Э́рик Альбе́рт Ба́рнард (англ. Eric Albert Barnard; 2 июля 1927 г. — 23 мая 2018 г.) — британский биохимик, специалист по химии белков и молекулярной нейробиологии. Член Королевского общества (FRS, 1981).
Барнард сыграл ведущую роль в определении молекулярных компонентов нервно-мышечной передачи и становлении молекулярной нейробиологии как научной дисциплины. Он разработал систему экспрессии рецепторов в ооцитах лягушки (Xenopus), ставшую фундаментальным инструментом в фармакологии. Его группа первой клонировала кДНК субъединицы рецептора нейротрансмиттера (никотинового ацетилхолинового) и субъединиц ингибиторного ГАМКA-рецептора. Эти работы привели к открытию суперсемейства лиганд-зависимых ионных каналов и заложили основу концепции гетерогенности (разнообразия) рецепторов.
Биография Эрик Альберт Барнард родился 2 июля 1927 года в Гринвиче (юго-восточный Лондон). Его ранние годы были тяжелыми: отец ушел из семьи, и Эрик был помещен в еврейский детский дом в Норвуде. Несмотря на сложности, он преуспевал в учебе и был единственным мальчиком в приюте, сдавшим экзамен "11-plus", что позволило ему получить стипендию в грамматической школе Davenant Foundation в Уайтчепеле.
Когда Эрику было 12 лет, во время Второй мировой войны, школа была эвакуирована в Кембриджшир. Барнард бросил школу в 16 лет и начал работать курьером в лондонском Сити. Позже он прошел военную службу в Королевских ВВС (RAF) в Сингапуре и Малайзии.
После службы, работая полный рабочий день, Барнард посещал вечернюю школу для получения аттестата о среднем образовании. Затем он поступил в Королевский колледж Лондона (KCL), где получил степень бакалавра и в 1957 году — степень доктора философии (PhD) по биохимии. Его диссертация была посвящена разработке методов химической маркировки белков в цитохимии.
По окончании докторантуры Барнард получил стипендию Фонда Наффилда для продолжения работы в KCL. В 1960 году он получил награду Фонда Рокфеллера и провел два года в Калифорнийском университете в Беркли, после чего вернулся в KCL в качестве лектора.
В 1965 году он переехал в США, заняв должность доцента по биохимической фармакологии в Государственном университете Нью-Йорка в Буффало. В 1968 году он стал профессором, а в 1969 — заведующим кафедрой биохимии.
В 1975 году Барнард вернулся в Великобританию по приглашению ректора Имперского колледжа Лондона, где занял кафедру физиологической биохимии имени Дж. Артура Ранка. С 1979 по 1985 год он возглавлял кафедру биохимии. В 1981 году был избран членом Королевского общества.
В 1985 году он стал директором нового Отдела молекулярной нейробиологии Медицинского исследовательского совета (MRC) в Кембридже. После вынужденного ухода из MRC по возрасту в 1992 году, он перешел в Королевскую бесплатную больницу в Лондоне, а в 1998 году вернулся в Кембриджский университет в качестве почетного профессора кафедры фармакологии.
Окончательно ушел из активной научной деятельности в 2014 году, в возрасте 86 лет.
Научные исследования Исследовательская карьера Барнарда началась с энзимологии и химии белков, а затем сместилась в область нейробиологии, где он совершил свои главные открытия.
Ранние исследования: Энзимология Основываясь на своей докторской работе, Барнард в KCL разрабатывал методы ковалентной маркировки и цитохимической количественной оценки белков. Он одним из первых применил маркировку радиоизотопами (в частности, тритием) для количественной оценки ферментов. Он использовал аффинную маркировку для идентификации аминокислот в активном центре рибонуклеазы (в частности, His-119) и изучал структуру фермента гексокиназы.
Нервно-мышечные соединение Интерес Барнарда к нейротрансмиссии начался в KCL. Он применил свои методы маркировки для изучения белков, участвующих в нервно-мышечной передаче.
Ацетилхолинэстераза (АХЭ) Используя радиоактивно меченый ингибитор ([32P]DFP), Барнард впервые применил количественную авторадиографию для подсчета молекул АХЭ в моторной концевой пластинке. Он установил их постоянную плотность (около 3000 молекул на мкм²).
Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы (нАХР) Используя меченый змеиный яд ([3H]α-бунгаротоксин), Барнард аналогичным образом локализовал и количественно определил плотность нАХР (около 10 000 на мкм²) на гребнях постсинаптических складок.
Хотя нАХР были очищены из богатых им источников (электрических органов скатов), Барнард (совместно с Оливером Долли) первым смог выделить и очистить этот рецептор из скелетных мышц млекопитающих, где его концентрация чрезвычайно низка.
Молекулярная нейробиология и клонирование рецепторов В Имперском колледже Барнард осознал ограничения биохимических методов очистки и одним из первых в нейробиологии сделал ставку на "новую технологию" молекулярной биологии (клонирование ДНК).
Система экспрессии в ооцитах Xenopus Для изучения будущих клонированных рецепторов был нужен функциональный метод. В сотрудничестве с Рикардо Миледи, Барнард провел знаковый эксперимент: он показал, что инъекция мРНК из электрического органа ската в ооциты (яйцеклетки) лягушки Xenopus приводит к синтезу и встраиванию в клеточную мембрану функциональных никотиновых рецепторов, которые реагировали на ацетилхолин. Этот метод стал революционным и широко используемым инструментом в фармакологии для изучения ионных каналов.
Клонирование нАХР В 1982 году группа Барнарда (совместно с коллегами из Searle) опубликовала работу по молекулярному клонированию и характеристике кДНК, кодирующей α-субъединицу никотинового ацетилхолинового рецептора. Это была первая клонированная субъединица рецептора нейротрансмиттера.
Клонирование ГАМКA-рецептора и открытие суперсемейства Следующей целью стал главный ингибиторный рецептор мозга — ГАМКA-рецептор. Группа Барнарда использовала аффинную хроматографию на бензодиазепинах для его очистки. Затем, в сотрудничестве с Питером Зеебургом (Genentech), они получили частичные аминокислотные последовательности и в 1987 году клонировали кДНК α- и β-субъединиц ГАМКA-рецептора.
Сравнение последовательностей нАХР (катионный канал) и ГАМКA-рецептора (анионный канал) выявило неожиданное структурное сходство, включая консервативную "Cys-Cys петлю". Это привело Барнарда к открытию суперсемейства лиганд-зависимых ионных каналов.
Гетерогенность (разнообразие) рецепторов Дальнейшая работа групп Барнарда и Зеебурга привела к открытию нескольких изоформ α-субъединицы ГАМКA-рецептора (α1, α2, α3...). Это впервые показало, что рецепторы не являются монолитными, а представляют собой семейства родственных белков (подтипов), собранных из разных субъединиц. Эта концепция гетерогенности рецепторов имела фундаментальное значение для разработки новых, более селективных лекарственных препаратов.
Поздние исследования Барнард также внес вклад в изучение глутаматных и опиоидных рецепторов. Его последняя крупная работа, выполненная совместно с Дэвидом Брауном, была посвящена пуринорецепторам. Они показали, что один и тот же рецептор (P2Y2) способен связываться с различными G-белками (Gq и Gi) и, таким образом, активировать разные внутриклеточные сигнальные пути.
Почести и награды
Член Королевского общества (FRS) (1981) Медаль Ciba (Биохимическое общество) (1985) Международная премия Eli-Lilly–ECNP за выдающиеся достижения в области нейрофармакологии (1998) Медаль Thudicum (Биохимическое общество) (2008)
Память Работа Барнарда признана важной вехой в истории нейробиологии. Жан-Пьер Шанжё так отозвался о нем: «Эрик был увлекательным первопроходцем в области химии мозга... Он навсегда останется в нашей научной памяти».
Семья Во время обучения в аспирантуре в KCL Барнард познакомился с Пенни Хеннесси, которая работала в той же лаборатории. Они поженились спустя восемь недель после знакомства и прожили в браке более 60 лет, отпраздновав бриллиантовую годовщину в 2016 году.
У них родилось четверо детей: два сына, Мэтью и Гай, и две дочери, Лиза и Сара. Его жена Пенни также была ученым и сотрудником MRC, специализируясь на исследованиях мышечной дистрофии.
Личные качества Несмотря на трудное детство, коллеги и семья описывали Барнарда как по-настоящему скромного человека, обладавшего отличным чувством юмора и глубокой любовью к науке.
Коллеги в Имперском колледже ласково называли его «белым кроликом» из-за его копны белоснежных волос и привычки мчаться по коридорам. Он считался воплощением "рассеянного профессора": его кабинет был вечно завален бумагами, и о его рассеянности ходило множество анекдотов.
Увлечения, хобби Интересы Барнарда выходили далеко за рамки науки. Он обладал глубокими познаниями в области современного искусства, классической музыки (особенно любил Вагнера), оперы и произведений Шекспира.
Он также был знатоком хороших вин, импортировал их напрямую из Бордо и любил устраивать слепые дегустации. В справочнике "Who's who" в качестве своего увлечения он указал «поиск хорошего кларета».
Примечания
Ссылки
Биографические мемуары Эрика Альберта Барнарда на сайте The Royal Society Publishing
Категория:Химики Великобритании Категория:Химики XX века Категория:Химики XXI века Категория:Учёные Кембриджского университета