Дэвид Б. Дюсенбери

Дэвид Б. Дюсенбери – биофизик, основной интерес которого представляет вопрос о том, как влияет на поведение организмов информация . В последующие годы он также рассматривал физические ограничения, которые гидродинамика накладывает на микроорганизмы и гаметы .

Исследовать

Большая часть исследований Дюзенбери посвящена тому, как информация контролирует поведение. В Калифорнийском технологическом институте и в первые годы работы в Технологическом институте Джорджии Дюзенбери сосредоточился на экспериментальных исследованиях нематоды Caenorhabditis elegans из-за ее небольшой нервной системы и благоприятной генетики.

Эти экспериментальные исследования вдохновили на разработку нескольких инновационных методов:

Противоточное разделение для изоляции мутантных особей изменило их склонность плыть к химическому веществу. ^[1]
Метод применения контролируемой стимуляции к отдельной нематоде и регистрации ее реакций. ^[2]
Метод, использующий компьютерный анализ живого видео для одновременного отслеживания множества людей и регистрации изменений в их движении. ^[3]^[4]
Метод видеослежения даже использовался в качестве детектора сенсорных стимулов, исходящих от газового хроматографа. ^[5]
У Дюзенбери было несколько студентов, которые разработали различные методы с использованием нематод для недорогого тестирования образцов (промышленных или экологических) на несколько видов токсичности. ^[6]^[7]^[8]

Первоначально Дюзенбери пытался понять поток информации в нервной системе этого простого животного. Позже он обратился к потоку информации вне организма и к тому, как физика ограничивает поведение организмов. ^[9] Совсем недавно он также рассмотрел гидродинамические ограничения для небольших организмов, которые могут плавать только на низких скоростях, где вязкость гораздо важнее инерции (низкие числа Рейнольдса ). ^[10]

На основании физического анализа Дюзенбери предсказал ^[11] что давнее убеждение, что бактерии слишком малы, чтобы использовать механизмы пространственного восприятия для отслеживания химических градиентов ^[12]^[13]^[14]^[15]^[16]^[17]^[18]^[19] был ошибочным и предсказал, что бактерии, реагирующие на резкие градиенты химических веществ в высоких концентрациях, выиграют от использования пространственного механизма. В 2003 году был обнаружен новый вид бактерий, которые плавают боком и реагируют на разницу в концентрации кислорода на двух концах клетки, что позволяет им следовать крутым градиентам кислорода. ^[20]

Подобные соображения также были применены к поведению гамет , что привело к объяснению того, почему существуют различия между сперматозоидом и яйцеклеткой ( яйцеклеткой ) и, следовательно, между мужским и женским полом. ^[21]^[22]^[23]

Ссылки

^ Дюсенбери, Дэвид Б. (1973). Противоточное разделение: новый метод изучения поведения мелких водных организмов. Труды Национальной академии наук США, Vol. 70, стр. 1349–1352.
^ Дюзенбери, Д.Б. (1980). Реакция нематоды C. elegans на контролируемую химическую стимуляцию. Журнал сравнительной физиологии, Vol. 136, стр. 327-331.
^ Дюзенбери, Д.Б. (1985). С помощью микрокомпьютера и видеокамеры одновременно отслеживается 25 животных. Компьютеры в биологии и медицине, Том. 15, стр. 169-175.
^ Дюзенбери, Д.Б. (1985). С помощью микрокомпьютера и видеокамеры одновременно отслеживается 25 животных. Журнал химической экологии, Vol. 11, стр. 1239–1247.
^ М. Е. Маккаллум и Д. Б. Дюзенбери. (1992). Реакция нематоды C. elegans на контролируемую химическую стимуляцию. Журнал химической экологии, Vol. 18, стр. 585-592.
^ П. Л. Уильямс и Д. Б. Дюсенбери (1988). Использование нематоды C. elegans для прогнозирования острой смертности млекопитающих от солей металлов. Токсикология и промышленное здоровье, Vol. 4, стр. 469-478.
^ С.Г. Донкин и Д.Б. Дусенбери (1993). Испытание на токсичность почвы с использованием нематоды Caenorhabditis elegans и эффективный метод восстановления. Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии, Vol. 25, стр. 145-151.
^ П. Дж. Миддендорф и Д. Б. Дюзенбери (1993). Фторуксусная кислота является мощным и специфическим ингибитором размножения нематод Caenorhabditis elegans . Журнал нематологии, Vol. 25, стр. 573-577.
^ Дюсенбери, Дэвид Б. (1992). Сенсорная экология . WH Freeman., Нью-Йорк. ISBN 0-7167-2333-6 .
^ Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе . Гарвардский университет. Пресс. ISBN 978-0-674-03116-6 .
^ Дэвид Б. Дюсенбери (1998). Пространственное восприятие градиентов стимула может превосходить временное восприятие свободно плавающих бактерий. Биофизический журнал, Vol. стр. 2272–2277.
^ Макнаб, Р.М. и Д.Е. Кошланд-младший, 1972. Механизм восприятия градиента в бактериальном хемотаксисе. Учеб. Натл. акад. наук. США 69: 2509–2512.
^ Адлер, Дж. 1975. Хемотаксис у бактерий. Анну. Преподобный Биохим. 44:341–356.
^ Макнаб, Р.М. 1978. Подвижность и хемотаксис. В Escherichia coli и Salmonella typhimurium: клеточная и молекулярная биология. ФК Нейд-хардт, редактор. Являюсь. Соц. Микробиол., Вашингтон, округ Колумбия, 732–759.
^ Карлайл, MJ 1980. Механизмы позиционирования: роль подвижности, таксиса и тропизма в жизни микроорганизмов. В современной микробной экологии. Д.С. Эллвуд, М.Дж. Лэтэм, Дж.Н. Хеджер, Дж.М. Линч и Дж.Х. Слейтер, редакторы. Академическое издательство, Лондон. 55–74.
^ Джексон, Джорджия, 1987. Моделирование хемосенсорных реакций морских микроорганизмов. Лимнол. Океаногр. 32:1253–1266.
^ Джексон, Джорджия, 1989. Моделирование притяжения и адгезии бактерий к падающим частицам в водной среде. Лимнол. Океаногр. 34: 514–530.
^ Форд, Р.М. 1992. Математическое моделирование и количественная характеристика подвижности бактерий и хемотаксиса. В моделировании метаболической и физиологической деятельности микроорганизмов. Уайли, Нью-Йорк. 177–215.
^ Митчелл, Дж. Г., Л. Пирсон, С. Диллон и К. Канталис. 1995. Природные сообщества морских бактерий, демонстрирующие высокую скорость движения и большие ускорения. Прил. Окружающая среда. Микробиол. 61:4436–4440.
^ Роланд Тар и Майкл Кюль (2003). Бактерии не слишком малы для пространственного восприятия химических градиентов: экспериментальное свидетельство. Учеб. Натл. акад. наук. США, Том. 100, стр. 5748–5753.
^ Дюзенбери, Д.Б. (2000). Отбор по высокой частоте встреч гамет объясняет успех мужских и женских типов спаривания. Дж. Теория. Биол. 202:1-10.
^ Дюзенбери, Д.Б. (2002). Экологические модели, объясняющие успех отличительных сперматозоидов и яиц (оогамия). Ж. Теоретическая биол. 219:1-7.
^ Дюзенбери, Д.Б. (2006). Отбор на высокую частоту встреч гамет объясняет эволюцию анизогамии, используя правдоподобные предположения о соотношении размеров, скорости и продолжительности плавания. Ж. Теоретическая биол. 241:33-8.

Известные публикации

Книги

Дюсенбери, Дэвид Б. (1992). Сенсорная экология: как организмы приобретают информацию и реагируют на нее . WH Фриман, Нью-Йорк. ISBN 0-7167-2333-6 .
Дюсенбери, Дэвид Б. (1996). «Жизнь в малых масштабах: поведение микробов». Научная американская библиотека. ISBN 0-7167-5060-0 .
Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). «Жизнь в микромасштабе: неожиданная физика маленького размера». Издательство Гарвардского университета. ISBN 978-0-674-03116-6 .

Научные статьи

Дюзенбери, Д.Б. (1996). Информация там, где вы ее найдете. Биол. Бык. 191:124-128.
Дюзенбери, Д.Б. (1997). Минимальный предел размера для полезного передвижения свободноплавающих микробов. Учеб. Натл. акад. наук. США 94:10949-10954.
Дюзенбери, Д.Б. (1998). Фитнес-ландшафты для изучения влияния формы на хемотаксис и другое поведение бактерий. Дж. Бактериол. 180 (22): 5978-5983.
Дюзенбери, Д.Б. (2000). Отбор по высокой частоте встреч гамет объясняет успех мужских и женских типов спаривания. Дж. Теория. Биол. 202:1-10.
Дюзенбери, Д.Б. (2002). Экологические модели, объясняющие успех отличительных сперматозоидов и яиц (оогамия). Ж. Теоретическая биол. 219:1-7.
Дюзенбери, Д.Б. (2006). Отбор на высокую частоту встреч гамет объясняет эволюцию анизогамии, используя правдоподобные предположения о соотношении размеров, скорости и продолжительности плавания. Ж. Теоретическая биол. 241:33-8.

Внешние ссылки

[1] Дюсенбери, Дэвид Б. (1973). Противоточное разделение: новый метод изучения поведения мелких водных организмов. Труды Национальной академии наук США, Vol. 70, стр. 1349–1352.

[2] Дюзенбери, Д.Б. (1980). Реакция нематоды C. elegans на контролируемую химическую стимуляцию. Журнал сравнительной физиологии, Vol. 136, стр. 327-331.

[3] Дюзенбери, Д.Б. (1985). С помощью микрокомпьютера и видеокамеры одновременно отслеживается 25 животных. Компьютеры в биологии и медицине, Том. 15, стр. 169-175.

[4] Дюзенбери, Д.Б. (1985). С помощью микрокомпьютера и видеокамеры одновременно отслеживается 25 животных. Журнал химической экологии, Vol. 11, стр. 1239–1247.

[5] М. Е. Маккаллум и Д. Б. Дюзенбери. (1992). Реакция нематоды C. elegans на контролируемую химическую стимуляцию. Журнал химической экологии, Vol. 18, стр. 585-592.

[6] П. Л. Уильямс и Д. Б. Дюсенбери (1988). Использование нематоды C. elegans для прогнозирования острой смертности млекопитающих от солей металлов. Токсикология и промышленное здоровье, Vol. 4, стр. 469-478.

[7] С.Г. Донкин и Д.Б. Дусенбери (1993). Испытание на токсичность почвы с использованием нематоды Caenorhabditis elegans и эффективный метод восстановления. Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии, Vol. 25, стр. 145-151.

[8] П. Дж. Миддендорф и Д. Б. Дюзенбери (1993). Фторуксусная кислота является мощным и специфическим ингибитором размножения нематод Caenorhabditis elegans . Журнал нематологии, Vol. 25, стр. 573-577.

[9] Дюсенбери, Дэвид Б. (1992). Сенсорная экология . WH Freeman., Нью-Йорк. ISBN 0-7167-2333-6 .

[10] Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе . Гарвардский университет. Пресс. ISBN 978-0-674-03116-6 .

[11] Дэвид Б. Дюсенбери (1998). Пространственное восприятие градиентов стимула может превосходить временное восприятие свободно плавающих бактерий. Биофизический журнал, Vol. стр. 2272–2277.

[12] Макнаб, Р.М. и Д.Е. Кошланд-младший, 1972. Механизм восприятия градиента в бактериальном хемотаксисе. Учеб. Натл. акад. наук. США 69: 2509–2512.

[13] Адлер, Дж. 1975. Хемотаксис у бактерий. Анну. Преподобный Биохим. 44:341–356.

[14] Макнаб, Р.М. 1978. Подвижность и хемотаксис. В Escherichia coli и Salmonella typhimurium: клеточная и молекулярная биология. ФК Нейд-хардт, редактор. Являюсь. Соц. Микробиол., Вашингтон, округ Колумбия, 732–759.

[15] Карлайл, MJ 1980. Механизмы позиционирования: роль подвижности, таксиса и тропизма в жизни микроорганизмов. В современной микробной экологии. Д.С. Эллвуд, М.Дж. Лэтэм, Дж.Н. Хеджер, Дж.М. Линч и Дж.Х. Слейтер, редакторы. Академическое издательство, Лондон. 55–74.

[16] Джексон, Джорджия, 1987. Моделирование хемосенсорных реакций морских микроорганизмов. Лимнол. Океаногр. 32:1253–1266.

[17] Джексон, Джорджия, 1989. Моделирование притяжения и адгезии бактерий к падающим частицам в водной среде. Лимнол. Океаногр. 34: 514–530.

[18] Форд, Р.М. 1992. Математическое моделирование и количественная характеристика подвижности бактерий и хемотаксиса. В моделировании метаболической и физиологической деятельности микроорганизмов. Уайли, Нью-Йорк. 177–215.

[19] Митчелл, Дж. Г., Л. Пирсон, С. Диллон и К. Канталис. 1995. Природные сообщества морских бактерий, демонстрирующие высокую скорость движения и большие ускорения. Прил. Окружающая среда. Микробиол. 61:4436–4440.

[20] Роланд Тар и Майкл Кюль (2003). Бактерии не слишком малы для пространственного восприятия химических градиентов: экспериментальное свидетельство. Учеб. Натл. акад. наук. США, Том. 100, стр. 5748–5753.

[21] Дюзенбери, Д.Б. (2000). Отбор по высокой частоте встреч гамет объясняет успех мужских и женских типов спаривания. Дж. Теория. Биол. 202:1-10.

[22] Дюзенбери, Д.Б. (2002). Экологические модели, объясняющие успех отличительных сперматозоидов и яиц (оогамия). Ж. Теоретическая биол. 219:1-7.

[23] Дюзенбери, Д.Б. (2006). Отбор на высокую частоту встреч гамет объясняет эволюцию анизогамии, используя правдоподобные предположения о соотношении размеров, скорости и продолжительности плавания. Ж. Теоретическая биол. 241:33-8.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]