Richard Henderson CH FRS FMedSci (geboren 19 juli 1945) is een Schotse moleculaire bioloog en biofysicus. Hij is een pionier op het gebied van elektronenmicroscopie van biologische moleculen. Hij deelde de Nobelprijs voor de Scheikunde in 2017 met Jacques Dubochet en Joachim Frank voor de ontwikkeling van methoden die het mogelijk maken moleculen in oplossing met hoge resolutie te onderzoeken met de elektronenmicroscoop (cryo-elektronenmicroscopie). Deze technieken hebben de structurele biologie veranderd doordat ze het mogelijk maken grote eiwitcomplexen en membraaneiwitten in bijna-native toestand te bestuderen zonder dat kristallisatie nodig is.
Henderson is sinds 1973 werkzaam bij het Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB) in Cambridge, en was daar tussen 1996 en 2006 directeur. Hij was ook gastprofessor aan het Miller Institute van de University of California, Berkeley in het voorjaar van 1993. Gedurende zijn loopbaan leidde hij onderzoeksgroepen en begeleidde hij vele promovendi en postdocs; zijn werk combineert experimentele ontwikkeling van microscopie met computationele beeldanalyse.
Belangrijkste bijdragen
Henderson werkte de structuur uit van bacteriorhodopsine, een molecuul in bacteriën. De molecuul vangt energie op uit licht, en gebruikt die om protonen uit de cel te verplaatsen. Dit was het tweede ooit atomaire model van een membraaneiwit en een mijlpaal voor het aantonen dat membranen en membranen-eiwitten met elektronenmicroscopie op atomaire resolutie bestudeerd konden worden. De technieken die Henderson ontwikkelde voor de elektronenkristallografie—waarbij twee-dimensionale kristallen van membraaneiwitten worden gebruikt—zijn nog steeds van grote invloed en worden in aangepaste vormen vandaag de dag toegepast.
Methoden en techniek
Naast experimentele opstellingen droeg Henderson wezenlijk bij aan de theoretische en praktische aspecten van beeldvorming met elektronenmicroscopen: lage-dosis opnamen om stralingsschade te beperken, methoden voor het corrigeren van beeldvervorming en geavanceerde beeldverwerkingsalgoritmen om ruis te verminderen en signalen te versterken. Hij bestudeerde ook de effecten van straling op biologische monsters en formuleerde richtlijnen voor acceptabele elektronenexposities, waardoor de kwaliteit en reproduceerbaarheid van microscopie-opnamen vooruitgingen. In combinatie met de door Jacques Dubochet geïntroduceerde vitrificatie van water en de beeldverwerkingsmethoden van Joachim Frank legde dit de basis voor de huidige cryo-elektronenmicroscopie-revolutie.
Impact en toepassingen
De methoden van Henderson helpen de structuren van verschillende G-eiwitgekoppelde receptoren (GPCR's) op te lossen. Ze zijn een grote eiwitfamilie van receptoren die moleculen buiten de cel detecteren. Ze activeren interne signaaltransductieroutes. Dit leidt tot celreacties op de moleculen buiten de cel. Kennis van de precieze structuren van GPCR's en andere membranen-gebonden complexen heeft directe gevolgen voor begrip van celcommunicatie en voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, omdat veel medicijnen gericht zijn op deze receptoren.
Nalatenschap
Richard Henderson wordt gezien als een sleutelfiguur in de overgang van klassieke elektronenmicroscopie naar moderne cryo-EM-methoden. Zijn werk heeft niet alleen belangrijke biologische structuren onthuld maar ook standaarden en methodologische fundamenten geleverd waarop veel huidig onderzoek is gebouwd. Naast hoge wetenschappelijke onderscheidingen zoals zijn lidmaatschappen en eretitels, wordt zijn invloed vooral zichtbaar in de brede toepassing van cryo-EM in academische en industriële labs wereldwijd, waar structuurbepaling een integraal onderdeel is geworden van moleculair en biomedisch onderzoek.