Амита Сегал
Амита Сегал | |
---|---|
Альма-матер | Делийский университет Университет Джавахарлала Неру Корнелльский университет |
Научная карьера | |
Поля | хронобиология |
Учреждения | Медицинский факультет Перельмана |
Научные консультанты | Майкл Янг , Мозес Чао |
Амита Сегал — молекулярный биолог и хронобиолог кафедры нейронаук Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета . [ 1 ] Сегал участвовал в открытии TIM дрозофилы и многих других важных компонентов часового механизма дрозофилы . [ 2 ] Сегал также сыграл ключевую роль в развитии дрозофилы как модели для изучения сна. [ 3 ] [ 4 ] Ее исследования по-прежнему сосредоточены на понимании генетической основы сна, а также на том, как циркадные системы связаны с другими аспектами физиологии. [ 5 ]
Образование и ранняя карьера
[ редактировать ]Сегал выросла в Индии и получила степень бакалавра в Университете Дели и степень магистра в Университете Джавахарлала Неру , оба в Нью-Дели, Индия. [ 6 ] В 1983 году она начала защищать докторскую диссертацию по клеточной биологии и генетике в Корнелльском университете . [ 6 ] Именно здесь, во время изучения фактора роста нейронов человека, ее интерес к науке по-настоящему развился. [ 6 ] В 1988 году она начала свою постдокторскую стажировку в Университете Рокфеллера в лаборатории Майкла Янга , где она впервые познакомилась с изучением циркадных ритмов — области, в которой она с тех пор остается. [ 6 ]
Исследовать
[ редактировать ]Хронология отдельных крупных научных исследований
[ редактировать ]- 1994: Обнаружена вневременная мутация у плодовых мух.
- 1995: Клонировали вневременной ген и показали, что экспрессия вневременного гена имеет ежедневные циклы.
- 1996: Показаны импульсы света, деградирующие вне времени .
- 2000: Разработана дрозофилы . модель сна
- 2001: Показано, что нейрофибромин 1 играет роль в циркадном пути у плодовых мух.
- 2006: Обнаружена мутация смены часовых поясов и показано, что белок JETLAG участвует в деградации белка TIMELESS.
- 2006: Доказано, что грибовидные тела плодовых мух важны для сна.
- 2008: Обнаружен ген бессонницы у плодовых мух.
- 2014: Картирование нейронных цепей, связывающих часы с поведением
- 2014: Обнаружена функция сна в раннем возрасте.
- 2018: Выявлена потенциальная роль сна у взрослых мух.
- 2018: Продемонстрирована циркадная регуляция гематоэнцефалического барьера.
- 2019: Обнаружена молекулярная связь между сном и иммунной системой.
Вневременье и период
[ редактировать ]Амита Сегал внесла огромный вклад в понимание биологических часов Drosophila melanogaster . В 1994 году Сегал, Прайс, Мэн и Янг с помощью передовой генетики обнаружили мутант гена timeless (TIM) у Drosophila melanogaster . [ 2 ] [ 7 ] В следующем году Сегал и его коллеги клонировали TIM посредством позиционного клонирования и смогли показать, что TIM и PER имеют одинаковые уровни циклирования их мРНК. [ 2 ] [ 8 ] [ 9 ] Предложенная ими модель, которая со временем подтвердилась, заключалась в том, что PER и TIM взаимодействуют и накапливаются в течение дня. Вечером они проникают в ядро, чтобы ингибировать транскрипцию своей мРНК. В 1996 году лаборатория Сегала показала, что снижение уровня ТИМ, вызванное импульсом света, сбрасывает циркадные часы. [ 10 ] Позже они показали, что специфические фосфатазы контролируют стабильность PER и TIM в ежедневных циклах. [ 11 ]
Нейрофибромин 1
[ редактировать ]Нейрофибромин 1 (NF1) представляет собой ген-супрессор опухолей, который, как известно, нарушает регуляцию при нейрофиброматозе 1 типа , заболевании, которое вызывает опухоли вдоль позвоночника. В 2001 году Сегал и ее коллеги узнали, что некоторые пациенты с нейрофиброматозом 1 типа также испытывают нарушения сна, и поэтому решили исследовать циркадные ритмы мух с нефункциональным геном NF1. [ 12 ] Они обнаружили, что у этих мух также нарушены циркадные ритмы, и эти ритмы можно восстановить, вставив трансгены NF1 , тем самым доказав, что NF1 участвует в циркадных путях. Они показали, что у мух NF1 действует через путь киназы MAP , который является тем же путем, который участвует в нейрофиброматозе типа 1 у людей. [ 12 ]
Расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом
[ редактировать ]В 2006 году Сегал и ее коллеги обнаружили муху-мутанта, которой требуется аномально много времени, чтобы приспособиться к новым циклам света и темноты. [ 13 ] Они назвали лежащий в основе мутировавший ген джетлаг (реактивный двигатель). Этот ген кодирует белок F-box , называемый JET, убиквитинлигазу , которая облегчает сброс часов дрозофилы. Секвенирование гена выявило два аллеля смены часовых поясов: аллель «c» (частый) и аллель «r» (редкий). В присутствии КРИПТОХРОМА (CRY) JET играет важную роль в деградации белка TIMELESS (TIM) в ответ на свет, что необходимо для того, чтобы часы подключались к внешним световым сигналам.
Грибные тела
[ редактировать ]Грибовидные тела расположены в мозгу дрозофилы и, как известно, играют роль в обучении, памяти, обонянии и передвижении. [ 14 ] В 2006 году Сегал и ее коллеги обнаружили, что грибовидные тела также играют важную роль в регуляции сна у мух. Используя стероид под названием RU-486 (мифепристон) для регуляции протеинкиназы А ( PKA ), они смогли повышать и понижать экспрессию генов в определенных областях, таких как тела грибов, и обнаружили, что эта структура имеет решающее значение для сна мух. [ 15 ] Хотя конкретный путь, посредством которого эти грибовидные тела регулируют сон, в настоящее время неизвестен, возможно, они участвуют в подавлении обработки сенсорной информации, что позволяет мухам заснуть.
Бессонный
[ редактировать ]В 2008 году Сегал и др. открыл ген бессонницы у плодовых мух посредством инсерционного мутагенеза . [ 16 ] Мутации в гене бессонницы привели к тому, что мухи спят на 80% меньше, чем нормальные мухи, и живут вдвое короче, чем обычные мухи. Сегал и др. обнаружили, что белок SLEEPLESS регулирует потенциалзависимый калиевый канал Шейкера, а также никотиновые рецепторы ацетилхолина, в частности один, называемый красным глазом, который они обнаружили с помощью другого генетического скрининга. [ 17 ] Сегал и др. также обнаружили повышенную активность стволовых клеток в семенниках самцов мух с мутациями в бессоннице .
Функции сна
[ редактировать ]Все виды, включая человека, в молодости много спят. Сегал и др. обнаружили, что поддерживает высокий уровень сна у молодых плодовых мух. Они также обнаружили, что когда сон нарушается в раннем возрасте, у взрослых нарушается брачное поведение. [ 18 ] Таким образом, сон может потребоваться для развития мозга, способствующего выживанию и размножению видов. У взрослых животных возможная функция сна – способствовать выведению отходов. [ 19 ] Сегал и др. обнаружили, что сон способствует эндоцитозу через гематоэнцефалический барьер у мух. [ 20 ]
Часы, поведение и гематоэнцефалический барьер
[ редактировать ]Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает мозг от потенциально вредных молекул на периферии, но он также может препятствовать доставке лекарств в центральную нервную систему. Сегал и др. обнаружили, что проницаемость ГЭБ мух меняется в течение дня: ночного цикла, поэтому противоэпилептические средства действуют лучше в определенное время суток. [ 21 ] Они также нанесли на карту схемы, связывающие часы с поведенческой деятельностью. [ 22 ]
Сон и иммунная функция
[ редактировать ]Стремясь идентифицировать молекулы, вызывающие сон, Тода и др. провели генетический скрининг более 10 000 штаммов плодовых мух и нашли тот, который вызывает сон. Эта молекула, которую они назвали немури, представляет собой антимикробный пептид. Его экспрессия активируется инфекцией или лишением сна, и он способствует выживанию, убивая бактерии и увеличивая сон. [ 23 ] [ 24 ]
Награды и должности
[ редактировать ]Позиции
[ редактировать ]- Директор Института хронобиологии и сна (CSI), Медицинской школы Перельмана, Пенсильванский университет, с 2019 г. по настоящее время
- Директор Пенсильванской программы хронобиологии, 2014–2019 гг.
- Исследователь Медицинского института Говарда Хьюза, 1997 – настоящее время.
- Джон Герр Массер, профессор нейробиологии Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета
- Заместитель заведующего кафедрой нейронаук
- Содиректор Пенсильванского центра нейробиологии, 2008–2014 гг.
Награды
[ редактировать ]- Премия за выдающиеся научные достижения, Общество исследования сна
- Премия Майкла С. Брауна за исследования младшего факультета
- Премия Стэнли Коэна за исследования старшего факультета
- Избран в Национальную медицинскую академию (ранее Медицинский институт) в 2009 г.
- Избран в Американскую академию искусств и наук в 2011 г.
- Избранный член Американской ассоциации содействия развитию науки 2016 г.
- Избран членом Национальной академии наук в 2016 г. [ 26 ]
- Премия Швитцера от Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе 2020 [ 27 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Главная | Лаборатория Сегала | Медицинская школа Перельмана при Пенсильванском университете» . www.med.upenn.edu .
- ^ Jump up to: а б с Ученый из Пенсильвании сыграл роль в исследовании, получившем Нобелевскую премию 2017 года https://www.pennlive.com/news/2017/10/pennsylvania_scientist_contrib.html
- ^ Сегал, Амита; Миньо, Эммануэль (июль 2011 г.). «Генетика сна и нарушений сна» . Клетка . 146 (2): 194–207. дои : 10.1016/j.cell.2011.07.004 . ПМК 3153991 . ПМИД 21784243 .
- ^ «Амита Сегал, доктор философии, об использовании плодовых мух для исследования сна» . 11 июля 2019 г.
- ^ Рой, Шри (4 сентября 2016 г.). «Как летит время: Амита Сегал, доктор философии | Обзор сна» .
- ^ Jump up to: а б с д «Время летит» . Журнал «Ученый»® .
- ^ Сегал, А.; Цена, JL; Ман, Б.; Янг, М.В. (18 марта 1994 г.). «Потеря циркадных поведенческих ритмов и колебаний РНК у вневременного мутанта дрозофилы». Наука . 263 (5153): 1603–1606. Бибкод : 1994Sci...263.1603S . дои : 10.1126/science.8128246 . ПМИД 8128246 .
- ^ Майерс, Майкл П.; Вагер-Смит, Карен; Уэсли, Седрик С.; Янг, Майкл В.; Сегал, Амита (3 ноября 1995 г.). «Позиционное клонирование и анализ последовательности часового гена дрозофилы, вне времени». Наука . 270 (5237): 805–808. Бибкод : 1995Sci...270..805M . дои : 10.1126/science.270.5237.805 . ПМИД 7481771 . S2CID 3211623 .
- ^ Сегал, Амита; Ротенфлю-Хилфикер, Адриан; Хантер-Энсор, Мелисса; Чен, Ифэн; Майерс, Майкл П.; Янг, Майкл В. (3 ноября 1995 г.). «Ритмическое выражение вневременности: основа для стимулирования циркадных циклов в период ауторегуляции генов». Наука . 270 (5237): 808–810. Бибкод : 1995Sci...270..808S . дои : 10.1126/science.270.5237.808 . ПМИД 7481772 . S2CID 38151127 .
- ^ Хантер-Энсор, Мелисса; Оусли, Андреа; Сегал, Амита (март 1996 г.). «Регуляция белка дрозофилы Timeless предполагает механизм сброса циркадных часов с помощью света» . Клетка . 84 (5): 677–685. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81046-6 . ПМИД 8625406 . S2CID 15049039 .
- ^ Сатьянараянан, Шрирам; Чжэн, Сянчжун; Сяо, Руй; Сегал, Амита (февраль 2004 г.). «Посттрансляционная регуляция белка ПЕРИОДА дрозофилы с помощью протеинфосфатазы 2А» . Ячейка 116 (4): 603–615. дои : 10.1016/S0092-8674(04)00128-X . ПМИД 14980226 . S2CID 295780 .
- ^ Jump up to: а б Уильямс, Джули А.; Су, Генри С.; Бернардс, Андре; Филд, Джеффри; Сегал, Амита (21 сентября 2001 г.). «Циркадный эффект у дрозофилы, опосредованный нейрофиброматозом-1 и Ras/MAPK». Наука . 293 (5538): 2251–2256. Бибкод : 2001Sci...293.2251W . дои : 10.1126/science.1063097 . ПМИД 11567138 . S2CID 23175890 .
- ^ Ко, Кёнхи; Чжэн, Сянчжун; Сегал, Амита (23 июня 2006 г.). «JETLAG сбрасывает циркадные часы дрозофилы, способствуя вызванной светом деградации TIMELESS» . Наука . 312 (5781): 1809–1812. Бибкод : 2006Sci...312.1809K . дои : 10.1126/science.1124951 . ПМЦ 2767177 . ПМИД 16794082 .
- ^ Гейзенберг, Мартин (апрель 2003 г.). «Мемуары о грибном теле: от карт к моделям». Обзоры природы Неврология . 4 (4): 266–275. дои : 10.1038/nrn1074 . ПМИД 12671643 . S2CID 5038386 .
- ^ Джойнер, Уильям Дж.; Крокер, Аманда; Уайт, Бенджамин Х.; Сегал, Амита (июнь 2006 г.). «Сон дрозофилы регулируется телами взрослых грибов». Природа . 441 (7094): 757–760. Бибкод : 2006Natur.441..757J . дои : 10.1038/nature04811 . ПМИД 16760980 . S2CID 4323353 .
- ^ Ко, Кёнхи; Джойнер, Уильям Дж.; Ву, Марк Н.; Юэ, Чжифэн; Смит, Корин Дж.; Сегал, Амита (18 июля 2008 г.). «Выявление бессонницы, фактора, способствующего сну» . Наука . 321 (5887): 372–376. Бибкод : 2008Sci...321..372K . дои : 10.1126/science.1155942 . ПМЦ 2771549 . ПМИД 18635795 .
- ^ «Бюллетень HHMI, весна 2014 г.: круглосуточно» . Медицинский институт Говарда Хьюза . Проверено 9 апреля 2015 г.
- ^ Кайзер, Мэтью С.; Юэ, Чжифэн; Сегал, Амита (18 апреля 2014 г.). «Критический период сна для развития схем ухаживания и поведения у дрозофилы» . Наука . 344 (6181): 269–274. Бибкод : 2014Sci...344..269K . дои : 10.1126/science.1250553 . ПМЦ 4479292 . ПМИД 24744368 .
- ^ Макин, Саймон (1 ноября 2019 г.). «Глубокий сон глубоко очищает мозг» . Научный американец .
- ^ Артюшин, Григорий; Чжан, Ширли Л; Трикуар, Эрве; Сегал, Амита (26 ноября 2018 г.). «Эндоцитоз гематоэнцефалического барьера дрозофилы как функция сна» . электронная жизнь . 7 : е43326. doi : 10.7554/eLife.43326 . ПМК 6255390 . ПМИД 30475209 .
- ^ Чжан, Ширли Л.; Юэ, Чжифэн; Арнольд, Денис М.; Артюшин, Григорий; Сегал, Амита (март 2018 г.). «Циркадные часы в гематоэнцефалическом барьере регулируют отток ксенобиотиков» . Клетка . 173 (1): 130–139.e10. дои : 10.1016/j.cell.2018.02.017 . ПМЦ 5866247 . ПМИД 29526461 .
- ^ Кавано, Дэниел Дж.; Гератовски, Джилл Д.; Вултортон, Джулиан Р.А.; Спетлинг, Дженнифер М.; Гектор, Клэр Э.; Чжэн, Сянчжун; Джонсон, Эрик С.; Эбервин, Джеймс Х.; Сегал, Амита (апрель 2014 г.). «Идентификация циркадной выходной цепи для отдыха: ритмы активности у дрозофилы» . Клетка . 157 (3): 689–701. дои : 10.1016/j.cell.2014.02.024 . ПМЦ 4003459 . ПМИД 24766812 .
- ^ Тода, Хирофуми; Уильямс, Джули А.; Галледж, Майкл; Сегал, Амита (1 февраля 2019 г.). «Ген, вызывающий сон, nemuri, связывает сон и иммунную функцию у дрозофилы» . Наука 363 (6426): 509–515. Бибкод : 2019Наука... 363..509T дои : 10.1126/science.aat1650 . ПМК 6505470 . ПМИД 30705188 .
- ^ Ламберт, Джонатан (31 января 2019 г.). «Больны и устали? Ученые нашли белок, который усыпляет мух и борется с инфекцией» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР .
- ^ Джонсон, Грег (ред.). «Амита Сегал» . Пенн Каррент . Архивировано из оригинала 8 сентября 2015 года . Проверено 8 апреля 2015 г.
- ^ Избраны члены Национальной академии наук и иностранные сотрудники , Новости Национальной академии наук, Национальная академия наук , 3 мая 2016 г., заархивировано из оригинала 6 мая 2016 г. , получено 14 мая 2016 г. .
- ^ «Медицинская школа Дэвида Геффена при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе назвала лауреата Швейцарской премии 2020 года» . Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе .
- Выпускники Корнеллского университета
- Выпускники Университета Джавахарлала Неру
- Живые люди
- Индийские молекулярные биологи
- Выпускники Делийского университета
- Индийские женщины-молекулярные биологи
- Хронобиологи
- Члены Национальной академии наук США
- Женщины-учёные из Дели
- Факультет Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете
- Члены Национальной Медицинской Академии