Кэтрин Дреннан ничего не говорит в свою работу, волнует ее больше, чем процесс открытия. Но Дреннан, преподаватель биологии и химии, не касаясь ее важное исследование на белковые структуры, которые могут играть важную роль в сокращении углей в мире отходов.
“Действительно, самая захватывающая вещь для меня, смотрел мои студенты задают хорошие вопросы, проблемы-решить, а потом сделать что-то особенное с тем, чему они научились”, — говорит она.
Для Дреннан, научные исследования и обучение являются взаимодополняющими страсть, вытекающая из глубокого чувства “моральной ответственности”. Каждый, говорит она, “надо что-то делать, исходя из своих навыков, чтобы сделать какой-то вклад”.
Собственные исследования портфеля Дреннан свидетельствует это чувство миссии. После ее приезда в Массачусетском технологическом институте 20 лет назад, она была направлена на определение и использование металлсодержащих ферментов, которые катализируют сложные химические реакции, в том числе тех, которые расщепляют соединения углерода.
Она получила свое начало в области в качестве аспиранта в Университете штата Мичиган, где она была пленена витамина B12. Это очень большой витамин содержится кобальт и необходим для обмена аминокислот, для правильного формирования позвоночника и предотвращения некоторых видов малокровия. Связываясь с белками в продуктах питания, В12 выделяется в процессе пищеварения.
“Тогда люди были предполагая, как В12-зависимых ферментативных реакций работали, и я удивлялся, как они могли быть правы, если они не знали, что В12-зависимых ферментов выглядел”, — вспоминает она. “Я понял, что мне нужно выяснить, как В12 связывается с белком, чтобы действительно понять, что происходит”.
Дреннан захватили на рентгеновской кристаллографии как способ визуализации молекулярных структур. С помощью этой техники, который включает в прыгающий пучок рентгеновских лучей с кристаллами crystallized образец белка, она выяснила, как витамин В12 связан с молекулой белка.
“Никто ранее был успешным, используя этот метод, чтобы получить В12-связанная структура белка, которая оказалась великолепной, с белками раза вокруг романа конфигурации кофактор”, — говорит Дреннан.
Микробы углерода любящих показать путь
Эти исследования В12 привело непосредственно к одно-углеродных работы по Дреннан. “Metallocofactors, такие как B12 имеют важное значение не только с медицинской, но и в экологических процессах”, — говорит она. “Многие микробы, которые живут на окиси углерода, двуокиси углерода, или метана, питающихся отходами углерода или превращение углерода — использование металлсодержащих ферментов их метаболизма, и это казалось естественным продолжением их расследованию.”
Некоторые из ранних работ Дреннан в этой области, начиная с начала 2000-х годов, выявили скопление железа, никеля и атомов серы в центр фермента дегидрогеназы окиси углерода (CODH). Это так называемый c-кластер обслуживает голодных микробов, что позволяет им “съесть” окись углерода и двуокись углерода.
Недавние эксперименты по Дреннан анализируя структуру с-кластеров, содержащих фермент CODH показали, что в реакции с кислородом, он может изменить конфигурацию, серы, железа и никеля атомами кувыркаюсь в воздухе в различных положениях. Приняли ученые ищут новые возможности для сокращения выбросов парниковых газов к этому открытию. CODH, предложил Дреннан, может оказаться эффективным инструментом для преобразования отходов диоксида углерода в менее экологически разрушительным соединения, такие как ацетат, который также может быть использован для промышленных целей.
Дреннан был также изучению биохимических путей попадания микробов расщеплять субпродуктов углеводородов, добычи нефти, таких как толуол, экологический загрязнитель.
“Это действительно тяжелая химия, но мы бы хотели собрать семейство ферментов, чтобы работать на всех видах углеводородного сырья, что даст нам большой потенциал для очистки ряда разливов нефти”, — говорит она.
Угроза изменения климата научные исследования все более оцинкованную Дреннан, сделав ее к новым целям. В 2017 учебы в соавторстве в науке вся ранее неизвестного фермента пути в океане микробов, что приводит к получению метана, Грозный парниковых газов: “я боюсь океана будет гораздо больше метана, как мир согревает”, — говорит она.
Дреннан надеется, что ее скоро может способствовать снижению выбросов парниковых газов на планете бремя. Коммерческие фирмы стали использовать фермент путей, которые она изучает, в одном экземпляре с использованием фирменной микроб для улавливания диоксида углерода, образующегося в процессе производства стали — перед его выбросом в атмосферу — и преобразования ее в этанол.
“Реинжиниринг микробов, так что ферменты принимают не только маленькие, но много углекислого газа из окружающей среды — это область, я очень взволнован”, — говорит Дреннан.
Создание осмысленной жизни в науке
В MIT, она нашла более теплый прием, за ее усилия по решению проблемы изменения климата.
“Произошел сдвиг в прошлое десятилетие или так, с более студенты ориентированы на научные исследования, что позволяет нам топлива на планете, не разрушая его”, — говорит она.
В лаборатории Дреннан, в настоящее время постдока, Мэри Andorfer, и растет младшая, Фиби ли, работают ингибирует фермент присутствует в нефти-уничтожая микробов, чья злополучная резиденция в завод труб приводит к эрозии и разливов. “Они очень рады, об этом детально исследовать с точки зрения окружающей среды и даже сделал видео о своих микроорганизмов”, — говорит Дреннан.
Дреннан прелести в такой любви к науке. В старшей школе, она думала, что химия была сухой и скучной, не имеющими никакого отношения к проблемам реального мира. Он не был до колледжа, что она “увидела химии Как круто”.
Чем глубже она вникала в свойства и процессы биологических организмов, тем больше возможностей она нашла. Рентгеновская кристаллография предлагают идеальную платформу для разведки. “О, какое это удовольствие, чтобы рассказать историю о трехмерной структуре — поэтому интересно, что он делает на основе своей форме”, — говорит Дреннан.
Элементы, которые возбуждают Дреннан о исследования в структурной биологии — захватывать потрясающие изображения, предлагаемых связей между биологическими системами, и рассказывать истории — в ее учение. В 2006 году она получила грант 1 миллион долларов из Медицинского института Говарда Хьюза (коллега Ледера) для ее образовательных инициатив, которые используют изобретательные визуальные инструменты для вовлечения магистрантов в области химии и биологии. Она, как следователь, коллега Ледера и профессор коллега Ледера, признания ее параллельных достижений в научной и педагогической деятельности, а также 2015 MacVicar факультетов к ней устойчивый вклад в воспитание студентов в Массачусетском технологическом институте.
Дреннан попытки достичь МТИ. Она вел занятия по химии с 1999 по 2014 год, и осенью 2018 научил ее первого вводного урока биологии.
“Я вижу много студентов по специальности Информатика, и я хочу убедить их в ценности этих дисциплин”, — говорит она. “Я говорю им, что они нужны химия и основы биологии, чтобы однажды решить важные проблемы”.
Дреннан счастливо мигрирует среди многих дисциплин, узнав, как она идет. Это урок она надеется, что ее ученики будут усваивать. “Я хочу, чтобы визуализировать мир науки и показать, что они могут сделать”, — говорит она. “Исследование в разных направлениях, и мы должны принести, как мы учим наших исследований”.
Она возлагает большие надежды на своих учеников. “Они будут выходить в мир, как великие учителя и ученые”, — говорит Дреннан. “Но самое главное, что они быть хорошими людьми, забота о других людях, спрашивая, что они могут сделать, чтобы сделать мир лучше.”
Данная статья опубликована в весеннем выпуске 2019 энергии фьючерсы, журнал энергетической инициативы в Массачусетском технологическом институте.
Больше записей автора Роботы и киборги
Искусственный интеллект и беспилотники помогут находить борщевик Сосновского
Ученые из Сколтеха разработали систему мониторинга для сельского хозяйства, позволяющую производить сегментацию изображения в режиме реального времени на борту Беспилотного …
