisert i rotter, og det gjorde ikke det danske Novo -insulinet. Etter forskningen hans som ble publisert i 1947, oppgraderte Lilly metodene for å eliminere urenheten. Da hadde De Duve sluttet seg til Carl Cori og Gerty Cori ved Washington University i St. Louis, hvor han jobbet med en forsker Earl Wilbur Sutherland, Jr. , som senere vant Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1971.

Sutherland hadde jobbet med puslespillet om insulin-urenhetsstoffet, som han hadde kalt hyperglykemisk-glykogenolytisk (HG) faktor. Han og de Duve oppdaget snart at HG -faktoren ikke bare ble syntetisert av bukspyttkjertelen, men også av mageslimhinnen og visse andre deler av fordøyelseskanalen. Videre fant de at hormonet ble produsert fra bukspyttkjertelen øyer av celler som er forskjellige fra de insulinproduserende betacellene ; antagelig var dette alfaceller . Det var de Duve som innså at Sutherlands HG -faktor faktisk var den samme som glukagon; denne gjenoppdagelsen førte til dens permanente navn, som de Duve gjeninnførte det i 1951. Parets arbeid viste at glukagon var det viktigste hormonet som påvirket nedbrytningen av glykogen i leveren - prosessen kjent som glykogenolyse - der flere sukker blir produsert og frigjort til blodet.

De Duves opprinnelige hypotese om at glukagon ble produsert av alfaceller i bukspyttkjertelen, viste seg å være korrekt da han demonstrerte at selektivt koboltskadede alfaceller sluttet å produsere glukagon hos marsvin ; han isolerte til slutt det rensede hormonet i 1953, inkludert det fra fugler.

De Duve skulle først anta at produksjonen av insulin (som reduserte blodsukkernivået), stimulerte opptaket av glukose i leveren; han foreslo også at en mekanisme var på plass for å balansere produksjonene av insulin og glukagon for å opprettholde normalt blodsukkernivå, (se homeostase ). Denne ideen var mye omstridt den gangen, men hans gjenoppdagelse av glukagon bekreftet tesene hans. I 1953 demonstrerte han eksperimentelt at glukagon påvirket produksjonen (og dermed opptaket) av glukose.

Oppdagelse av lysosom

Christian de Duve og hans team fortsatte å studere virkningsmekanismen for insulin i leverceller, med fokus på enzymet glukose 6-fosfatase , nøkkelenzymet i sukkermetabolismen ( glykolyse ) og målet for insulin. De fant at G6P var det viktigste enzymet for å regulere blodsukkernivået , men de kunne ikke, selv etter gjentatte forsøk, rense og isolere enzymet fra celleekstraktene. Så de prøvde den mer arbeidskrevende prosedyren for cellefraksjonering for å oppdage enzymaktiviteten.

Dette var øyeblikket for serendipitøs oppdagelse. For å estimere den eksakte enzymaktiviteten, vedtok teamet en prosedyre ved bruk av en standardisert enzymsyrefosfatase ; men de fant ut at aktiviteten var uventet lav - ganske lav, dvs. omtrent 10% av den forventede verdien. Så en dag målte de enzymaktiviteten til noen rensede cellefraksjoner som hadde blitt lagret i fem dager. Til deres overraskelse ble enzymaktiviteten økt tilbake til den for den ferske prøven; og lignende resultater ble gjentatt hver gang prosedyren ble gjentatt. Dette førte til hypotesen om at en slags barriere begrenset enzymets hurtige tilgang til dets substrat , slik at enzymene først kunne diffundere etter en periode. De beskrev barrieren som membranlignende-en "saklik struktur omgitt av en membran og inneholdende sur fosfatase."

Et ikke -relatert enzym (fra cellefraksjoneringsprosedyren) hadde kommet fra membranfraksjoner som var kjent for å være celleorganeller. I 1955 kalte de Duve dem "lysosomer" for å gjenspeile fordøyelsesegenskapene deres. Samme år besøkte Alex B. Novikoff fra University of Vermont de Duves laboratorium, og ved hjelp av elektronmikroskopi produserte de det første visuelle beviset på lysosomorganellen. Ved bruk av en fargemetode for sur fosfatase bekreftet de Duve og Novikoff ytterligere plasseringen av de hydrolytiske enzymer ( syrehydrolaser ) til lysosomer.

Oppdagelse av peroksisom

Serendipity fulgte de Duve for en annen stor oppdagelse. Etter bekreftelsen av lysosom ble de Duves team plaget av tilstedeværelsen (i rottelevercellefraksjonen) av enzymet uratoksidase . De Duve trodde det ikke var et lysosom fordi det ikke er en sur hydrolase, typisk for lysosomale enzymer; Likevel hadde den en lignende fordeling som enzymet syrefosfatase. Videre fant han i 1960 andre enzymer (for eksempel katalase og D-aminosyreoksidase ), som ble fordelt på samme måte i cellefraksjonen-og det ble da antatt at dette var mitokondrielle enzymer. (W. Bernhard og C. Rouillier hadde beskrevet slike ekstremitokodrielle organeller som mikrokropper , og trodde at de var forløpere til mitokondrier.) De Duve bemerket at de tre enzymene hadde lignende kjemiske egenskaper og var lik de for andre peroksydproduserende oksidaser.

De Duve var skeptisk til å referere til de nyoppdagede enzymene som mikrokropper fordi, som han bemerket, "for lite er kjent om deres enzymkomplement og om deres rolle i levercellernes fysiologi til å underbygge et forslag for tiden". Han foreslo at disse enzymene tilhørte den samme celleorganellen, men en som er forskjellig fra tidligere kjente organeller. Men ettersom det fremdeles manglet sterke bevis, publiserte han ikke hypotesen. I 1955 demonstrerte teamet hans lignende cellefraksjoner med samme biokjemiske egenskaper fra ciliated protozoan Tetrahymena pyriformis ; dermed ble det indikert at partiklene var ubeskrevne celleorganeller som ikke er relatert til mitokondrier. Han presenterte sin oppdagelse på et møte i American Society for Cell Biology i 1955, og publiserte formelt i 1966, og skapte navnet peroksisomer for organellene ettersom de er involvert i peroksidasereaksjoner. I 1968 oppnådde han det første store preparatet av peroksisomer, og bekreftet at l-a-hydroksysyreoksidase , d-aminosyreoksidase og katalase var alle de unike enzymene til peroksisomer.

De Duve og teamet hans viste videre at peroksisomer spiller viktige metabolske roller, inkludert β-oksidasjon av svært langkjedede fettsyrer på en annen måte enn i mitokondrier; og at de er medlemmer av en stor familie av evolusjonært beslektede organeller som finnes i forskjellige celler, inkludert planter og protozoer, hvor de utfører forskjellige funksjoner. (Og har fått spesifikke navn, for eksempel glyoksysomer og glykosomer .)

Opprinnelsen til celler

De Duves arbeid har bidratt til den voksende konsensus om å godta den endosymbiotiske teorien ; hvilken idé foreslår at organeller i eukaryote celler oppsto som visse prokaryote celler som kom til å leve inne i eukaryote celler som endosymbionter . I følge de Duves versjon utviklet eukaryote celler med deres strukturer og egenskaper, inkludert deres evne til å fange mat ved endocytose og fordøye det intracellulært, først. Senere ble prokaryote celler inkorporert for å danne flere organeller.

De Duve foreslo at peroksisomer, som tillot celler å tåle de økende mengdene av fritt molekylært oksygen i den tidlige jordatmosfæren, kan ha vært de første endosymbionter. Fordi peroksisomer ikke har eget DNA , har dette forslaget mye mindre bevis enn lignende påstander om mitokondrier og kloroplaster. Hans senere år var hovedsakelig viet til opprinnelsen til livsstudier, som han innrømmet fortsatt var et spekulativt felt (se thioester ).

Publikasjoner

De Duve var en produktiv forfatter, både i tekniske og populære arbeider. De mest bemerkelsesverdige verkene er:

Personlige liv

Religiøs tro

De Duve ble oppdratt som romersk katolikk . I de senere årene hadde han en tendens til agnostisme , om ikke streng ateisme . Imidlertid mente de Duve at "De fleste biologer i dag har en tendens til å se liv og sinn som kosmiske imperativer, skrevet inn i selve stoffet i universet, snarere enn som usedvanlig usannsynlige tilfeldighetsprodukter." "Det ville være en overdrivelse å si at jeg ikke er redd for døden", sa han eksplisitt til en belgisk avis Le Soir bare en måned før hans død, "men jeg er ikke redd for det som kommer etter, for det er jeg ikke en troende. "

Han støttet sterkt biologisk evolusjon som et faktum, og avvisende fra skapelsesvitenskap og intelligent design , som eksplisitt uttalt i hans siste bok, Genetics of Original Sin: The Impact of Natural Selection on the Future of Humanity . Han var blant de sytti-åtte nobelprisvinnerne i vitenskap for å støtte arbeidet med å oppheve Louisiana Science Education Act fra 2008.

Familie

De Duve giftet seg med Janine Herman 30. september 1943. Sammen hadde de fått to sønner, Thierry og Alain, og to døtre, Anne og Françoise. Janine døde i 2008, 86 år gammel.

Død

De Duve døde 4. mai 2013, hjemme i Nethen, Belgia, 95 år gammel. Han bestemte seg for å avslutte livet med lovlig dødshjelp , utført av to leger og i nærvær av sine fire barn. Han hadde lenge lidd av kreft og atrieflimmer , og helseproblemene ble forverret av et fall nylig i hjemmet hans.

De Duve ble kremert som han hadde ønsket, og asken hans ble fordelt blant familiemedlemmer og venner.

Utmerkelser og æresbevisninger

De Duve vant Francqui -prisen for biologiske og medisinske vitenskaper i 1960, og Nobelprisen for fysiologi eller medisin i 1974. Kong Baudouin av Belgia hedret ham til Viscount i 1989. Han mottok Gairdner Foundation International Award i 1967, og den Dr HP Heineken Prisen for biokjemi og biofysikk i 1973 fra kongelige nederlandske Academy of Arts and Sciences .

Han ble valgt til utenlandsk medarbeider ved National Academy of Sciences (USA) i 1975. Han vant Harden -medaljen fra Biochemical Society of Great Britain i 1978; Theobald Smith -prisen fra Albany Medical College i 1981; Jimenez Diaz -prisen i 1985; Innovators of Biochemistry Award fra Medical College of Virginia i 1986; og EB Wilson -medaljen i 1989.

Han var også medlem av Royal Academy of Medicine og Royal Academy of Sciences, Arts , and of Literature of Belgium; Det pavelige vitenskapsakademi i Vatikanet; den amerikanske Academy of Arts and Sciences , French National Academy of Medicine; den Academy of Sciences i Paris ; den Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina ; det amerikanske filosofiske samfunn . Han ble valgt til utenlandsk medlem av Royal Society (ForMemRS) i 1988 . I tillegg mottok han æresdoktorer fra atten universiteter rundt om i verden.

Legacy

De Duve grunnla et tverrfaglig biomedisinsk forskningsinstitutt ved Université catholique de Louvain i 1974, opprinnelig kalt International Institute of Cellular and Molecular Pathology (ICP). Han forble president til 1991. På hans 80 -årsdag i 1997 ble det omdøpt til Christian de Duve Institute of Cellular Pathology. I 2005 ble navnet videreført til de Duve Institute.

De Duve var et av grunnleggerne av det belgiske samfunnet for biokjemi og molekylærbiologi , opprettet 15. september 1951.

De Duve huskes som en oppfinner av viktig vitenskapelig terminologi. Han skapte ordet lysosom i 1955, peroksisom i 1966, og autofagi , endocytose og eksocytose i ett tilfelle på Ciba Foundation Symposium on Lysosomes som ble holdt i London i løpet av 12. – 14. Februar 1963, mens han, ”var i et ordmyntende humør . "

De Duves liv, inkludert hans arbeid som resulterer i en Nobelpris, og hans lidenskap for biologi er gjenstand for en dokumentarfilm Portrait of a Nobel Prize: Christian de Duve (Portrait de Nobel: Christian de Duve) , regissert av Aurélie Wijnants. Den ble første gang sendt på Eurochannel i 2012.

Referanser

Eksterne linker

• Christian de Duve på Nobelprize.org