Питер Хегеманн
Питер Хегеманн (родился 11 декабря 1954 г.) — старший научный сотрудник Hertie в области нейронаук и профессор экспериментальной биофизики на кафедре биологии факультета наук о жизни Берлинского университета имени Гумбольдта , Германия. [3] [4] Он известен своим открытием канального родопсина , типа ионных каналов, регулируемых светом . , служащих тем самым датчиком света Это создало область оптогенетики — метода, который контролирует деятельность определенных нейронов с помощью света. Он получил множество наград, в том числе премию Рамфорда , премию Шоу в области наук о жизни и медицине и премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования .
Молодость образование и
Хегеманн родился в Мюнстере в 1954 году, но вырос в Аахене . [5] Многие из его ближайших и дальних родственников — врачи, в том числе его родители, брат и оба дедушки. гуманитарного профиля Он получил образование в гимназии ( humanistisches Gymnasium ) для средней школы, которую он не любил из-за отсутствия интереса к классическим исследованиям . [5] Ему нравились научные предметы, и сначала он интересовался открытием новых территорий , а затем и космоса . В конце концов, в 1975 году он поступил в Мюнстерский университет, чтобы изучать химию , а два года спустя перешел в Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана, чтобы переключиться на биохимию . [5]
После окончания учебы в 1980 году Хегеманн защитил докторскую диссертацию в Институте биохимии Макса Планка в исследовательской группе Дитера Остерхельта . [5] который только что стал директором института. [6] Он завершил его в 1984 году. [7]
Карьера [ править ]
Выиграв стипендию для защиты докторской диссертации, Хегеманн поступил в Сиракузский университет в 1985 году в качестве постдокторанта в лаборатории Кеннета В. Фостера на год. После возвращения в Германию ему предложили пятилетнюю должность главного исследователя в Институте биохимии Макса Планка . [8]
В 1993 году Хегеманн поступил на кафедру биохимии в Регенсбургского университета качестве профессора. В 2004 году он переехал в Берлинский университет имени Гумбольдта и стал профессором экспериментальной биофизики . [7] В 2015 году ему была присвоена должность старшего научного сотрудника Hertie в области нейронаук. [9]
Исследования [ править ]
Исследования Хегемана в области светозависимого ионного транспорта начались еще в годы его работы над докторской диссертацией, когда он исследовал структуру и функцию галородопсина , активного переносчика ионов, обнаруженного в типе архей, называемых галоархеями , который использует энергию света для перемещения хлора ионов против градиента. [10] [11] В рамках своего докторского проекта он охарактеризовал этот белок в Halobacterium salinarum и обнаружил, что желтый свет активирует галородопсин. [12] [13] Когда галородопсин экспрессируется в нейронах и активируется светом, приток ионов хлора смещает нейрон к более отрицательному электрическому потенциалу , предотвращая генерацию потенциала действия и инактивируя нейроны. [14]
В статье 1984 года Кеннета В. Фостера из Сиракузского университета предположено, что родопсины также могут служить детектором света у зеленой водоросли Chlamydomonas Reinhardtii . [15] Это также побудило Хегемана провести год с Фостером в качестве постдокторанта . [16] Гегеманн продолжил характеристику этого родопсина после возвращения в Германию. Работая над другой зеленой водорослью, он обнаружил, что она обладает быстрой электрической реакцией (за счет движения ионов через ионный канал ) на световую стимуляцию, и предположил, что ионный канал и светочувствительный родопсин представляют собой один белковый комплекс . [17] [18] [19]
В 2002 году, сотрудничая с Георгом Нагелем и Эрнстом Бамбергом , Хегеманн сделал знаковую идентификацию гена этого родопсина и назвал его Channelrhodopsin-1 . [20] В следующем году команда идентифицировала второй ген каналородопсина , Channelrhodopsin-2 . [21] В обоих исследованиях они клонировали гены Chlamydomonasrainhardtii и экспрессировали их в ооцитах африканской шпорцевой лягушки . При стимуляции синим светом в ооцитах обнаруживали электрические токи. [22] Когда канальные родопсины экспрессируются в нейронах и стимулируются, ионный канал открывается, поэтому положительно заряженные ионы кальция и натрия могут проникать в нейроны, создавая более положительный электрический потенциал внутри нейронов и активируя их. Это эффект, противоположный активации галородопсина. [23]
развитию оптогенетики Эти открытия привели к . В 2005 году Хегеманн сообщил о экспрессии канального родопсина в куриных эмбрионах , их движение можно контролировать с помощью световой стимуляции. [24] Это произошло в том же году, когда еще одно исследование, проведенное в сотрудничестве Карлом Дейссеротом , Эдвардом Бойденом , Фэн Чжаном , Георгом Нагелем и Эрнстом Бамбергом, показало, что свет может привести к возникновению потенциала действия в культивируемых нейронах, экспрессирующих каналородопсин. [25] Объединившись с Дейссеротом, Хегеманн продолжил развитие оптогенетики, разрабатывая варианты родопсина, которые могли реагировать быстрее и точнее. [26] обнаруживать разные длины волн света [27] и проводят различные ионы. [28] [29]
Используя оптогенетические методы, Хегеманн и сотрудники подтвердили, что несбалансированная активность возбуждающих и тормозных нейронов вызывает поведенческие дефициты психических расстройств . [30]
Почести и награды [ править ]
- 2010 - Премия Уайли в области биомедицинских наук [31]
- 2012 – Член Немецкой академии наук Леопольдина. [32]
- 2013 – Премия Готфрида Вильгельма Лейбница. [33]
- 2013 – Премия Луи-Жанте в области медицины. [34]
- 2013 – Премия «Мозг» [2] [35]
- 2014 г. – член Европейской организации молекулярной биологии. [36]
- 2014 г. – член Берлинско-Бранденбургской академии наук и гуманитарных наук. [37]
- 2014 г. – член acatech (Немецкая национальная академия наук и техники). [38] [39]
- 2016 – Премия Харви [40]
- 2017 – Премия Массри [41]
- 2018 – Медаль Отто Варбурга [42]
- 2018 – Международная премия Канады Гайрднера [43] [44]
- 2019 - Премия Рамфорда [45]
- 2019 – Премия Фонда Уоррена Альперта [46]
- 2020 – Премия Шоу в области наук о жизни и медицины [47]
- 2021 – Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования [48]
- 2022 – Премия Луизы Гросс Хорвиц [49]
- 2022 – Международный почетный член Американской академии искусств и наук. [50]
- 2022 г. – Международный член Национальной академии наук. [51]
Ссылки [ править ]
- ^ «Петер Хегеманн» . СПП1926. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Петер Хегеманн» . Фонд Лундбека. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Профессор Петер Хегеманн» . Кафедра биологии факультета естественных наук Берлинского университета имени Гумбольдта . Архивировано из оригинала 28 декабря 2022 года . Проверено 28 декабря 2022 г.
- ^ «Профессор доктор Петер Хегеманн» . UniSysCat. Архивировано из оригинала 28 декабря 2022 года . Проверено 28 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д «Автобиография Петера Гегемана» . Фонд премии Шоу . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Дитер Эстерхельт (1940–2022)» (пресс-релиз). Институт биохимии Макса Планка . 5 декабря 2022 г. Проверено 12 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Петер Хегеманн» (PDF) . НейроКюр. Архивировано из оригинала (PDF) 13 декабря 2022 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ «Любопытное изменение цвета» . Клетка . 184 (21): 5286–5288. 2021. doi : 10.1016/j.cell.2021.08.011 . ПМИД 34562366 . S2CID 237622462 .
- ^ «Обзор всех лауреатов премии» . Фонд Херти. Архивировано из оригинала 14 декабря 2022 года . Проверено 14 декабря 2022 г.
- ^ Кольбе, Майкл; Бесир, Хусейн; Эссен, Ларс-Оливер; Остерхельт, Дитер (2000). «Структура светоуправляемого хлоридного насоса галородопсина с разрешением 1,8 Å» . Наука . 288 (5470): 1390–1396. Бибкод : 2000Sci...288.1390K . дои : 10.1126/science.288.5470.1390 . ПМИД 10827943 . Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ «Халородопсин» . Институт биохимии Макса Планка. Архивировано из оригинала 16 декабря 2022 года . Проверено 16 декабря 2022 г.
- ^ Бамберг, Э .; Хегеманн, П.; Остерхельт, Д. (1984). «Хромопротеин галородопсина представляет собой электрогенный хлоридный насос, управляемый светом, у Halobacterium halobium» . Биохимия . 23 (24): 6216–6221. дои : 10.1021/bi00320a050 . ПМИД 24409552 . Проверено 17 декабря 2022 г.
- ^ Хегеманн, П.; Остерхельт, Д.; Штайнер, М. (1985). «Фотоцикл хлоридного насоса галородопсина. I: Депротонирование хромофора, катализируемое азидами, представляет собой побочную реакцию промежуточных продуктов фотоцикла, инактивирующую насос» . Журнал ЭМБО . 4 (9): 2347–2350. дои : 10.1002/j.1460-2075.1985.tb03937.x . ПМК 554508 . ПМИД 15938053 .
- ^ «Выключатели света для нервных клеток» . Общество Макса Планка . 6 апреля 2010 г. Архивировано из оригинала 17 декабря 2022 г. . Проверено 17 декабря 2022 г.
- ^ Фостер, Кеннет В.; Саранак, Джурипан; Патель, Наяна; Зарилли, Джеральд; Окабе, Масами; Кляйн, Тони; Наканиси, Кодзи (1984). «Родопсин является функциональным фоторецептором фототаксиса у одноклеточных эукариот Chlamydomonas » . Природа . 311 (5988): 756–759. Бибкод : 1984Natur.311..756F . дои : 10.1038/311756a0 . ПМИД 649333 . S2CID 4263301 . Проверено 18 декабря 2022 г.
- ^ Нойман, Николь (2021). «Неожиданные пары» . Клетка . 184 (21): 5289–5292. дои : 10.1016/j.cell.2021.08.009 . ПМИД 34562361 .
- ^ Браун, Франц-Иосиф; Хегеманн, Питер (1999). «Две светоактивируемые проводимости в глазу зеленой водоросли Volvox carteri » . Биофизический журнал . 76 (3): 1668–1678. Бибкод : 1999BpJ....76.1668B . дои : 10.1016/S0006-3495(99)77326-1 . ПМЦ 1300143 . ПМИД 10049347 .
- ^ Конти, Лиза Р. (2021). «Карл Дейссерот, Петер Хегеманн и Дитер Остерхельт получают премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования 2021 года» . Журнал клинических исследований . 131 (19): e154418. дои : 10.1172/JCI154418 . ПМЦ 8483750 . ПМИД 34558419 .
- ^ Хегеманн, Питер; Нагель, Георг (2013). «От каналородопсинов к оптогенетике» . ЭМБО Молекулярная медицина . 5 (2): 173–176. дои : 10.1002/emmm.201202387 . ПМЦ 3569634 . ПМИД 23339069 .
- ^ Нагель, Георг; Оллиг, Дорис; Фурманн, Маркус; Катерия, Сунил; Мусти, Анна Мария; Бамберг, Эрнст; Хегеманн, Питер (2002). «Канал родопсин-1: светозависимый протонный канал в зеленых водорослях» . Наука . 296 (5577): 2395–2398. Бибкод : 2002Sci...296.2395N . дои : 10.1126/science.1072068 . ПМИД 12089443 . S2CID 206506942 . Проверено 21 декабря 2022 г.
- ^ Нагель, Георг; Селлас, Танджеф; Хун, Вольфрам; Катерия, Сунил; Адеишвили, Нона; Бертольд, Питер; Оллиг, Дорис; Хегеманн, Питер; Бамберг, Эрнст (2003). «Канал родопсин-2, катион-селективный мембранный канал с прямым светорегулированием» . Труды Национальной академии наук . 100 (24): 13940–13945. Бибкод : 2003PNAS..10013940N . дои : 10.1073/pnas.1936192100 . ПМК 283525 . ПМИД 14615590 .
- ^ Фридман, Джеффри М. (2021). «Как открытие микробных опсинов привело к развитию оптогенетики» . Клетка . 184 (21): 5266–5270. дои : 10.1016/j.cell.2021.08.022 . ПМИД 34562360 . S2CID 237622465 .
- ^ Хойссер, Михаэль (2021). «Оптогенетика – Сила света» (PDF) . Медицинский журнал Новой Англии . 385 (17): 1623–1626. дои : 10.1056/NEJMcibr2111915 . ПМИД 3456973 . S2CID 237941581 . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2022 года . Проверено 24 декабря 2022 г.
- ^ Ли, Сян; Гутьеррес, Давина В.; Хэнсон, М. Гарц; Хан, Цзин; Марк, Мелани Д.; Хиль, Гилель; Хегеманн, Питер; Ландмессер, Линн Т .; Херлице, Стефан (2005). «Быстрая неинвазивная активация и ингибирование нейронной и сетевой активности родопсином позвоночных и родопсином зеленых водорослей» . Труды Национальной академии наук . 102 (49): 17816–17821. Бибкод : 2005PNAS..10217816L . дои : 10.1073/pnas.0509030102 . ПМК 1292990 . ПМИД 16306259 .
- ^ Бойден, Эдвард С .; Чжан, Фэн ; Бамберг, Эрнст; Нагель, Георг; Дейсерот, Карл (2005). «Генетически целенаправленный оптический контроль нейронной активности в миллисекундном масштабе» . Природная неврология . 8 (9): 1263–1268. дои : 10.1038/nn1525 . ПМИД 16116447 . S2CID 6809511 . Проверено 28 декабря 2022 г.
- ^ Гюнайдин, Лиза А .; Йижар, Офер; Берндт, Андре; Сохал, Викаас С.; Дейсерот, Карл; Хегеманн, Питер (2010). «Сверхбыстрый оптогенетический контроль» (PDF) . Природная неврология . 13 (3): 387–392. дои : 10.1038/nn.2495 . ПМИД 20081849 . S2CID 7457755 . Архивировано из оригинала (PDF) 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ Чжан, Фэн; Пригге, Матиас; Бейрьер, Флоран; Цунода, Сатоши П.; Мэттис, Джоанна; Йижар, Офер; Хегеманн, Питер; Дейссерот, Карл (2008). «Оптогенетическое возбуждение с красным смещением: инструмент для быстрого нейронного контроля, полученный из Volvox carteri» . Природная неврология . 11 (6): 631–633. дои : 10.1038/nn.2120 . ПМЦ 2692303 . ПМИД 18432196 .
- ^ Витек, Йонас; Вигерт, Дж. Саймон; Адеишвили, Нона; Шнайдер, Франциска; Ватанабэ, Хироши; Цунода, Сатоши П.; Фогт, Аренд; Эльстнер, Маркус; Эртнер, Томас Г.; Хегеманн, Питер (25 апреля 2014 г.). «Превращение каналородопсина в светозакрываемый хлоридный канал» . Наука . 344 (6182): 409–412. Бибкод : 2014Sci...344..409W . дои : 10.1126/science.1249375 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 24674867 .
- ^ Фернандес Лахор, Родриго Г.; Пампалони, Никколо П.; Шивер, Энрико; Хайм, М.-Марсель; Тиллерт, Линда; Вирок, Йоханнес; Опперманн, Йоханнес; Вальтер, Якоб; Шмитц, Дитмар; Овальд, Дэвид; Плестед, Эндрю-младший; Рост, Бенджамин Р.; Хегеманн, Питер (21 декабря 2022 г.). «Кальций-проницаемые канальные родопсины для фотоконтроля передачи сигналов кальция» . Природные коммуникации . 13 (1): 7844. Бибкод : 2022NatCo..13.7844F . дои : 10.1038/s41467-022-35373-4 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 9772239 . ПМИД 36543773 .
- ^ Йижар, Офер; Фенно, Лиф Э.; Пригге, Матиас; Шнайдер, Франциска; Дэвидсон, Томас Дж.; О'Ши, Дэниел Дж.; Сохал, Викаас С.; Гошен, Инбал; Финкельштейн, Джоэл; Пас, Жанна Т.; Штефест, Катя; Фудим, Роман; Рамакришнан, Чару; Югенард, Джон Р.; Хегеманн, Питер; Дейсерот, Карл (2011). «Баланс неокортикального возбуждения/торможения при обработке информации и социальной дисфункции» . Природа . 477 (7363): 171–178. Бибкод : 2011Natur.477..171Y . дои : 10.1038/nature10360 . ПМК 4155501 . ПМИД 21796121 .
- ^ «Девятая ежегодная премия Уайли в области биомедицинских наук присуждена доктору Питеру Хегеманну, доктору Георгу Нагелю и доктору Эрнсту Бамбергу» (пресс-релиз). Фонд Уайли. 1 февраля 2010 года. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Профессор доктор Петер Хегеманн» . Немецкая национальная академия наук Леопольдина . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Список награжденных премией Готфрида Вильгельма Лейбница» (PDF) (на немецком языке). Немецкий исследовательский фонд . Архивировано из оригинала (PDF) 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Профессор Питер ХЕГЕМАНН» . Фонд Луи-Жанте . Октябрь 2017. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ Райнер, Андреас; Исаков, Эхуд Ю. (2013). «Премия мозга 2013: революция в оптогенетике» . Тенденции в нейронауках . 36 (10): 557–560. дои : 10.1016/j.tins.2013.08.005 . ПМИД 24054067 . S2CID 205404606 . Проверено 27 декабря 2022 г.
- ^ «Петер Хегеманн» . Европейская организация молекулярной биологии . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Петер Хегеманн» (на немецком языке). Берлин-Бранденбургская академия наук . Архивировано из оригинала 25 июня 2022 года . Проверено 25 июня 2022 г.
- ^ «Профессор доктор Петер Хегеманн» . академик . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Ученые HU приняты в Немецкую академию инженерных наук» (пресс-релиз) (на немецком языке). Берлинский университет имени Гумбольдта . 19 декабря 2014 года. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Лауреаты премий» . Технион – Израильский технологический институт . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Лауреаты премии Массри (1996 – настоящее время)» . Университета Южной Калифорнии Медицинский факультет Кека . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Предыдущие лауреаты» . Немецкое общество биохимии и молекулярной биологии. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Петер Хегеманн» . Фонд Гайрднера . Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 года . Проверено 6 декабря 2022 г.
- ^ Джосселин, Шина А. (2018). «Премия Gairdner Awards 2018: прошлое, настоящее и будущее светозависимых ионных каналов и оптогенетики» . электронная жизнь . 7 : е42367. дои : 10.7554/eLife.42367 . ПМК 6197853 . ПМИД 30343681 .
- ^ «Премия Рамфорда присуждена за изобретение и усовершенствование оптогенетики» (пресс-релиз). Американская академия искусств и наук . 30 января 2019 года. Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 года . Проверено 6 декабря 2022 г.
- ^ «Петер Хегеманн» . Премия Фонда Уоррена Альперта . Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 года . Проверено 6 декабря 2022 г.
- ^ «Премия 2020 года в области наук о жизни и медицины» . Фонд премии Шоу. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Светочувствительные микробные белки и оптогенетика» . Фонд Ласкера . Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 года . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ «Карл Дейссерот, Петер Хегеманн и Геро Мизенбёк награждены премией Хорвица за фундаментальную работу по оптогенетике» . Колумбийского университета Медицинский центр в Ирвинге . 7 сентября 2022 года. Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 года . Проверено 6 декабря 2022 г.
- ^ «Петер Хегеманн» . Американская академия искусств и наук. Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 года . Проверено 6 декабря 2022 г.
- ^ «Петер Хегеманн» . Национальная академия наук . Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 года . Проверено 6 декабря 2022 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Публикации Питера Хегемана, проиндексированные Google Scholar
- 1954 года рождения
- Живые люди
- Немецкие биофизики
- Преподаватели Сиракузского университета
- Академический состав Берлинского университета имени Гумбольдта
- Академический состав Регенсбургского университета
- Члены Немецкой национальной академии наук Леопольдина
- Члены Европейской организации молекулярной биологии
- Члены Национальной академии наук США
- Члены Американской академии искусств и наук
- Лауреаты премии Готфрида Вильгельма Лейбница
- Лауреаты премии Харви
- Лауреаты премии Массри
- Лауреаты премии Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования
- Грантополучатели Европейского исследовательского совета