Phillip Sharp – yhdysvaltalainen geneetikko ja Nobel-palkittu molekyylibiologi

Phillip Sharp — yhdysvaltalainen geneetikko ja 1993 Nobel-palkittu molekyylibiologi, joka paljasti geenien intronit ja vaihtoehtoisen RNA-liittämisen, ura MITissä ja Cold Spring Harborissa

Tekijä: Leandro Alegsa

25-08-2025

Phillip Allen Sharp (s. 6. kesäkuuta 1944) on yhdysvaltalainen geneetikko ja molekyylibiologi, joka on tehnyt keskeisiä löydöksiä eukaryoottien geenien rakenteesta ja geenien ilmentymisen säätelystä. Hänen työnsä on muokannut käsitystämme siitä, miten perintötekijöiden informaatiota luetaan ja muokataan soluissa, ja sillä on ollut laajoja vaikutuksia biolääketieteelliseen tutkimukseen ja diagnostiikkaan.

Tutkimus ja merkitys

Sharp oli mukana löytämässä geenien liittämistä, ja hän jakoi vuoden 1993 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon Richard Robertsin kanssa "löytämisestä, että eukaryoottien geenit eivät ole yhtenäisiä säikeitä vaan sisältävät introneja ja että pre-messenger-RNA:n liittäminen näiden intronien poistamiseksi voi tapahtua eri tavoin, jolloin samasta DNA-sekvenssistä saadaan erilaisia proteiineja". Tämä havainto johti käsitteen "vaihtoehtoinen liittäminen" (alternative splicing) vakiintumiseen: yhden geenin eri osien yhdistelyllä voidaan tuottaa useita eri proteiineja, mikä lisää proteiinikirjon monimutkaisuutta ilman lisääntynyttä geenimäärää. Löydös myös vauhditti tutkimusta liittämisen molekyylimekanismeista, kuten spliceosomin toiminnasta, ja muutti perustavanlaatuisesti käsityksiä geenien rakenteesta ja evoluutiosta.

Varhainen ura ja koulutus

Sharp syntyi Falmouthissa, Kentuckyssa. Hän väitteli tohtoriksi kemian alalta Illinoisin yliopistossa Urbana-Champaignissa vuonna 1969. Tohtorintutkinnon jälkeen hän työskenteli California Institute of Technologyssä vuoteen 1971, jolloin hän tutki plasmideja ja myöhemmin geenien ilmentymistä ihmissoluissa Cold Spring Harbor -laboratoriossa James Watsonin johdolla. Näissä vaiheissa hän kehitti ja sovelsi molekyylibiologisia menetelmiä, jotka mahdollistivat geenirakenteen yksityiskohtaisemman kartoittamisen.

Työ MIT:ssä ja johtotehtävät

Vuonna 1974 biologi Salvador Luria tarjosi hänelle paikkaa MIT:stä. Sharp siirtyi MIT:iin ja toimi siellä sekä tutkijana että opettajana. Hän johti MIT:n syöpätutkimuskeskusta (nykyisin Koch Institute for Integrative Cancer Research) vuosina 1985–1991, toimi biologian laitoksen johtajana vuosina 1991–1999 ja McGovern Institute for Brain Researchin johtajana vuosina 2000–2004. Näissä tehtävissä hän vaikutti tutkimusinfrastruktuurin kehittämiseen, nuorten tutkijoiden kouluttamiseen ja monitieteisten tutkimusohjelmien rakentamiseen.

Vaikutus, tunnustukset ja perintö

Sharpin ja hänen työryhmiensä löydökset introneista ja RNA-liittämisestä muuttivat biologian peruskäsitteitä ja loivat pohjan monille myöhemmille tutkimussuunnille, kuten vaihtoehtoisen liittämisen roolin selvittämiselle kehityksessä, soluviestinnässä ja sairaustiloissa (esim. syövässä ja perinnöllisissä sairauksissa). Työ on myös vaikuttanut bioteknologian kehitykseen, diagnostiikkaan ja terapeuttisiin lähestymistapoihin, joissa hyödynnetään RNA:n muokkaamista tai kohdistamista.

Vuoden 1993 Nobel-palkinnon lisäksi Sharp on saanut laajasti kansainvälistä tunnustusta ja hänellä on ollut lukuisia kutsuja tieteellisiin akatemioihin, neuvottelukuntiin ja asiantuntijatehtäviin. Hänen vaikutuksensa näkyy sekä perusfysiologian ymmärryksessä että soveltavassa tutkimuksessa, ja hänen työnsä katsotaan kuuluvan modernin molekyylibiologian peruspilareihin.

Sharp jatkaa vaikuttamista tieteellisessä yhteisössä mentorina, puhujana ja neuvonantajana. Hänen uransa esimerkkinä toimii se, miten perustutkimus voi avata kokonaan uusia näkökulmia biologiaan ja johtaa laajoihin sovelluksiin lääketieteessä.

Työ

Aiemmin ajateltiin, että jokainen DNA:n geeni koodaa yhtä proteiinia yhtenäisenä nauhana. Vuonna 1997 Sharp ja Roberts havaitsivat toisistaan riippumatta, että geenit jakautuivat osiin, jotka yhdistettiin myöhemmin RNA:n prosessoinnissa.

Sharp ja Roberts osoittivat, että koodaava DNA on erotettu toisistaan ei-koodaavilla DNA-jaksoilla. Koodaavat kohdat ovat eksoneja ja koodaamattomat kohdat introneja.

Lisäksi kävi ilmi, että tätä rakennetta esiintyy kaikissa korkeammissa eliöissä. Keksintö, jonka mukaan geeni voi esiintyä perintöaineksessa useina erillisinä ja erillisinä segmentteinä, oli vallankumouksellinen.

Sharpin työn toinen osa koski geenien pilkkomista ja geenien yhdistämistä. Tämä tarkoittaa sitä, että koodaavasta sekvenssistä leikataan paloja pois ja lisätään paloja siihen. Näin syntyy proteiini, joka toimii eri tavalla kuin alkuperäinen versio.

Ehdotettu vaikutus evoluutioon

Tällainen rakenne voi mahdollistaa joustavamman reagoinnin ympäristön muutoksiin ja siten nopeuttaa evoluutiota. Rakenne voi myös olla vastuussa useista perinnöllisistä geenivirheistä.

Tässä on keskeinen osa Karoliinisen instituutin Nobel-kokouksen Nobel-puheenvuorosta, jonka piti professori Bertil Daneholt:

"Aikaisemmin uskottiin, että geenit kehittyvät pääasiassa geneettiseen materiaaliin kertyvien pienten yksittäisten muutosten kautta. Mutta niiden mosaiikkimainen geenirakenne sallii korkeampien organismien myös uudelleenjärjestellä geenejä toisella, tehokkaammalla tavalla. Tämä johtuu siitä, että evoluution aikana geenisegmentit - mosaiikin yksittäiset palat - ryhmittyvät uudelleen perintöaineksessa, jolloin syntyy uusia mosaiikkikuvioita ja siten uusia geenejä. Tämä uudelleenjärjestelyprosessi selittää oletettavasti korkeampien eliöiden nopean evoluution".

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mistä Phillip Allen Sharp tunnetaan?

A: Phillip Allen Sharp on yhdysvaltalainen geneetikko ja molekyylibiologi, joka löysi geenien liittämisen ja jakoi vuoden 1993 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon Richard Robertsin kanssa "löytämisestä, jonka mukaan eukaryoottien geenit eivät ole yhtenäisiä ketjuja vaan sisältävät introneja ja että pre-messenger RNA:n liittäminen näiden intronien poistamiseksi voi tapahtua eri tavoin, jolloin samasta DNA-sekvenssistä saadaan erilaisia proteiineja".

K: Missä Phillip Allen Sharp on syntynyt?

V: Phillip Allen Sharp syntyi Falmouthissa, Kentuckyssa.

K: Milloin hän suoritti tohtorin tutkinnon?

V: Hän väitteli tohtoriksi kemian alalta Illinoisin yliopistossa Urbana-Champaignissa vuonna 1969.

K: Mitä tutkimusta hän teki tohtorintutkinnon suorittamisen jälkeen?

V: Tohtorintutkinnon suorittamisen jälkeen hän työskenteli California Institute of Technologyssä vuoteen 1971 asti, jolloin hän tutki plasmideja ja myöhemmin geenien ilmentymistä ihmissoluissa Cold Spring Harbor -laboratoriossa James Watsonin johdolla.

K: Miten hän päätyi MIT:hen?

V: Vuonna 1974 biologi Salvador Luria tarjosi hänelle paikkaa MIT:stä.

K: Missä tehtävissä Philip on toiminut MIT:ssä?

V: Hän oli MIT:n syöväntutkimuskeskuksen (nykyisin Koch Institute for Integrative Cancer Research) johtaja vuosina 1985-1991, biologian laitoksen johtaja vuosina 1991-1999 ja McGovern Institute for Brain Researchin johtaja vuosina 2000-2004.