Уильям А. Хейгинс
Уильям Арчер Хейгинс | |
---|---|
Умер | 6 июня 2012 г. |
Научная карьера | |
Поля | Трансдукция электрического сигнала в фоторецепторах сетчатки. |
Уильям Арчер Хейгинс (умер 6 июня 2012 г.) [ 1 ] был американским медицинским исследователем. он был руководителем отдела мембранной биофизики в Национального института диабета и заболеваний органов пищеварения и почек . Лаборатории химической физики После выхода на пенсию в 2007 году [ 2 ] Хейгинс и его коллеги сделали плодотворное открытие темнового тока в фоторецепторных клетках . Это открытие стало центральным для понимания того, как работают зрительные клетки, и привело к пониманию важности присоединения отслоенной сетчатки скорейшего для дальнейшего использования. Будучи сотрудником программы Фулбрайта , он также служил в ВМС США в качестве медицинского сотрудника-исследователя. NIDDK Он присоединился к Лаборатории физической биологии в 1958 году, проводя независимые исследования в секции фотобиологии , возглавляемой Фредериком Самнером Брэкеттом . Хейгинс был наставником для многих, особенно благодаря своей работе с Фондом Брэкетта.
Образование
[ редактировать ]Уильям А. Хейгинс был уроженцем Вашингтона, жителем Чеви Чейз. В Стэнфордском университете Калифорнии он получил степень бакалавра биологии и продолжил получать степень магистра анатомии в 1948 году. В 1951 году он окончил медицинскую школу Стэнфордского университета. Получив стипендию Фулбрайта, он учился в лаборатории физиологии Кембриджского университета , Англия. В 1958 году он получил докторскую степень.
Карьера
[ редактировать ]Уильям А. Хейгинс присоединился к Лаборатории физической биологии NIDDK в 1958 году. Он был избран членом Национальной академии наук и в прошлом был президентом Биофизического общества . Он работал в различных профессиональных журналах в качестве редактора или члена редакционной коллегии. Он был наставником аспирантов и докторантов. [ 3 ] В 1960-х годах Хейгинс и его группа показали, как глаз преобразует изображения на сетчатке, создавая ощущение зрения.
Научные интересы
[ редактировать ]Хейгинс, будучи аспирантом Стэнфордского университета, работал над проектом о влиянии диаметра на характеристики потенциала действия одиночных нервных волокон. [ 4 ] В лаборатории физиологии Кембриджского университета Хейгинс сосредоточился на фототрансдукции родопсина , особенно на фоточувствительности, фотообесцвечивании и мгновенном фотолизе. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Придя в Лабораторию физической биологии, Хейгинс углубился в эту область и приложил больше усилий к изучению фотоэлектрических эффектов функциональных фоторецепторов сетчатки, особенно сетчатки кальмара. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Приложив огромные усилия по изучению фотоэлектрических эффектов в сетчатке, Хейгинс и его коллеги обнаружили темновой ток в палочках сетчатки. [ 13 ] Хейгинс со своей группой провел серию исследований по изучению клеточных биологических механизмов палочек и колбочек на молекулярном уровне. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
Хейгинс также выполнил некоторые работы по оптике и микроскопии. [ 21 ]
Избранные публикации
[ редактировать ]- Мембранное происхождение быстрой фотоэдс сетчатки кальмара [ 22 ] – Небольшая область внутри внешних сегментов фоторецепторов кальмара может генерировать локально текущий мембранный ток после светового возбуждения, распространение которого вдоль внешних сегментов приводит к «раннему рецепторному потенциалу». Источник этого тока исследуется.
- Молекулярные и термические причины быстрых фотоэлектрических эффектов в сетчатке кальмара. [ 23 ] – Относительное количество родопсина и его различных стабильных фотопродуктов в начале светового возбуждения определяет форму волны фотоэлектрического напряжения. Между тем тепловой эффект при абсорбции также создает термоэлектрическое напряжение. Термический эффект можно скорректировать за счет взаимного превращения молекул родопсина и кислого метародопсина под действием освещения.
- Темновой ток и фототок в палочках сетчатки. [ 13 ] – В темноте через мембрану внешних сегментов стержня течет внутрь постоянный ток, который уравновешивается равным внешним током, распределяемым по оставшейся части каждого стержня. Фототок временно уменьшает темновой ток за счет поглощения вспышек. Фототок, по-видимому, является основным сенсорным следствием поглощения света родопсином.
- Кинетика фототока палочек сетчатки [ 24 ] – Анализ обнаруживаемых свойств приводит к ряду заключений о механизме возбуждения стержней, а именно: (а) Кинетика фототока не имеет простой связи с образованием или распадом какого-либо из спектроскопических промежуточных продуктов, обнаруженных до сих пор во время фотолиза. родопсина. б) формы как амплитудно-, так и скоростно-лимитирующего процессов несовместимы с организацией родопсина в «фоторецептивные единицы», содержащие более 300 хромофоров. Даже при высоких интенсивностях раздражителя большинство хромофоров родопсина остаются связанными с возбудительным аппаратом палочек. (в) Максимальная скорость нарастания фототока слишком велика, чтобы соответствовать свернутым дискам внешнего сегмента стержня, прикрепленным к вышележащей плазматической мембране. Большинство дисков ведут себя электрически так, как если бы они были изолированы внутри клетки. (г) Контроль фототока на мембране внешнего сегмента, вероятно, зависит от контроля проницаемости плазматической мембраны агентом, высвобождаемым из дисков, а не от сегрегации носителей заряда тока внутри стержневых дисков.
- Топология мембран наружных сегментов палочек и колбочек сетчатки, выявленная с помощью флуоресцентного зонда [ 25 ] – Разница в окраске палочек и колбочек N,N'-дидансилцистином позволяет предположить, что мембраны дисков палочек не являются сплошными с плазматическими мембранами. Разница в окраске плазматической мембраны палочек и колбочек на внешних сегментах фоторецепторов в электрофизиологических и биохимических экспериментах, а также для изучения характера сворачивания палочек и колбочек.
- Ионные механизмы возбуждения фоторецепторов [ 26 ] – Как экспериментальные результаты, так и теоретические расчеты предполагают место входа темнового тока в плазматическую мембрану и лежащий в его основе механизм.
- Ионные аспекты возбуждения наружных сегментов палочек [ 27 ] – Рассмотрено современное состояние проблемы ионных механизмов возбуждения фоторецепторов позвоночных.
- Контроль Ca2+ в дисках наружных сегментов палочек с помощью света и циклического ГМП [ 28 ] – Проведены эксперименты, чтобы показать необходимое хранение и высвобождение Ca2+ из мембран палочек-дисков, суспендированных в средах, содержащих высокоэнергетические эфиры фосфорной кислоты и электролиты, приближающиеся к цитоплазматическому составу живых палочек. В таких средах циклический ГМФ стимулирует поглощение Са2+ дисками наружных сегментов палочек.
- Трансдукционное тепло в палочках сетчатки: проверка роли цГМФ методом пироэлектрической калориметрии [ 29 ] – Гипотеза о том, что сенсорный темновой ток палочек сетчатки позвоночных контролируется серией связанных биохимических циклов, активируемых светом, проверяется путем измерения выработки тепла сетчаткой живой лягушки при стимуляции последовательностями световых вспышек постепенно возрастающей энергии. Однако кинетика теплопродукции палочек и расщепления 1-3 микромоль свободного цитоплазматического цГМФ во время трансдукции не соответствуют предсказаниям моделей контроля цГМФ того времени.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Некролог УИЛЬЯМА А. ХЕЙГИНСА-младшего (2012), газета Washington Post» . Legacy.com .
- ^ «Награды и награждения, осень 2012 г. | Новости директора | NIDDK» . Национальный институт диабета, заболеваний органов пищеварения и почек . Министерство здравоохранения и социальных служб США . Проверено 27 апреля 2020 г.
- ^ Бернштейн, Адам. «Уильям А. Хейгинс, медицинский исследователь» . Вашингтон Пост . Проверено 27 апреля 2020 г.
- ^ Хейгинс, Уильям Арчер (1948). Влияние диаметра волокон на характеристики потенциала действия одиночных нервных волокон . Документ: диссертация/диссертация, Стэнфордский университет, 1948 г. OCLC 655068693 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Раштон, Вашингтон (29 июня 1953 г.). «Измерение родопсина у децеребрированного кролика-альбиноса». Журнал физиологии . 120 (4): 61. ISSN 0022-3751 . ПМИД 13070262 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон (28 июля 1955 г.). «Квантовая эффективность отбеливания родопсина in situ». Журнал физиологии . 129 (1): 22–3П. ISSN 0022-3751 . ПМИД 13252610 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон (29 ноября 1954 г.). «Светочувствительность родопсина млекопитающих in situ». Журнал физиологии . 126 (2): 37. ISSN 0022-3751 . ПМИД 13222326 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон (26 мая 1956 г.). «Вспышка фотолиза родопсина в сетчатке». Природа . 177 (4517): 989–90. Бибкод : 1956Natur.177..989H . дои : 10.1038/177989b0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 13322011 . S2CID 4254310 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Дженнингс, штат Вашингтон (7 июля 1959 г.). «Безрадиационная миграция электронного возбуждения в палочках сетчатки». Отчет об исследовании. Военно-морское училище авиационной медицины . 1 : 343–55. ISSN 0099-9237 . ПМИД 24546338 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Зонана, ХВ; Адамс, Р.Г. (2 июня 1962 г.). «Локальный мембранный ток во внешних сегментах фоторецепторов кальмара». Природа . 194 (4831): 844–7. Бибкод : 1962Natur.194..844H . дои : 10.1038/194844a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 13903645 . S2CID 30922080 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон (1965). «Электрические признаки потока информации в фоторецепторах». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 30 : 403–18. дои : 10.1101/sqb.1965.030.01.040 . ISSN 0091-7451 . ПМИД 5219490 .
- ^ Пенн, Род.; Хейгинс, Вашингтон (12 июля 1969 г.). «Передача сигнала по стержням сетчатки и происхождение электроретинографической a-волны». Природа . 223 (5202): 201–4. Бибкод : 1969Natur.223..201P . дои : 10.1038/223201a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 4307228 . S2CID 4281727 .
- ^ Перейти обратно: а б Хейгинс, Вашингтон; Пенн, Род.; Йошиками, С. (май 1970 г.). «Темновой ток и фототок в палочках сетчатки» . Биофизический журнал . 10 (5): 380–412. Бибкод : 1970BpJ....10..380H . дои : 10.1016/S0006-3495(70)86308-1 . ISSN 0006-3495 . ПМЦ 1367773 . ПМИД 5439318 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Рюппель, Х. (январь 1971 г.). «Быстрые фотоэлектрические эффекты и свойства фоторецепторов позвоночных как электрических кабелей». Труды Федерации . 30 (1): 64–8. ISSN 0014-9446 . ПМИД 5539875 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон (1972). «Визуальный процесс: возбудительные механизмы в первичных рецепторных клетках». Ежегодный обзор биофизики и биоинженерии . 1 : 131–58. дои : 10.1146/annurev.bb.01.060172.001023 . ISSN 0084-6589 . ПМИД 4567751 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Йошиками, С. (март 1974 г.). «Труды: роль Ca2+ в возбуждении палочек и колбочек сетчатки». Экспериментальное исследование глаз . 18 (3): 299–305. дои : 10.1016/0014-4835(74)90157-2 . ISSN 0014-4835 . ПМИД 4833765 .
- ^ Йошиками, С.; Хейгинс, Вашингтон (28 апреля 1978 г.). «Кальций при возбуждении палочек и колбочек позвоночных: отток кальция из сетчатки, изученный с помощью дихлорфосфоназо III». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 307 (1): 545–61. Бибкод : 1978NYASA.307..545Y . дои : 10.1111/j.1749-6632.1978.tb41981.x . ISSN 0077-8923 . ПМИД 101121 . S2CID 1150576 .
- ^ Робинсон, МЫ; Хейгинс, Вашингтон (апрель 1979 г.). «Светоактивируемая ГТФаза во внешних сегментах палочек сетчатки». Фотохимия и фотобиология . 29 (4): 693. doi : 10.1111/j.1751-1097.1979.tb07750.x . ISSN 0031-8655 . ПМИД 221947 . S2CID 29053911 .
- ^ Робинсон, МЫ; Хейгинс, Вашингтон (2 августа 1979 г.). «Гидролиз ГТФ во внешних сегментах интактных палочек и трансмиттерный цикл при зрительном возбуждении». Природа . 280 (5721): 398–400. Бибкод : 1979Natur.280..398R . дои : 10.1038/280398a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 223060 . S2CID 4372290 .
- ^ Йошиками, С.; Джордж, Дж. С.; Хейгинс, Вашингтон (24 июля 1980 г.). «Светоиндуцированные потоки кальция из внешнего сегментного слоя сетчатки позвоночных». Природа . 286 (5771): 395–8. Бибкод : 1980Natur.286..395Y . дои : 10.1038/286395a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 7402322 . S2CID 4351135 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон (25 января 1980 г.). «Ближняя инфракрасная микроскопия». Наука . 207 (4429): 359. Бибкод : 1980Sci...207..359H . дои : 10.1126/science.7350669 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 7350669 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Макгоги, Р.Э. (12 января 1968 г.). «Мембранное происхождение быстрой фотоэдс сетчатки кальмара». Наука . 159 (3811): 213–5. Бибкод : 1968Sci...159..213H . дои : 10.1126/science.159.3811.213 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 5634917 . S2CID 9572987 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Макгои, Р.Э. (18 августа 1967 г.). «Молекулярные и тепловые причины быстрых фотоэлектрических эффектов в сетчатке кальмара». Наука . 157 (3790): 813–6. Бибкод : 1967Sci...157..813H . дои : 10.1126/science.157.3790.813 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17842786 . S2CID 40374674 .
- ^ Пенн, Род.; Хейгинс, Вашингтон (август 1972 г.). «Кинетика фототока палочек сетчатки» . Биофизический журнал . 12 (8): 1073–94. Бибкод : 1972BpJ....12.1073P . дои : 10.1016/S0006-3495(72)86145-9 . ISSN 0006-3495 . ПМЦ 1484246 . ПМИД 5044581 .
- ^ Йошиками, С.; Робинсон, МЫ; Хейгинс, Вашингтон (27 сентября 1974 г.). «Топология мембран наружных сегментов палочек и колбочек сетчатки, выявленная с помощью флуоресцентного зонда». Наука . 185 (4157): 1176–9. Бибкод : 1974Sci...185.1176Y . дои : 10.1126/science.185.4157.1176 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 4138020 . S2CID 19340959 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Йошиками, С. (30 декабря 1975 г.). «Ионные механизмы возбуждения фоторецепторов». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 264 (1): 314–25. Бибкод : 1975NYASA.264..314H . дои : 10.1111/j.1749-6632.1975.tb31492.x . ISSN 0077-8923 . ПМИД 769641 . S2CID 7951969 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Робинсон, МЫ; Йошиками, С. (1975). «Ионные аспекты возбуждения во внешних сегментах стержней». Симпозиум 31 Фонда Ciba - Преобразование энергии в биологических системах . Симпозиумы Фонда Новартис. Том. 31. С. 169–89. дои : 10.1002/9780470720134.ch10 . ISBN 9780470720134 . ISSN 0300-5208 . ПМИД 1080099 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помогите ) - ^ Джордж, Дж. С.; Хейгинс, Вашингтон (26 мая 1983 г.). «Контроль Ca2+ в дисках наружных сегментов стержня с помощью света и циклического GMP». Природа . 303 (5915): 344–8. Бибкод : 1983Natur.303..344G . дои : 10.1038/303344a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 6304517 . S2CID 4347636 .
- ^ Хейгинс, Вашингтон; Росс, доктор медицинских наук; Тейт, РЛ; Йошиками, С. (февраль 1989 г.). «Трансдукционное тепло в палочках сетчатки: проверка роли цГМФ с помощью пироэлектрической калориметрии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (4): 1224–8. Бибкод : 1989PNAS...86.1224H . дои : 10.1073/pnas.86.4.1224 . ISSN 0027-8424 . ПМК 286660 . ПМИД 2537492 .