Leroy E. Hood

世界著名化学家

Leroy E. Hood

2019/10/30
世界著名化学家
DNA测序仪
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Author: LuWenjie

Leroy E. Hood； 1938年10月10日-、是美国的生物学家。华盛顿大学教授。DNA /蛋白质自动测序仪，自动合成仪等的开发者。他开发的这些设备为基因组学和蛋白质组学的发展以及生物学，化学和医学领域的研究做出了巨大贡献。

经历

19XX 加州理工学院毕业
1964 约翰·霍普金斯大学医学博士学位
1968 加州理工学院博士后（指导教授：William J. Dreyer）
1970 加州理工学院助理教授
1973 加州理工学院副教授
1975 加州理工学院教授
1980-1989 加州理工学院生物学科学科长
1992 华盛顿大学教授
2000 Institute for System Biology 所长

获奖经历

2002 京都赏
2003 Lemelson–MIT Prize
2006 Heinz Award in Technology, the Economy & Employment
2009 Pittcon Heritage Award
2010 Kistler Prize
2011 National Medal of Science
2014 IEEE Medal for Innovations in Healthcare Technology
2019 科睿唯安引文桂冠奖

研究业绩

高灵敏度的蛋白质测序仪的开发

当Hood教授开始在加州理工学院学习时，他就计划将自己的研究生涯投入生物学和仪器科技领域。自从研究蛋白质化学以来，他首先对利用埃德曼降解法改良蛋白质测序仪产生了兴趣。就当时的技术而言，每次分析需要大量样品（毫克级）、Hood教授进行了如下改良（1）通过在气相而不是液相中进行埃德曼降解来减少样品损失、（2）开发了可以承受腐蚀性埃德曼试剂的阀门、从而开发了高灵敏的气相液相蛋白测序仪，可将所需样品量减少至微克级（1982年）。

DNA・肽自动合成仪的开发

大约在1970年代末，科罗拉多大学的Marvin Caruthers教授开发了一种用于DNA的化学合成方法（亚磷酰胺法）。。对开发自动化DNA合成仪感兴趣的Hood教授请Caruthers教授讲授亚磷酰胺法，并通过将Caruthers教授开发的反应进行自动化来开发自动化DNA合成仪（1983）。此外，他利用在蛋白质测序仪和DNA合成仪方面的开发经验开发了肽合成仪（1984年）。

DNA自动测序仪的开发

1975年、Walter Gilbert教授・Frederick Sanger教授、分别开发了使用化学降解·酶的DNA测序方法（1980年、诺贝尔化学奖）。Hood等人对这种方法的自动化很感兴趣，并根据Sanger教授报道的方法（双脱氧法/ Sanger法）进行了DNA测序仪的开发。

图1. 荧光标记的双脱氧核苷酸三磷酸（Dye-ddNTP）。

在Hood教授的方法中，将少量荧光标记的双脱氧核苷酸三磷酸（ddNTP）混合在DNA扩增溶液中（图1）。由于ddNTP在3’位没有羟基，因此当通过DNA聚合酶掺入时，DNA延伸在那里停止（图2）。

图2. Hood等人的DNA测序仪机制。

从这种反应溶液获得的产物是在各个位置片段化的DNA产物。通过毛细管电泳根据长度将其分离，并读取与每个碱基相对应的荧光信号以确定模板DNA的序列。Sanger教授等人开发了ddNTP法（脱氧法/ Sanger法），但他们的方法使用了放射性同位素标记，并在每次反应中添加了四个ddNTP中的一个，也就是说，有必要分别进行四个反应。作为Sanger方法的改进版本，Hood等人方法是用四种不同的荧光染料标记ddNTP，然后同时添加它们，从而一次性可以在单个毛细管中分离和分析产物。此外，还克服了自动化方面的各种困难，并于1986年成功开发了自动DNA测序仪。

加州理工学院的Mike Hunkapiller博士和Lloyd Smith博士（现为威斯康星大学教授）都参与了该系列设备的开发。此外，这些设备通过一家名为Applied Biosystems的公司进行了商业化，并广为普及。