Michael Rossmann

Michael G. Rossmann (30 July 1930[1] – 14 May 2019)[2] was a German-American physicist, microbiologist, and Hanley Distinguished Professor of Biological Sciences at Purdue University who led a team of researchers to be the first to map the structure of a human common cold virus to an atomic level. He also discovered the Rossmann fold protein motif. His most well recognised contribution to structural biology is the development of a phasing technique named molecular replacement,[3] which has led to about three quarters of depositions in the Protein Data Bank.

Education

Born in Frankfurt, Germany, Rossmann studied physics and mathematics at the University of London, where he received BSc and MSc degrees. He moved to Glasgow in 1953 where he taught physics in the technical college and received his Ph.D. in chemical crystallography in 1956. He attributes his initial interest in crystallography to Kathleen Lonsdale, whom he heard speak as a schoolboy.[4]

Rossmann began his career as a crystallographer when he became a student of J. Monteath Robertson at the University of Glasgow. The title of his thesis was "A Study of Some Organic Crystal Structures".[5]

In 1956 he and his family moved to the University of Minnesota, where he worked for two years as a post-doctoral fellow with Professor William N. Lipscomb Jr., publishing on the structure of an Iresin Diester[6] and a terpenoid,[7] and writing computer programs[8] for analysing structures.[9]

Career

Rossmann returned to the UK and to the University of Cambridge in 1958, where he worked with Max Perutz on the structure of hemoglobin as a research associate at the MRCLaboratory of Molecular Biology.

In 1964 Rossmann joined the faculty of the Department of Biological Sciences at Purdue University as an associate professor. He directed the Purdue X-ray crystallography laboratory. He became full professor in 1967 and from 1978 held the chair of Hanley Distinguished Professor of Biological Sciences at the university. He also held a joint appointment in the department of biochemistry and adjunct positions in Cornell University's Division of Biological Sciences and in Indiana University's school of medicine.[10]

In 1970 his laboratory found the structure of dogfishlactate dehydrogenase, one of the largest early proteins to be solved. In 1973 his group found the structure of Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, and Rossmann immediately realized that the binding site for the NAD+ was very similar to the one in the lactate dehydrogenase.[11] This is now called the Rossmann fold. It is found in enzymes (such as dehydrogenases or kinases) that bind molecules such as ATP or NAD+/NADH.[12][13]

Rossmann then turned to viruses, spending a sabbatical in 1971 with Bror Strandberg in Uppsala, Sweden, working on the structure of the satellite tobacco necrosis virus. From 1972 to 1980 Rossmann and his team worked on the southern bean mosaic virus. This required developing new software and adapting existing software for Fourier transforms. It was found that this virus had a similar "jelly roll fold" to that found previously in the tomato bushy stunt virus, which at the time was a surprise.[11]

في أوائل ثمانينيات القرن العشرين، بدأ روسمان العمل على فيروسات البيكورنا ، واختار فيروس HRV14 ، أحد الفيروسات المسببة لنزلات البرد الشائعة . تمثلت إحدى المشكلات في صعوبة إنتاج كميات بالمليغرامات من فيروس حيواني آنذاك، كما هو مطلوب في علم البلورات بالأشعة السينية. ضغط روسمان على جامعة بيردو لشراء حاسوب Cyber ​​205 العملاق، القادر على معالجة مئات الميغا فلوبس . بعد تحويل برامج الحاسوب إلى صيغة متجهة ، أصبحت الحسابات التي كانت تستغرق ستة أسابيع مع فيروس فسيفساء الفاصوليا الجنوبية تستغرق الآن، بالنسبة لفيروس HRV14، جزءًا من اليوم فقط. [ 11 ] في عام 1985، نشر روسمان خريطة فريقه في مجلة Nature . [ 14 ] كان لهذا الاكتشاف أهمية بالغة، ما دفع المؤسسة الوطنية للعلوم ، التي قدمت تمويلًا جزئيًا للبحث، إلى تنظيم مؤتمر صحفي، وانتشر الخبر في وسائل الإعلام. [ 15 ] [ 16 ] وضع هذا العمل الأساس لفهم جزيئي لدخول الفيروسات المعوية إلى الخلايا [ 17 ] ولتطوير مثبطات ربط الغلاف البروتيني ضد مجموعة واسعة من الفيروسات المعوية. [ 18 ]

بعد النجاح الذي تحقق مع أول فيروس للبرد، انصبّ العمل على فيروسات ألفا وفيروسات فلافي . [ 11 ] وباستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة ، أعلن مختبره في عام 2016 عن أول بنية معروفة لفيروس زيكا ، المسؤول عن وباء حاد آنذاك. [ 19 ] وقد أُتيح هذا العمل بفضل أكثر من عقد من الدراسات على فيروسات فلافي ذات الصلة التي ينقلها البعوض ، بما في ذلك فيروس حمى الضنك ، [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] باستخدام مزيج من المجهر الإلكتروني فائق البرودة وعلم البلورات بالأشعة السينية . [ 25 ]

Rossmann also had a long-term interest in complicated viral machines. These are exemplified by bacteriophage T4[26] and nucleocytoplasmic large DNA viruses, also referred to as giant viruses.[27] The determination of an atomic structure of Paramecium bursaria chlorella virus 1 that infects algae[28] has opened up new possibilities for studying giant viruses at the atomic level.

Life and hobbies

Rossmann was an avid hiker and sailboat enthusiast, winning M-16 Scow races on Indiana lakes. He was very energetic, which sometimes caused difficulties for his team members.[11]

Rossmann's wife, Audrey, was a potter and artist. They had three children, Martin, Alice, and Heather. Audrey died in 2009.

When diagnosed with cancer, Rossmann moved into a retirement home, where he met and later married a staff member in charge of welcoming and hospitality, Karen Bogan. He was working on papers and grant proposals until shortly before his death.[11]

Rossmann died on 14 May 2019. Purdue president (and former Indiana governor) Mitch Daniels said of him, "Still vital, still curious, still in his lab at age 88, his was a life as rich in personal example as it was in scientific achievement."[2]

Rossmann supercomputer

The Rossmann cluster is named for Michael Rossmann, Purdue's Hanley Distinguished Professor of Biological Sciences, who is a pioneer in employing high-performance computing in research to reveal the structure of viruses and their component protein molecules. Calculating electron density structure from X-ray crystallography results by Rossmann's team had long been one of the larger tasks carried out on Purdue's computing systems.

Awards and honors

Among other honors, Michael Rossmann was elected Fellow of the American Academy of Arts and Sciences in 1978, Member of the National Academy of Sciences in 1984, Foreign Member of the Royal Society of London in 1996, and Fellow of the American Association for the Advancement of Science in 1999.

في عام ١٩٩٠، مُنح جائزة لويزا غروس هورويتز من جامعة كولومبيا . كما مُنح شهادات دكتوراه فخرية من جامعة أوبسالا ، السويد (١٩٨٣)؛ [ ٢٩ ] وجامعة ستراسبورغ ، فرنسا؛ وجامعة بروكسل الحرة ، بلجيكا؛ وجامعة غلاسكو ، اسكتلندا؛ وجامعة يورك ، إنجلترا؛ ومعهد أرماند-فرابييه، جامعة كيبيك ، كندا. وحصل على جائزة غريغوري أمينوف عام ١٩٩٤، وجائزة إيوالد عام ١٩٩٦، وجائزة بول إرليخ ولودفيغ دارمشتيدتر عام ٢٠٠١.

منحه صاحب عمله وسام الشرف من جامعة بوردو عام 1995.

في عام 2016، حصل على جائزة ريموند وبيفرلي ساكلر الدولية في الفيزياء الحيوية لمساهماته الرائدة في تحليل حيود عالي الدقة للهياكل الذرية للبروتينات والفيروسات.

مراجع

  1. "روسمان، إم جي (مايكل جي)، 1930-2019" . جامعة بيردو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2021 .
  2. 1 2 "وفاة العالم الشهير مايكل روسمان من جامعة بيردو" . جامعة بيردو.
  3. روسمان إم جي، بلو دي إم (10 يناير 1962). "الكشف عن الوحدات الفرعية داخل الوحدة غير المتناظرة البلورية" (ملف PDF) . مجلة أكتا كريستالوغرافيكا . 15 (1): 24-31 . رمز Bibcode : 1962AcCry..15...24R . CiteSeerX 10.1.1.319.3019 . doi : 10.1107/s0365110x62000067 . 
  4. مذكرات السيرة الذاتية لزملاء الجمعية الملكية . المجلد 21. 1976. الصفحات 447-484 .  
  5. روسمان م (2014). "دراسة بنية الفيروس ووظيفته: تاريخ شخصي". فيزيكا سكريبت . 89 (9): 241-256 . Bibcode : 2014PhyS...89i8005R . doi : 10.1088/0031-8949/89/9/098005 . S2CID 3925904 . 
  6. روسمان إم جي، ليبسكومب دبليو إن (مايو 1958). "البنية الجزيئية والكيمياء الفراغية لثنائي إستر الإيريسين". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 80 (10): 2592-3 . Bibcode : 1958JAChS..80.2592R . doi : 10.1021/ja01543a067 .
  7. روسمان إم جي، ليبسكومب دبليو إن (1958). "الراتنج السيسكويتربينويدي". تيتراهيدرون . 4 ( 3-4 ): 275-93 . doi : 10.1016/0040-4020(58)80049-6 .
  8. روسمان إم جي، جاكوبسون آر إيه، هيرشفيلد إف إل، ليبسكومب دبليو إن (يوليو 1959). "سرد لبعض التجارب الحاسوبية". أكتا كريستالوغرافيكا . 12 (7): 530-535 . رمز Bibcode : 1959AcCry..12..530R . doi : 10.1107/S0365110X59001591 .
  9. ليبسكومب، دبليو إن، روبرتسون، جيه إم، روسمان، إم جي (1959). "518. دراسات البنية البلورية للهيدروكربونات متعددة الحلقات. الجزء الأول. 2 :3-8 :9-ثنائي بنزوبيريلين". مجلة الجمعية الكيميائية (مستأنفة) : 2601. doi : 10.1039/JR9590002601 .  
  10. "السيرة الذاتية لمايكل روسمان على موقع جامعة بوردو الإلكتروني" .
  11. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ جون (جاك) جونسون (يوليو ٢٠١٩). "مايكل ج. روسمان (١٩٣٠-٢٠١٩): ريادة في علم الأحياء البنيوي لمدة ستين عامًا" . علم البروتين . ٢٨ (٩): ١٥٣٨-١٥٤٤ . doi : 10.1002/pro.3671 . PMC 6699092 . 
  12. راو إس تي، روسمان إم جي (مايو 1973). "مقارنة البنى فوق الثانوية في البروتينات". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 76 (2): 241-256 . doi : 10.1016/0022-2836(73)90388-4 . PMID 4737475 . 
  13. هانوكوغلو، إي (2015). "بروتوبيديا: طية روسمان: طية بيتا-ألفا-بيتا في مواقع ارتباط ثنائي النوكليوتيد" . تعليم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 43 (3): 206-209 . doi : 10.1002/bmb.20849 . PMID 25704928. S2CID 11857160 .  
  14. روسمان إم جي، أرنولد إي، إريكسون جيه دبليو، فرانكنبرغر إي إيه، غريفيث جيه بي، هيشت إتش جيه، جونسون جيه إي، كامر جي، لو إم، موسر إيه جي (1985). "بنية فيروس الزكام البشري وعلاقته الوظيفية بفيروسات البيكورنا الأخرى". مجلة نيتشر . 317 (6033): 145-153 . Bibcode : 1985Natur.317..145R . doi : 10.1038/317145a0 . PMID 2993920. S2CID 4288590 .  
  15. Boffey PM (12 September 1985). "Scientists map out common cold bug". The New York Times. Retrieved 12 September 2006.
  16. "Virus Decoded; Feat May Help Prevent Colds". Los Angeles Times. 12 September 1985.
  17. Rossmann MG, He Y, Kuhn RJ (July 2002). "Picornavirus-receptor interactions". Trends in Microbiology. 10 (7): 324–31. doi:10.1016/S0966-842X(02)02383-1. PMID 12110211.
  18. Rossmann MG, McKinlay MA, Xiao C (11 November 2010). "Chapter 16:Design of Capsid-binding Antiviral Agents Against Human Rhinoviruses". Structural Virology. pp. 319–337. doi:10.1039/9781849732239-00319. ISBN 978-0-85404-171-8.
  19. Purdue News Service. "Researchers reveal Zika virus structure, a critical advance in the development of treatments - News - Purdue University". www.purdue.edu. Retrieved 14 May 2019.
  20. Kuhn RJ, Zhang W, Rossmann MG, Pletnev SV, Corver J, Lenches E, Jones CT, Mukhopadhyay S, Chipman PR, Strauss EG, Baker TS, Strauss JH (March 2002). "Structure of dengue virus: implications for flavivirus organization, maturation, and fusion". Cell. 108 (5): 717–25. doi:10.1016/S0092-8674(02)00660-8. PMC 4152842. PMID 11893341.
  21. Zhang W, Chipman PR, Corver J, Johnson PR, Zhang Y, Mukhopadhyay S, Baker TS, Strauss JH, Rossmann MG, Kuhn RJ (November 2003). "Visualization of membrane protein domains by cryo-electron microscopy of dengue virus". Nature Structural Biology. 10 (11): 907–12. doi:10.1038/nsb990. PMC 4148076. PMID 14528291.
  22. Yu IM, Zhang W, Holdaway HA, Li L, Kostyuchenko VA, Chipman PR, Kuhn RJ, Rossmann MG, Chen J (March 2008). "Structure of the immature dengue virus at low pH primes proteolytic maturation". Science. 319 (5871): 1834–7. Bibcode:2008Sci...319.1834Y. doi:10.1126/science.1153264. PMID 18369148. S2CID 42267698.
  23. Li L, Lok SM, Yu IM, Zhang Y, Kuhn RJ, Chen J, Rossmann MG (March 2008). "The flavivirus precursor membrane-envelope protein complex: structure and maturation". Science. 319 (5871): 1830–4. Bibcode:2008Sci...319.1830L. doi:10.1126/science.1153263. PMID 18369147. S2CID 37643601.
  24. Zhang X, Sheng J, Plevka P, Kuhn RJ, Diamond MS, Rossmann MG (April 2013). "Dengue structure differs at the temperatures of its human and mosquito hosts". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (17): 6795–9. Bibcode:2013PNAS..110.6795Z. doi:10.1073/pnas.1304300110. PMC 3637732. PMID 23569243.
  25. Rossmann MG, Bernal R, Pletnev SV (December 2001). "Combining electron microscopic with x-ray crystallographic structures". Journal of Structural Biology. 136 (3): 190–200. doi:10.1006/jsbi.2002.4435. PMID 12051899.
  26. Yap ML, Rossmann MG (December 2014). "Structure and function of bacteriophage T4". Future Microbiology. 9 (12): 1319–27. doi:10.2217/fmb.14.91. PMC 4275845. PMID 25517898.
  27. Klose T, Rossmann MG (July 2014). "Structure of large dsDNA viruses". Biological Chemistry. 395 (7–8): 711–9. doi:10.1515/hsz-2014-0145. PMC 4307781. PMID 25003382.
  28. Fang Q, Zhu D, Agarkova I, Adhikari J, Klose T, Liu Y, Chen Z, Sun Y, Gross ML, Van Etten JL, Zhang X, Rossmann MG (January 2019). "Near-atomic structure of a giant virus". Nature Communications. 10 (1): 388. Bibcode:2019NatCo..10..388F. doi:10.1038/s41467-019-08319-6. PMC 6344570. PMID 30674888.
  29. "Honorary doctorates". Uppsala University. 9 June 2023.