Введение

Британский ученый

Центр Джона Иннеса
Университет Йорка
Йельский университет – научно-исследовательский институт в области наук о растениях и микробиологии, расположенный в Норвиче, Англия.

Образование

Сандерс получил образование в школе Хемель-Хемпстед. Он получил степень бакалавра искусств в Университете Йорка, изучая биологию с 1971 по 1974 год, окончив с отличием первого класса, и исследовал роль ионов в сигнализации и обеспечении растений питательными веществами. Первым значительным достижением Сандерса во время работы над докторской диссертацией стало предоставление неопровержимых доказательств того, что поглощение неорганических анионов растениями обеспечивается протонным градиентом, и демонстрация того, как транспорт регулируется внутриклеточными концентрациями ионов. В последующих исследованиях в качестве постдока в Медицинской школе Йельского университета он разработал первые методы измерения и интерпретации взаимодействия между контролем внутриклеточного pH и активностью протонного насоса плазматической мембраны, показав, как регулирование протонного насоса контролируется и, в свою очередь, контролирует внутриклеточный pH. Эта работа над грибами послужила парадигмой для понимания взаимодействия мембранного транспорта и клеточного гомеостаза в грибковых и растительных клетках. Начав академическую карьеру в Университете Йорка, Сандерс разработал новые электрофизиологические подходы к клеточной сигнализации и мембранному транспорту растений. Лаборатория Сандерса продемонстрировала ключевую связь между изменениями концентрации свободного кальция в цитозоле и фотосинтетической активностью, и благодаря многочисленным техническим усовершенствованиям показала, как мембранный транспорт в вакуоли растения активируется и регулируется в ответ на физиологические потребности. Сандерс также разработал единую математическую теорию, объясняющую сложную кинетику поглощения растворенных веществ растениями, а также создал первую методологию для измерения преходящих изменений внутриклеточных уровней кальция в высших растениях и обнаружил, что изменения освещенности в фотосинтетической активности в значительной степени зависят от изменений кальция в цитозоле. В период, предшествовавший развитию молекулярной биологии, Сандерс обнаружил, что вакуолярный протонный насос растений по существу аналогичен митохондриальным АТФазам. Он также адаптировал электрофизиологические методы, первоначально разработанные для изучения свойств нейронных каналов, чтобы определить, что насосы на вакуолярных мембранах демонстрируют кинетические реакции на ионные градиенты, которые нельзя предсказать с помощью биохимических методов. Параллельно с этим он обнаружил, что вакуолярные мембраны демонстрируют электрически индуцированное высвобождение ионов. Используя как электрофизиологические, так и биохимические подходы, Сандерс впервые установил у растений, что метаболиты могут выступать в качестве триггеров высвобождения кальция (клеточного сигнала) из вакуолей. Сандерс заложил основы для биофортификации зерновых культур незаменимыми минеральными питательными веществами для человека и молекулярно охарактеризовал кальций-проницаемые каналы. Сандерс также обнаружил и охарактеризовал первый (и единственный) кальциевый канал дрожжей и продемонстрировал, как клеточная маркировка может использоваться для различения типов клеток при проведении исследований с использованием техники patch-clamp. Сандерс также внес вклад в изучение роли циклических нуклеотидных каналов растений, которые были исследованы на ранней стадии открытия, что привело к крупной совместной публикации с другой лабораторией, демонстрирующей ключевую роль в сигнализации бактериального симбиоза растений. Помимо обширных открытий, он также написал влиятельные обзоры по сигнализации кальция в растениях, которые насчитывают 3300 цитирований в Google Scholar. Для дальнейшего изучения кальциевых каналов он обнаружил, что канал TPC1 является основным путем для ионного обмена через вакуолярные мембраны растений. Их предположения о том, что канал TPC1 участвует в высвобождении кальция, индуцированном кальцием, впервые были подтверждены на растениях в работе лаборатории Сандерса. Затем он установил основные молекулярные и клеточные механизмы толерантности растений к токсичности марганца. Сандерс открыл основной механизм накопления цинка в вакуолях растений, а в последнее время охарактеризовал молекулярные свойства транспортера и показал, как транспортер может быть использован для улучшения питательной ценности зерновых злаков для потребления человеком. Кроме того, он сотрудничал с китайской лабораторией, чтобы в целом установить важную роль питания цинком в рисе. В настоящее время исследования Сандерса сосредоточены на том, как растительные клетки реагируют на изменения в окружающей среде и как они запасают приобретенные питательные вещества. В частности, его группа изучает, как транспорт химических элементов через клеточные мембраны растений интегрирован с клеточной сигнализацией и питательным статусом. В 2010 году Сандерс перешел в John Innes Centre, Норвич, в качестве директора и руководителя группы, установив новые связи с Китайской академией наук.