Элизабет Мэйвуд
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
Элизабет Мэйвуд | |
|---|---|
| Рожденный | Лидс, Англия |
| Альма-матер | Университет Брэдфорда |
| Награды | Премия по правилу Ашоффа |
| Научная карьера | |
| Поля | Хронобиология: Циркадные функции SCN |
Элизабет Мэйвуд — английская исследовательница, изучающая циркадные ритмы и сон у мышей. Ее исследования сосредоточены на супрахиазматическом ядре (SCN), небольшой области мозга, которая контролирует циркадные ритмы.
Биография
[ редактировать ]Элизабет Сьюзен Мэйвуд родилась в Лидсе, Англия. Она получила степень в области фармакологии, а затем получила степень доктора философии. в области биохимической эндокринологии в Лондоне. После получения докторской степени в 1988 году она присоединилась к группе Майкла Гастингса в качестве постдока на кафедре анатомии Кембриджского университета (ныне часть кафедры физиологии, развития и нейронаук (PDN)). [ 1 ] изучить сезонную биологию сирийских хомяков . В 2001 году она переехала с Гастингсом в Лабораторию молекулярной биологии MRC. [ 2 ] в Кембридже, где он создал новую исследовательскую группу для изучения молекулярной нейробиологии циркадных ритмов. [ 3 ] С тех пор она перенесла фокус своего исследования на циркадные ритмы и сон.
Вклад в исследования
[ редактировать ]Ранние исследования в области хронобиологии с использованием экспериментов по повреждению показали, что супрахиазматическое ядро (SCN) служит главными циркадными часами мозга млекопитающих и управляется через сетчатку. Совсем недавно исследования СХЯ были сосредоточены на функциях отдельных нейропептидов и их сложных взаимодействиях в рамках схемы СХЯ. [ 4 ] Исследования роли вазоактивного кишечного полипептида ( VIP ), гастрин-высвобождающего пептида ( GRP ), аргинин-вазопрессина ( AVP ) и ГАМК начали рисовать картину иерархии нейропептидов в поддержании циркадной когерентности в SCN.
Исследования Мэйвуда изучают сложные взаимодействия различных нейропептидов и роль событий на мембране в петлях обратной связи в СХЯ. Кроме того, исследование Мэйвуда также направлено на то, чтобы понять, как различные части СХЯ координируют ритмы, и в более широком смысле понять взаимодействие СХЯ со сном. [ 5 ]
Исследования CRY1/CRY2 в супрахиазматическом ядре
[ редактировать ]В одном эксперименте Мэйвуд и ее коллеги из групп Гастингса и Чина в LMB стремились контролировать белки Cry1 и Cry2, ответственные за правильное функционирование петель транскрипционно-трансляционной отрицательной обратной связи ( TTFL ). [ 2 ] [ 6 ] Для этого исследователи использовали ортогональную аминоацил-тРНК-синтетазу/тРНК, доставленную в СХЯ аденоассоциированным вирусным вектором (AAV). Белок Cry1, несущий вектор AAV, содержал неканонические аминокислоты (ncAA) и эктопический янтарный стоп-кодон, приводящий к мутации сайленсинга. Когда аритмичные срезы SCN, лишенные функционального Cry1, помещали в культуральную среду, содержащую ncAA, TTFL немедленно генетически активировались, и сила активации зависела от дозы ncAA в ростовой среде. Когда среду ncAA удаляли, активация TTFL исчезала. На основе этих результатов Мэйвуд и ее коллеги смогли продемонстрировать, что в SCN Cry1 необходим для циркадного функционирования. Однако было обнаружено, что ритмичность контролируется инициацией функционирования TTFL. В конечном итоге результаты исследования позволили исследователям прийти к выводу, что цепи, клеточные и животные механизмы, необходимые для циркадного функционирования, с точки зрения развития не зависят от присутствия белков Cry. [ 6 ]
Исследования VPAC2 в супрахиазматическом ядре
[ редактировать ]В другом исследовании Мэйвуд и его коллеги использовали люциферазы и GFP репортерные гены и визуализацию экспрессии клеточных циркадных генов в режиме реального времени в культурах срезов SCN мышей, чтобы изучить роль передачи сигналов VIPergic. Благодаря этому исследованию Мэйвуд и ее коллеги из Лаборатории молекулярной биологии вместе с Тони Хармаром в Эдинбургском университете [ 7 ] продемонстрировали, что ген Vipr2 , который кодирует рецептор VPAC2 вазоактивного интестинального полипептида (VIP), необходим как для поддержания молекулярного времени внутри отдельных нейронов супрахиазматического ядра, так и между различными нейронами SCN.
Кроме того, Мэйвуд и его коллеги продемонстрировали, что гастрин-высвобождающий пептид (GRP), другой нейропептид SCN, может действовать как усилитель и способствовать синхронизации молекулярного времени в отсутствие VIPергических сигналов. Однако этот эффект ограничен и недостаточен для поддержания скоординированных молекулярных циклов в течение более длительных периодов времени.
Исследования Мэйвуда в этой области предоставили ключевую информацию о часовом механизме СХЯ и о том, как события на мембране помогают управлять внутриклеточными петлями обратной связи. Эти данные также указывают на то, что SCN обладает отличительным свойством спонтанной синхронизации межнейронального молекулярного измерения времени посредством использования нейропептидергической передачи сигналов. [ 8 ]
Исследования взаимодействия супрахиазматического ядра и сна
[ редактировать ]Мэйвуд и его коллеги также изучают взаимодействие между супрахиазматическим ядром (SCN) и локальными часами вне-SCN в мозге, способствуя познанию циркадного компонента в двухпроцессной модели регуляции сна.
Чтобы изучить эффекты взаимодействия между SCN и локальными часами головного мозга, Мэйвуд сравнил различные параметры сна у трех разных групп мышей: 1) мышей дикого типа (WT) с 24-часовыми циркадными периодами, 2) мутантных мышей CK1ε Tau с 20 часовые циркадные периоды и 3) химерные мыши CK1ε с рецептором дофамина 1a ( Drd1a ), экспрессирующими клетки в SCN, демонстрирующие 24-часовые циркадные периоды и локальные часы вне-SCN, показывающие 20-часовые периоды. Разница в периоде между SCN и местными часами привела к временному рассогласованию у химерных мышей.
Результаты этого исследования показали, что временное смещение между SCN и локальными часами ухудшает архитектуру сна и общее качество сна у химерных мышей. Химерные мыши наблюдали меньше медленного сна, чем их аналоги с временным выравниванием, у них были снижены способности к восстановлению сна и увеличилась фрагментация сна. Был сделан вывод, что все это является результатом внутренней десинхронизации между SCN и местными часами. Кроме того, влияние циркадного смещения на архитектуру сна повлияло на когнитивные способности мышей: химерные мыши хуже выполняли задачи памяти, зависящие от сна, чем их коллеги. Эти результаты демонстрируют важность временной согласованности между всеми часами мозга для поддержания эффективной циркадной регуляции сна. [ 9 ]
Хотя конкретный вклад локальных часов в мозг остается неизвестным, исследование Мэйвуда пролило свет на важность экстра-SCN-часов. Эти ткани играют важную роль в циркадной регуляции сна, и координация между этими часами и СХЯ может определять общее качество сна.
Награды
[ редактировать ]В 2011 году Мэйвуд был отмечен премией «Правило Ашоффа». [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Кафедра физиологии, развития и нейронаук» . www.pdn.cam.ac.uk. Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «МРЦ Лаборатория молекулярной биологии» . МРЦ Лаборатория молекулярной биологии . Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ «Майкл Гастингс» . МРЦ Лаборатория молекулярной биологии . Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ Анантасубраманиам, Бхарат; Херцог, Эрик Д.; Герцель, Ханспетер (17 апреля 2014 г.). «Время связывания нейропептидов определяет синхронность и смещение циркадных часов млекопитающих» . PLOS Вычислительная биология . 10 (4): e1003565. Бибкод : 2014PLSCB..10E3565A . дои : 10.1371/journal.pcbi.1003565 . ISSN 1553-7358 . ПМЦ 3990482 . ПМИД 24743470 .
- ^ Паттон, Эндрю; Гастингс, Майкл (06 августа 2018 г.). «Супрахиазматическое ядро» (PDF) . Современная биология . 28 (15): Р816–Р822. дои : 10.1016/j.cub.2018.06.052 . ПМИД 30086310 . Проверено 22 апреля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Мэйвуд, Элизабет С.; Эллиотт, Томас С.; Паттон, Эндрю П.; Крогагер, Токе П.; Чешам, Джоанна Э.; Эрнст, Рассел Дж.; Беранек, Вацлав; Бранкаччо, Марко; Чин, Джейсон В.; Гастингс, Майкл Х. (26 декабря 2018 г.). «Трансляционное переключение экспрессии белка Cry1 обеспечивает обратимый контроль циркадного поведения у аритмичных мышей с дефицитом Cry» . Труды Национальной академии наук . 115 (52): Е12388–Е12397. Бибкод : 2018PNAS..11512388M . дои : 10.1073/pnas.1811438115 . ISSN 0027-8424 . ПМК 6310849 . ПМИД 30487216 .
- ^ «Профессор Тони Хармар 1951–2014» . Эдинбургский университет . Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ Мэйвуд, Элизабет С. (2020). «Синхронизация и поддержание циркадного ритма в часовом механизме млекопитающих» . Европейский журнал неврологии . 51 (1): 229–240. дои : 10.1111/ejn.14279 . ISSN 1460-9568 . ПМИД 30462867 . S2CID 53717049 .
- ^ Мэйвуд, Элизабет Сьюзен; Чешам, Джоанна Элизабет; Вински-Зоммерер, Рафаэль; Смилли, Никола Джейн; Гастингс, Майкл Харви (2021). «Циркадные химерные мыши обнаруживают взаимодействие между супрахиазматическим ядром и локальными часами мозга в контроле сна и памяти» . Границы в неврологии . 15 : 639281. дои : 10.3389/fnins.2021.639281 . ISSN 1662-453X . ПМЦ 7935531 . ПМИД 33679317 .
- ^ «Лауреаты премии по правилу Ашоффа» . www.locktool.org . Архивировано из оригинала 9 августа 2020 г. Проверено 22 апреля 2021 г.
| Базы данных авторитетного контроля : академики |
|---|
