Киршнер, Марк Уоллес

Киршнер родился в Чикаго, штат Иллинойс. В 1966 году окончил Северо-Западный университет со степенью бакалавра химии. В 1966 году участвовал в программе стипендий для аспирантов Национального научного фонда, а в 1971 году получил докторскую степень по биохимии в Калифорнийском университете в Беркли^[1].

Киршнер — основатель и первый заведующий кафедрой системной биологии Гарвардской медицинской школы. Он применяет математические подходы к биологии^[2]. Является профессором Гарвардского университета^[3]. В 1989 году избран в Национальную академию наук США^[4]. В 2021 году избран в Американское философское общество^[5].

Работал в Калифорнийском университете в Беркли и Оксфордском университете в Англии. В 1972 году стал доцентом Принстонского университета. В 1978 году получил должность профессора в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. В 1993 году перешёл в Гарвардскую медицинскую школу, где в течение десяти лет возглавлял новую кафедру клеточной биологии. В 2003 году стал первым заведующим кафедрой системной биологии. В 2009 году получил звание профессора университета^[3]. В 2018 году его на посту заведующего кафедрой системной биологии сменила Галит Лахав^[6].

Киршнер изучает деление клеток, формирование их формы, контроль размера и развитие эмбрионов. В его лаборатории исследования развития лягушек сочетаются с биохимическими работами по механизмам убиквитинирования, сборке цитоскелета и передаче сигналов.

В Принстоне его ранние работы по микротрубочкам установили их молекулярную сборку из белков тубулина и выявили первый белок, стабилизирующий микротрубочки, — тау^[7], который позже оказался основным компонентом нейрофибриллярных клубков при болезни Альцгеймера. В исследованиях эмбриона лягушки как модельной системы клеточного развития в Калифорнийском университете в Сан-Франциско Киршнер выявил первый индуктор эмбриональной дифференцировки — фактор роста фибробластов (FGF)^[8], что стало ранним открытием в области передачи сигналов.

Лаборатория Киршнера также известна открытием основных механизмов клеточного цикла в эукариотических клетках. Работая с экстрактами яиц лягушки, Киршнер и Эндрю Мюррей показали, что синтез циклина управляет клеточным циклом^[9], а позже — что убиквитин регулирует уровень циклина, помечая молекулу клеточного цикла для разрушения^[10]. Его лаборатория открыла и очистила многие компоненты, участвующие в прогрессии клеточного цикла, включая комплекс, стимулирующий анафазу (APC), который убиквитинирует циклин B^[11].

Вторым открытием^[12] стало обнаружение совместно с Тимом Митчисоном динамической нестабильности микротрубочек^[13][14]. В митозе микротрубочки образуют веретено, разделяющее хромосомы. Первым шагом в формировании веретена является нуклеация микротрубочек центрами организации микротрубочек, которые затем растут во всех направлениях. Микротрубочки, прикрепляющиеся к хромосоме, стабилизируются и сохраняются, образуя часть веретена. Из-за динамической нестабильности некоторые отдельные микротрубочки, которые не стабилизированы, подвергаются риску коллапса (или «катастрофы», как назвал это Киршнер), что позволяет повторно использовать мономеры тубулина. Это признание самоорганизации в биологических системах оказало влияние и помогло сформировать взгляд на цитоплазму как на совокупность динамических молекулярных машин^[15].

Киршнер также интересуется эволюционным происхождением плана строения тела позвоночных. Вместе с Джоном Герхартом он участвовал в разработке кишечнодышащего Saccoglossus kowalevskii в качестве модельной системы^[16], которая могла бы использоваться для изучения расхождения между полухордовыми и хордовыми, а также эволюции нервной системы хордовых^[17][18].

Киршнер использует математические подходы для изучения центральных биологических вопросов. Модель пути Wnt, которую он разработал в сотрудничестве с Райнхартом Хайнрихом, показала, что новые свойства и ограничения возникают, когда отдельные биохимические этапы объединяются в полный путь^[19][20]. Его доклад о математике и будущем медицины на выездном совещании заведующих кафедрами Гарвардской медицинской школы в 2003 году вдохновил декана Джозефа Б. Мартина на создание новой кафедры системной биологии, первым заведующим которой стал Киршнер. С тех пор лаборатория Киршнера привлекает студентов и постдоков с теоретическим образованием, желающих перейти в биологию. Его лаборатория использует математические инструменты для анализа сигнальных путей^[21], контроля размера клеток^[22] и селективности лекарств^[23].

В двух книгах, написанных в соавторстве с Джоном Герхартом, Киршнер описал клеточные и эволюционные основы эволюции организмов, а также концепцию «эволюционируемости»^[24]. В последней книге Киршнер и Герхарт предложили новую теорию «облегчённой вариации», которая призвана ответить на вопрос: как небольшие случайные генетические изменения могут быть преобразованы в полезные изменения сложных частей тела^[25]?

• 1989 — член Национальной академии наук США
• 1989 — член Американской академии искусств и наук^[30]
• 1990—1991 — президент Американского общества клеточной биологии
• 1991 — Премия Ричарда Лаунсбери
• 1996 — премия за государственную службу Американского общества клеточной биологии
• 1999 — иностранный член Лондонского королевского общества
• 1999 — иностранный член Европейской академии
• 2000 — почётная степень доктора наук Чикагского университета
• 2001 — Премия Уильяма Роуза, Американское общество биохимии и молекулярной биологии
• 2001 — Международная премия Гайрднера (Канада)^[31]
• 2003 — Мемориальная премия раввина Шая Шакнаи в области иммунологии и исследований рака, Медицинская школа Еврейского университета — Хадасса, Иерусалим
• 2003 — Медаль Уилсона, Американское общество клеточной биологии
• 2004 — премия Диксона по науке, Университет Карнеги — Меллона
• 2015 — Премия Харви, Технион, Израиль^[32]
• 2023 — почётный доктор Рокфеллеровского университета^[33]
• 2025 — почётная степень доктора наук Северо-Западного университета^[34]