Уильям Шафер

Уильям Шафер
ФРС
Уильям Шафер ФРС
Рожденный	Уильям Рональд Шафер ; 29 августа 1964 г. (59 лет) ; Бостон , Массачусетс , США
Национальность	Американский, Британский
Образование	Средняя школа Лейксайд, округ ДеКалб, Джорджия, США
Альма-матер	Гарвардский университет (AB Biology, 1986); Калифорнийский университет, Беркли (доктор биохимии, 1991 г.)
	Научная карьера
Диссертация	Пренилирование белка у saccharomyces cervesiae (1990)
Докторантура	Джаспер Райн
Веб-сайт	https://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/group-leaders/n-to-s/william-schafer/

Уильям Рональд Шафер FRS (родился 29 августа 1964 г.) — нейробиолог и генетик, внесший важный вклад в понимание молекулярных и нейронных основ поведения. В его работе, в основном с нематодой C. elegans , использовался междисциплинарный подход для изучения того, как небольшие группы нейронов генерируют поведение, и он был пионером методологических подходов, включая оптогенетическую нейровизуализацию и автоматическое поведенческое фенотипирование, которые оказали большое влияние на более широкую нейробиологию. поле. Он сделал важные открытия о функциональных свойствах ионотропных рецепторов в сенсорной трансдукции, а также о роли щелевых контактов и внесинаптической модуляции в нейрональных микросхемах. Совсем недавно он применил теоретические идеи сетевой науки и теории управления для исследования структуры и функций простых нейронных коннектомов с целью понять консервативные вычислительные принципы в более крупном мозге. Он член EMBO , добро пожаловать. Исследователь и член Академии медицинских наук .

Карьера

Шафер получил образование генетика и биохимика в Калифорнийском университете в Беркли под руководством Джаспера Райна . Во время своей докторской диссертации он обнаружил, что белки CAAX-box у дрожжей, включая Ras, пренилированы, и показал, что эта модификация важна для нацеливания на мембрану и биологической активности. ^[1]

Работая постдоком в лаборатории Синтии Кеньон , он обнаружил, что дофамин подавляет передвижение C. elegans , и идентифицировал первый мутант нейронных кальциевых каналов при скрининге червей с аномальной чувствительностью к дофамину. ^[2] В 1995 году он стал доцентом Калифорнийского университета в Сан-Диего .

После творческого отпуска в 2004–2005 годах в 2006 году он перевел свою исследовательскую группу в Лабораторию молекулярной биологии в Кембридже, Великобритания. В 2020 году он был избран членом Королевского общества. ^[3]

В 2019 году он был назначен профессором по совместительству кафедры биологии Католического университета Левена .

Исследовать

Генетически кодируемые индикаторы кальция. Первые генетически кодируемые индикаторы кальция были разработаны в 1997 году, но поначалу их оказалось трудно использовать на трансгенных животных. В 2000 году Шафер и его ученик Рекс Керр показали, что желтый камелеон GECI 2 можно использовать для регистрации активности мышц и отдельных нейронов трансгенных червей. ^[4] Это было первое использование оптогенетического датчика для регистрации динамики нейронной активности животного. Используя этот метод, Шафер и его группа охарактеризовали свойства многих идентифицированных нейронов червей, включая подтипы механосенсорных, хемосенсорных и ноцицептивных нейронов. ^[5]^[6]^[7] и показали, что такие молекулы, как TMC и TRP-каналы, выполняют консервативные сенсорные функции в этих нейронах. ^[8]^[9]^[10]

Автоматизированное фенотипирование: группа Шафера также стала пионером в использовании автоматизированной визуализации и машинного зрения для поведенческого фенотипирования. Сначала они использовали автоматический следящий микроскоп, чтобы записывать поведение C. elegans в течение многих часов и измерять время откладки яиц; эти эксперименты показали, что черви колеблются между поведенческими состояниями, контролируемыми серотонином. ^[11] Более сложные средства отслеживания червей позже использовались для создания большого количества фенотипических данных для других видов поведения, таких как передвижение; ^[12]^[13]^[14] этот подход оказался очень полезным для точного измерения и классификации воздействия генов на нервную систему.

Сетевая наука: Шафер также работал с сетевыми учеными над исследованием структуры нейронного коннектома C. elegans . В частности, он признал, что нейромодуляторная передача сигналов, будучи в значительной степени внесинаптической, образует параллельный беспроводной коннектом, топологические характеристики и способы взаимодействия которого с проводным коннектомом можно анализировать как мультиплексную сеть. ^[15] Вместе с группой Ласло Барабаши его группа также провела первую проверку идеи о том, что теорию управления можно использовать для прогнозирования нейронных функций на основе топологии сложного нейронного коннектома. ^[16]

Ссылки

^ Шафер В.Р., Ким Р., Стерн Р., Торнер Дж., Ким Ш., Райн Дж. (июль 1989 г.). «Генетическое и фармакологическое подавление онкогенных мутаций в генах ras дрожжей и человека». Наука . 245 (4916): 379–85. Бибкод : 1989Sci...245..379S . дои : 10.1126/science.2569235 . ПМИД 2569235 .
^ Шафер В.Р., Кеньон СиДжей (май 1995 г.). «Гомолог кальциевых каналов, необходимый для адаптации к дофамину и серотонину у Caenorhabditis elegans». Природа . 375 (6526): 73–8. Бибкод : 1995Natur.375...73S . дои : 10.1038/375073a0 . ПМИД 7723846 . S2CID 4327412 .
^ «Уильям Шафер» . Королевское общество . Проверено 20 сентября 2020 г.
^ Керр Р., Лев-Рам В., Бэрд Дж., Винсент П., Цьен Р.Ю., Шафер В.Р. (июнь 2000 г.). «Оптическая визуализация переходных процессов кальция в нейронах и глоточных мышцах C. elegans» . Нейрон . 26 (3): 583–94. дои : 10.1016/S0896-6273(00)81196-4 . ПМИД 10896155 . S2CID 311998 .
^ Хиллиард М.А., Апичелла А.Дж., Керр Р., Сузуки Х., Баззикалупо П., Шафер В.Р. (январь 2005 г.). «Визуализация нейронов ASH C. elegans in vivo: клеточный ответ и адаптация к химическим репеллентам» . Журнал ЭМБО . 24 (1): 63–72. дои : 10.1038/sj.emboj.7600493 . ПМК 544906 . ПМИД 15577941 .
^ Сузуки Х, Тиле Т.Р., Фомон С., Эскурра М., Локери С.Р., Шафер В.Р. (июль 2008 г.). «Функциональная асимметрия вкусовых нейронов Caenorhabditis elegans и ее вычислительная роль в хемотаксисе» . Природа . 454 (7200): 114–7. Бибкод : 2008Natur.454..114S . дои : 10.1038/nature06927 . ПМЦ 2984562 . ПМИД 18596810 .
^ Сузуки Х, Керр Р., Бьянки Л., Фрокьяер-Йенсен С., Слоун Д., Сюэ Дж., Герстбрейн Б., Дрисколл М., Шафер В.Р. (сентябрь 2003 г.). «Визуализация механосенсорных нейронов C. elegans in vivo демонстрирует особую роль канала MEC-4 в процессе ощущения нежного прикосновения» . Нейрон . 39 (6): 1005–17. дои : 10.1016/j.neuron.2003.08.015 . ПМИД 12971899 . S2CID 11990506 .
^ Киндт К.С., Вишванат В., Макферсон Л., Кваст К., Ху Х., Патапутян А., Шафер В.Р. (май 2007 г.). «Caenorhabditis elegans TRPA-1 участвует в механочувствительности». Природная неврология . 10 (5): 568–77. дои : 10.1038/nn1886 . ПМИД 17450139 . S2CID 13490958 .
^ Чацигеоргиу М., Ю С., Уотсон Дж.Д., Ли В.Х., Спенсер В.К., Киндт К.С., Хван С.В., Миллер Д.М., Трейнин М., Дрисколл М., Шафер В.Р. (июль 2010 г.). «Особая роль каналов DEG/ENaC и TRP в прикосновении и термочувствительности в ноцицепторах C. elegans» . Природная неврология . 13 (7): 861–8. дои : 10.1038/nn.2581 . ПМЦ 2975101 . ПМИД 20512132 .
^ Чацигеоргиу М., Банг С., Хван С.В., Шафер В.Р. (февраль 2013 г.). «tmc-1 кодирует чувствительный к натрию канал, необходимый для хемочувствительности к соли у C. elegans» . Природа . 494 (7435): 95–99. Бибкод : 2013Природа.494...95C . дои : 10.1038/nature11845 . ПМК 4021456 . ПМИД 23364694 .
^ Вагонер Л.Е., Чжоу Г.Т., Шафер Р.В., Шафер В.Р. (июль 1998 г.). «Контроль альтернативных поведенческих состояний с помощью серотонина у Caenorhabditis elegans» . Нейрон . 21 (1): 203–14. дои : 10.1016/S0896-6273(00)80527-9 . ПМИД 9697864 . S2CID 15043008 .
^ Гэн В., Косман П., Берри CC, Фэн З., Шафер В.Р. (октябрь 2004 г.). «Автоматическое отслеживание, извлечение признаков и классификация фенотипов C elegans» . Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 51 (10): 1811–20. CiteSeerX 10.1.1.523.8395 . дои : 10.1109/TBME.2004.831532 . ПМИД 15490828 . S2CID 8977741 .
^ Йемини Э., Юсикас Т., Гранди Л.Дж., Браун А.Е., Шафер В.Р. (сентябрь 2013 г.). «База данных поведенческих фенотипов Caenorhabditis elegans» . Природные методы . 10 (9): 877–9. дои : 10.1038/nmeth.2560 . ПМЦ 3962822 . ПМИД 23852451 .
^ Браун А.Э., Йемини Э.И., Гранди Л.Дж., Юсикас Т., Шафер В.Р. (январь 2013 г.). «Словарь поведенческих мотивов раскрывает кластеры генов, влияющих на передвижение Caenorhabditis elegans» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (2): 791–6. Бибкод : 2013PNAS..110..791B . дои : 10.1073/pnas.1211447110 . ПМЦ 3545781 . ПМИД 23267063 .
^ Бентли Б., Браницки Р., Барнс К.Л., Чу Ю.Л., Йемини Э., Буллмор Э.Т., Вертес П.Е., Шафер В.Р. (декабрь 2016 г.). «Многослойный коннектом Caenorhabditis elegans» . PLOS Вычислительная биология . 12 (12): e1005283. arXiv : 1608.08793 . Бибкод : 2016PLSCB..12E5283B . дои : 10.1371/journal.pcbi.1005283 . ПМЦ 5215746 . ПМИД 27984591 .
^ Ян Г., Вертес П.Е., Таулсон Э.К., Чу Ю.Л., Уокер Д.С., Шафер В.Р., Барабаси А.Л. (октябрь 2017 г.). «Принципы сетевого управления предсказывают функцию нейронов в коннектоме Caenorhabditis elegans» . Природа . 550 (7677): 519–523. Бибкод : 2017Natur.550..519Y . дои : 10.1038/nature24056 . ПМК 5710776 . ПМИД 29045391 .

[1] Шафер В.Р., Ким Р., Стерн Р., Торнер Дж., Ким Ш., Райн Дж. (июль 1989 г.). «Генетическое и фармакологическое подавление онкогенных мутаций в генах ras дрожжей и человека». Наука . 245 (4916): 379–85. Бибкод : 1989Sci...245..379S . дои : 10.1126/science.2569235 . ПМИД 2569235 .

[2] Шафер В.Р., Кеньон СиДжей (май 1995 г.). «Гомолог кальциевых каналов, необходимый для адаптации к дофамину и серотонину у Caenorhabditis elegans». Природа . 375 (6526): 73–8. Бибкод : 1995Natur.375...73S . дои : 10.1038/375073a0 . ПМИД 7723846 . S2CID 4327412 .

[3] «Уильям Шафер» . Королевское общество . Проверено 20 сентября 2020 г.

[4] Керр Р., Лев-Рам В., Бэрд Дж., Винсент П., Цьен Р.Ю., Шафер В.Р. (июнь 2000 г.). «Оптическая визуализация переходных процессов кальция в нейронах и глоточных мышцах C. elegans» . Нейрон . 26 (3): 583–94. дои : 10.1016/S0896-6273(00)81196-4 . ПМИД 10896155 . S2CID 311998 .

[5] Хиллиард М.А., Апичелла А.Дж., Керр Р., Сузуки Х., Баззикалупо П., Шафер В.Р. (январь 2005 г.). «Визуализация нейронов ASH C. elegans in vivo: клеточный ответ и адаптация к химическим репеллентам» . Журнал ЭМБО . 24 (1): 63–72. дои : 10.1038/sj.emboj.7600493 . ПМК 544906 . ПМИД 15577941 .

[6] Сузуки Х, Тиле Т.Р., Фомон С., Эскурра М., Локери С.Р., Шафер В.Р. (июль 2008 г.). «Функциональная асимметрия вкусовых нейронов Caenorhabditis elegans и ее вычислительная роль в хемотаксисе» . Природа . 454 (7200): 114–7. Бибкод : 2008Natur.454..114S . дои : 10.1038/nature06927 . ПМЦ 2984562 . ПМИД 18596810 .

[7] Сузуки Х, Керр Р., Бьянки Л., Фрокьяер-Йенсен С., Слоун Д., Сюэ Дж., Герстбрейн Б., Дрисколл М., Шафер В.Р. (сентябрь 2003 г.). «Визуализация механосенсорных нейронов C. elegans in vivo демонстрирует особую роль канала MEC-4 в процессе ощущения нежного прикосновения» . Нейрон . 39 (6): 1005–17. дои : 10.1016/j.neuron.2003.08.015 . ПМИД 12971899 . S2CID 11990506 .

[8] Киндт К.С., Вишванат В., Макферсон Л., Кваст К., Ху Х., Патапутян А., Шафер В.Р. (май 2007 г.). «Caenorhabditis elegans TRPA-1 участвует в механочувствительности». Природная неврология . 10 (5): 568–77. дои : 10.1038/nn1886 . ПМИД 17450139 . S2CID 13490958 .

[9] Чацигеоргиу М., Ю С., Уотсон Дж.Д., Ли В.Х., Спенсер В.К., Киндт К.С., Хван С.В., Миллер Д.М., Трейнин М., Дрисколл М., Шафер В.Р. (июль 2010 г.). «Особая роль каналов DEG/ENaC и TRP в прикосновении и термочувствительности в ноцицепторах C. elegans» . Природная неврология . 13 (7): 861–8. дои : 10.1038/nn.2581 . ПМЦ 2975101 . ПМИД 20512132 .

[10] Чацигеоргиу М., Банг С., Хван С.В., Шафер В.Р. (февраль 2013 г.). «tmc-1 кодирует чувствительный к натрию канал, необходимый для хемочувствительности к соли у C. elegans» . Природа . 494 (7435): 95–99. Бибкод : 2013Природа.494...95C . дои : 10.1038/nature11845 . ПМК 4021456 . ПМИД 23364694 .

[11] Вагонер Л.Е., Чжоу Г.Т., Шафер Р.В., Шафер В.Р. (июль 1998 г.). «Контроль альтернативных поведенческих состояний с помощью серотонина у Caenorhabditis elegans» . Нейрон . 21 (1): 203–14. дои : 10.1016/S0896-6273(00)80527-9 . ПМИД 9697864 . S2CID 15043008 .

[12] Гэн В., Косман П., Берри CC, Фэн З., Шафер В.Р. (октябрь 2004 г.). «Автоматическое отслеживание, извлечение признаков и классификация фенотипов C elegans» . Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 51 (10): 1811–20. CiteSeerX 10.1.1.523.8395 . дои : 10.1109/TBME.2004.831532 . ПМИД 15490828 . S2CID 8977741 .

[13] Йемини Э., Юсикас Т., Гранди Л.Дж., Браун А.Е., Шафер В.Р. (сентябрь 2013 г.). «База данных поведенческих фенотипов Caenorhabditis elegans» . Природные методы . 10 (9): 877–9. дои : 10.1038/nmeth.2560 . ПМЦ 3962822 . ПМИД 23852451 .

[14] Браун А.Э., Йемини Э.И., Гранди Л.Дж., Юсикас Т., Шафер В.Р. (январь 2013 г.). «Словарь поведенческих мотивов раскрывает кластеры генов, влияющих на передвижение Caenorhabditis elegans» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (2): 791–6. Бибкод : 2013PNAS..110..791B . дои : 10.1073/pnas.1211447110 . ПМЦ 3545781 . ПМИД 23267063 .

[15] Бентли Б., Браницки Р., Барнс К.Л., Чу Ю.Л., Йемини Э., Буллмор Э.Т., Вертес П.Е., Шафер В.Р. (декабрь 2016 г.). «Многослойный коннектом Caenorhabditis elegans» . PLOS Вычислительная биология . 12 (12): e1005283. arXiv : 1608.08793 . Бибкод : 2016PLSCB..12E5283B . дои : 10.1371/journal.pcbi.1005283 . ПМЦ 5215746 . ПМИД 27984591 .

[16] Ян Г., Вертес П.Е., Таулсон Э.К., Чу Ю.Л., Уокер Д.С., Шафер В.Р., Барабаси А.Л. (октябрь 2017 г.). «Принципы сетевого управления предсказывают функцию нейронов в коннектоме Caenorhabditis elegans» . Природа . 550 (7677): 519–523. Бибкод : 2017Natur.550..519Y . дои : 10.1038/nature24056 . ПМК 5710776 . ПМИД 29045391 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

v т и Члены Королевского общества, избранные в 2020 году
Fellows	Timothy Behrens Yoshua Bengio Malcolm J. Bennett Ben Berks Zulfiqar Bhutta Kevin Brindle Gordon Brown William C. Campbell Henry Chapman G. Marius Clore Vikram Deshpande John Endler Adam Eyre-Walker Daniel Frost François Guillemot David Harel Marian Holness Ehud Hrushovski Andrew P. Jackson George Jackson Xin Lu Alexander Makarov Keith Matthews Iain McCulloch Linda Nazar Peter Nellist Giles Oldroyd Hugh Osborn Oliver L. Phillips Raymond Pierrehumbert John Plane Cathy Price Carol Prives Didier Queloz Nicholas Read Michael Rudnicki William Schafer Nigel Scrutton John Shine Stephen Smartt Ralf Speth Molly Stevens Donna Strickland Andrew M. Stuart Sarah Teichmann Richard Thompson Jack Thorne Nicholas Turner Jane Visvader Alan M. Wilson Steve Young
Honorary	David Cooksey
Foreign	Frances Arnold Francis Collins Kerry Emanuel Ben Feringa Else Marie Friis Regine Kahmann Margaret Kivelson Ramamoorthy Ramesh Wendelin Werner Ada Yonath

Базы данных авторитетного контроля
International	VIAF WorldCat
National	United States
Academics	ORCID