Хитоши Окамура
Хитоши Окамура | |
|---|---|
| Рожденный | 2 декабря 1952 г. |
| Национальность | японский |
| Научная карьера | |
| Поля | Хронобиология , Физиология |
| Веб-сайт | Окамура Лаборатория |
Хитоши Окамура (родился 2 декабря 1952 г.) [1] японский учёный, специализирующийся на хронобиологии . В настоящее время он является профессором системной биологии в Высшей школе фармацевтических наук Киотского университета и директором по исследованиям Японского научно-технологического института CREST. Исследовательская группа Окамуры клонировала гены Периода млекопитающих, визуализировала колебания часов на уровне отдельных клеток в центральных часах СХЯ и предложила нейронный путь сигнала времени к надпочечникам . В 2007 году он получил Почетную медаль с пурпурной лентой за свои исследования и был награжден линейкой Ашоффа за работу над циркадными ритмами у грызунов. [2] Его лаборатория недавно выявила эффекты м. 6 Метилирование мРНК в циркадных часах, нейрональные связи при смене часовых поясов и роль нарушения регуляции часов в гипертонии, вызванной солями . [3]
Образование
[ редактировать ]Хитоши Окамура получил степени бакалавра, врача и доктора наук в Медицинском университете префектуры Киото . После обучения на врача-педиатра в Детском медицинском центре Национальной больницы Окаямы (1979–1981 гг.) он работал в области нейроанатомии в Медицинском университете префектуры Киото (1981–1995 гг.). Затем он был профессором наук о мозге в Медицинской школе Университета Кобе с 1995 по 2008 год. [4] С 2007 года он работал профессором системной биологии в Киотского университета . Высшей школе фармацевтических наук [5] С 2014 года он работал директором по исследованиям Японского научно-технологического института CREST. Его работа была сосредоточена на понимании циркадных ритмов млекопитающих .
Награды и почести
[ редактировать ]- Обладатель Почетной медали с пурпурной лентой в 2007 г.
- Лауреат Линейки Ашоффа в 2009 г.
Научный вклад
[ редактировать ]Исследование супрахиазматического ядра
[ редактировать ]Окамура начал свое исследование циркадных ритмов в 1982 году с работы с пептидами в супрахиазматическом ядре (SCN) с использованием техники гистохимии в лаборатории Ясухико Ибаты в Медицинском университете префектуры Киото . Он разработал количественную гистохимию супрахиазматического ядра (SCN) в 1980-х годах и вместе с Шин-Ичи Иноуе создал vitro культуры срезов SCN in в начале 1990-х годов. [6]
Открытие генов периода млекопитающих
[ редактировать ]В 1997 году Хадзиме Тей , Ёсиюки Сакаки и Хитоши Окамура обнаружили ген периода PER1 млекопитающих у мышей и людей. Они также обнаружили PER2 , PER3 гомолог дрозофилы гена и вневременной у млекопитающих . [7] Они обнаружили, что Per1 индуцируется светом и может сдвигать фазу циркадных часов с помощью света. [8] Окамура работал с Джеем Данлэпом , хронобиологом, специализирующимся на циркадных ритмах нейроспоры , чтобы показать, что часы млекопитающих похожи на часы нейроспоры в использовании индукции фазового сдвига. Это контрастирует с часами дрозофилы , которые сдвигают фазу за счет деградации белка, а не индукции. [9]
Регулирование уровня белка у млекопитающих
[ редактировать ]Команда Окамуры обнаружила, что белки PER млекопитающих, образующиеся в цитоплазме, транслоцируются в ядро клетки и образуют комплекс, состоящий из CRY1 , CRY2 , PER1 , PER2 , PER3 и TIM. [10] Этот негативный комплекс подавляет транскрипцию мРНК , активированную CLOCK и BMAL1 . [11] Окамура также провел исследование деградации mPER1 и mPER2. Они обнаружили, что PER и CRY образуют димер , который ингибирует деградацию PER, и что ингибирование деградации PER подавляет транскрипцию Per1 и Per2. [10] Эта петля отрицательной обратной связи , по-видимому, присутствует во всех часах. [12]
Центральный цикл часовых генов универсален для клеток млекопитающих.
[ редактировать ]Окамура заинтересовался возможными различиями генов автономно ритмических часов в клеточных линиях фибробластов и в SCN . Его команда обнаружила, что у мышей оба типа клеток демонстрируют временную экспрессию профилей всех известных часовых генов. [13] фазы различных ритмов мРНК , задержка между максимальными уровнями мРНК и появлением ядерных белков PER1 и PER2, неспособность производить циркадные колебания в отсутствие функциональных генов Cry и контроль длины периода белками CRY.
Полная потеря колебаний у мышей с двойным нокаутом mCry1/mCry2
[ редактировать ]Окамура сотрудничал с Гийсбертусом Т. Дж. ван дер Хорстом и обнаружил, что у мышей с дефицитом Cry останавливаются как периферические, так и центральные часы. [11] Окамура также сотрудничал с Шин-Ичи Иноуе, чтобы обнаружить, что поведенческая циркадная ритмичность восстанавливалась, когда SCN мышей дикого типа трансплантировали мышам с дефицитом Cry. Это говорит о том, что супрахиазматическое ядро (СХЯ) синхронизирует и генерирует поведенческие ритмы. [14]
Восстановление циркадных ритмов с помощью Mammalian Per
[ редактировать ]Окамура сотрудничал с Амитой Сегал , чтобы определить, mPer1 и mPer2 генерировать циркадные колебания. способны ли гены [5] Они трансплантировали гены Per1 и Per2 от мышей аритмичным детям. 0 мутантов дрозофилы и обнаружили, что трансплантация восстанавливает циркадные ритмы. [15]
SCN как центральные часы
[ редактировать ]Команда Окамуры также проанализировала SCN на клеточном уровне. Им удалось отслеживать ритмическую транскрипцию генов на уровне отдельных клеток в режиме реального времени. Эта работа была достигнута путем объединения метода культивирования срезов SCN, трансгенных мышей, несущих ген люциферазы, управляемый промотором Per1 (Per1-luc), и криогенной ПЗС-камеры высокого разрешения. Они продемонстрировали, что стабильный ансамблевый ритм SCN организуется внутри совокупности клеточных часов, которые дифференциально фазированы и располагаются в четком топографическом порядке в SCN. Тетродотоксин , блокирующий потенциалы действия , не только десинхронизирует клеточную популяцию, но и подавляет уровень экспрессии часового гена, демонстрируя, что нейронные сети играют доминирующую роль в колебании ритмов в СХЯ. Используя тех же мышей Per-luc с оптоволокном, вставленным в мозг, команде Окамуры удалось отслеживать ритмическую экспрессию гена часов в режиме реального времени у свободно движущихся мышей, продемонстрировав, что ген Per активируется в дневное время и отдыхает. в ночное время в ССН. Окамура обнаружил, что мигание NMDA , аналог световых раздражителей, мгновенно изменял фазу тактовых колебаний среза SCN . [16] Это доказало, что существует ритмичная транскрипция генов на уровне отдельных клеток.Было показано, что СХЯ регулирует периферические часы путем регулирования мелатонина в симпатической нервной системе . [17] Команда Окамуры также продемонстрировала, что свет может активировать гены и секрецию кортикостерона в надпочечниках через симпатические нервные пути СХЯ. Так, симпатический нерв передает временной сигнал центральных часов ядра (SCN) периферическим органам, а надпочечники являются ключевым органом в преобразовании циркадных сигналов из нервных сигналов в эндокринные сигналы. [14]
Клеточные часы и клеточный цикл
[ редактировать ]Команда Окамуры также изучила взаимосвязь между циркадными часами и клеточным циклом. Они выполнили массивы ДНК и нозерн-блоттинг, чтобы охарактеризовать молекулярные различия при входе в М-фазу, и обнаружили, что циклин B1 и cdc2 положительно коррелируют. Они также обнаружили, что wee1 , ген киназы, которая ингибирует митоз путем инактивации CDC2/циклина B, отрицательно коррелирует с М-фазой. [18] Их исследование показало, что пролиферация гепатоцитов мышей находится под циркадным контролем. [19]
Текущие исследования
[ редактировать ]В последние годы Окамура и его команда расширили свою работу с молекулярными часами на посттранскрипционный, межклеточный и системный уровни. [20] мРНК Они обнаружили, что метилирование изменяет скорость циркадных ритмов. [3] и гетерогенность передачи сигналов G-белка необходима для поддержания времени в SCN. [21] Более того, они обнаружили, что нарушение регуляции часов вызывает чувствительную к соли гипертензию из-за неадекватной секреции альдостерона . [22] Другое открытие заключалось в том, что часовая регуляция белка щелевого соединения в мочевом пузыре была причиной аномального мочеиспускания . [23] Совсем недавно они обнаружили, что передача сигналов вазопрессина в СХЯ имеет решающее значение для смены часовых поясов . [24] [25]
Сейчас Окамура продолжает исследования биологических часов, увлеченный интеграционными характеристиками «времени» в вертикальном расположении, обеспечивающим мост между отдельными генами и живым организмом в целом.
Комплексный график
[ редактировать ]| Имя [1] [5] | Год |
|---|---|
| Рожденный | 1952 |
| Становится профессором кафедры анатомии II/лаборатории Университета Кобе. | 1995 |
| Открытие млекопитающих Per1, Per2, Per3, Timeless | 1997, 1998 |
| Обнаружено, что mPer индуцируется светом. | 1998 |
| Открытие того, что часовые белки образуют комплексы и предотвращают деградацию | 2000, 2002, 2005 |
| Работа над фибробластами и универсальность основного тактового цикла клеток млекопитающих | 2001 |
| Потеря колебаний у мышей с дефицитом Cry | 2001 |
| Трансплантация СХЯ восстановила циркадные ритмы | 2003 |
| Основные часы регулируют клеточный цикл | 2003 |
| Свет активирует надпочечники через симпатические нервы SCN. | 2005 |
| Получил Почетную медаль с фиолетовой лентой. | 2007 |
| Стал профессором системной биологии в Киотском университете/фармацевтических науках. | 2007 |
| Получил линейку Ашоффа | 2009 |
| Роль нарушения регуляции часов при гипертонии, чувствительной к соли | 2010 |
| Циркадный белок G, передающий сигнал RGS16 в SCN | 2011 |
| Метилирование мРНК в регуляции продолжительности циркадного периода | 2013 |
| Вазопрессин имеет решающее значение для смены часовых поясов | 2013 |
| Стал директором по исследованиям Японского научно-технологического института CREST. | 2014 |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «База данных деятельности Киотского университета в области образования и исследований» .
- ^ «Лауреаты премии «Линейка Ашоффа»» . ЕБРС . Архивировано из оригинала 21 октября 2016 г. Проверено 9 апреля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Фустин, Жан-Мишель; Дои, Масао; Ямагучи, Ёсиака; Нисимура, Шиничи; Иосия, Минору; Исагава, Такаюки; Мориока, Масаки; Кайека, Хидеаки; Манабе, Ичиро; Окамура, Хитоши (7 ноября 2013 г.). «Зависимый от метилирования РНК процессинг РНК контролирует скорость циркадных часов» . Ячейка 155 (4): 793–806. дои : 10.1016/j.cell.2013.10.026 . ПМИД 24209618 .
- ^ «Профессор Хитоши Окамура» . ИШ 2012 .
- ^ Jump up to: а б с «Лаборатория Окамура» . Высшая школа фармацевтических наук Киотского университета, факультет системной биологии .
- ^ Танака, Масани; Ичитани, Юкио; Хитоши, Окамура; Танака, Ёсифуми; Ибата, Ясухико (14 декабря 1992 г.). «Прямая проекция сетчатки на элементы VIP-нейронов в СХЯ крысы». Бюллетень исследований мозга . 31 (6): 637–640. дои : 10.1016/0361-9230(93)90134-w . ПМИД 8518955 . S2CID 4762448 .
- ^ Репперт, Стивен М; Уивер, Дэвид Р. (2001). «Молекулярный анализ циркадных ритмов млекопитающих». Ежегодный обзор физиологии . 63 (1): 647–676. дои : 10.1146/annurev.phyol.63.1.647 . ISSN 0066-4278 . ПМИД 11181971 .
- ^ Альбрехт, Урс; Чжэн, Биньхай; Ларкин, Дэвид; Сунь, Чжун; Ли, Ченг (апрель 2001 г.). «mPer1 и mPer2 необходимы для нормального сброса циркадных часов» . Журнал биологических ритмов . 16 (2): 100–104. дои : 10.1177/074873001129001791 . ПМИД 11302552 . S2CID 9067400 .
- ^ Лю, Йи (июнь 2003 г.). «Молекулярные механизмы вовлечения в циркадные часы Neurospora». Журнал биологических ритмов . 18 (3): 195–205. дои : 10.1177/0748730403018003002 . ПМИД 12828277 . S2CID 29200514 .
- ^ Jump up to: а б Прейтнер, Николас; Дамиола, Франческа; Лопес-Молина, Луис; Закани, Йозеф; Дюбул, Денис; Альбрехт, Урс; Шиблер, Ули (26 июля 2002 г.). «Сиротский ядерный рецептор REV-ERBα контролирует циркадную транскрипцию в положительном звене циркадного осциллятора млекопитающих» . Клетка . 110 (2): 251–260. дои : 10.1016/S0092-8674(02)00825-5 . ПМИД 12150932 . S2CID 15224136 .
- ^ Jump up to: а б Репперт, Стивен М.; Уивер, Дэвид Р. (2002). «Координация циркадного времени у млекопитающих». Природа . 418 (6901): 935–941. Бибкод : 2002Natur.418..935R . дои : 10.1038/nature00965 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 12198538 . S2CID 4430366 .
- ^ Бальсалобре, Аурелио (24 января 2014 г.). «Часовые гены в периферических тканях млекопитающих». Исследования клеток и тканей . 309 (1): 193–199. дои : 10.1007/s00441-002-0585-0 . ПМИД 12111549 . S2CID 27600488 .
- ^ Гастингс, Майкл; Редди, Ахилеш; Мэйвуд, Элизабет (август 2003 г.). «Заводная сеть: циркадные ритмы в мозге и периферии, в здоровье и болезни». Обзоры природы Неврология . 4 (8): 649–661. дои : 10.1038/nrn1177 . ПМИД 12894240 . S2CID 205499642 .
- ^ Jump up to: а б Дибнер, Чарна; Шиблер, Ули; Альбрехт, Урс (2010). «Циркадная система синхронизации млекопитающих: организация и координация центральных и периферических часов» (PDF) . Ежегодный обзор физиологии . 72 (1): 517–549. doi : 10.1146/annurev-psyol-021909-135821 . ISSN 0066-4278 . ПМИД 20148687 .
- ^ Хендрикс, Джоан К. (2003). «Приглашенный обзор: спящие мухи не лгут: использование Drosophila melanogaster для изучения сна и циркадных ритмов». Журнал прикладной физиологии . 94 (4): 1660–1672. doi : 10.1152/japplphysicalol.00904.2002 . ISSN 8750-7587 . ПМИД 12626480 .
- ^ Колвелл, Кристофер (20 декабря 2001 г.). «Вызванные NMDA переходные процессы кальция и токи в супрахиазматическом ядре: ворота циркадной системы» . Европейский журнал неврологии . 13 (7): 1420–1428. дои : 10.1046/j.0953-816x.2001.01517.x . ПМЦ 2577309 . ПМИД 11298803 .
- ^ Бартнесс, Тимоти; Демас, Грегори; Песня, К. Кей (2002). «Сезонные изменения ожирения: роль фотопериода, мелатонина и других гормонов, а также симпатической нервной системы». Экспериментальная биология и медицина . 227 (6): 363–376. дои : 10.1177/153537020222700601 . ПМИД 12037125 . S2CID 26813489 .
- ^ Митра, Джаяшри; Шульц, Ричард (1 сентября 1996 г.). «Регуляция приобретения мейотической компетентности у мышей: изменения в субклеточной локализации cdc2, циклина B1, cdc25C и wee1, а также в концентрации этих белков и их транскриптов» . Журнал клеточной науки . 109 (9): 2407–2415. дои : 10.1242/jcs.109.9.2407 . ПМИД 8886990 .
- ^ Фаусто, Нельсон; Кэмпбелл, Джин С.; Риле, Кимберли Дж. (2006). «Регенерация печени». Гепатология . 43 (С1): С45–С53. дои : 10.1002/hep.20969 . ISSN 0270-9139 . ПМИД 16447274 . S2CID 39302882 .
- ^ «Раку-Ю» (PDF) . Информационный бюллетень Киотского университета (осень 2014 г.). 2014 . Проверено 23 апреля 2015 г.
- ^ Дои, Масао, Ацуши; Сато, Михо; Ямазаки, Фумиёси; Цутия, Сокен; Со, Ямагути, Ёсиаки; Жан-Мишель, Рина; Ямада, Такахаши, Юкари; Накао, Шиничи; Обриетан, Карл; doi в супрахиазматическом ядре» . / внутриклеточной передачи сигналов G - ритмичность белка обеспечивает межклеточную Bibcode : 2011NatCo 2..327D «Циркадная регуляция : 10.1038 . ... и синхронность ncomms1316 3112533. PMID 21610730 .
- ^ Николаева С.; Прадерванд, С.; Сентено, Г.; Завадова В.; Токонами, Н.; Майяр, М.; Бонни, О.; Фирсов, Д. (2012). «Циркадные часы модулируют переработку натрия в почках» . Журнал Американского общества нефрологов . 23 (6): 1019–1026. дои : 10.1681/ASN.2011080842 . ISSN 1046-6673 . ПМЦ 3358761 . ПМИД 22440902 .
- ^ Тимотео, М. Александрина; КАРНЕЙРО, Инес; СИЛЬВА, Изабель; Норонья-Матос, Хосе Бернардо; ФЕРРЕЙРА, Фатима; Сильва-Рамос, Мигель; Коррейя-де-Са, Паулу (2014). «АТФ, высвобождаемый посредством гемиканалирования паннексина-1, опосредует гиперактивность мочевого пузыря, вызываемую уротелиальными рецепторами P2Y6». Биохимическая фармакология . 87 (2): 371–379. дои : 10.1016/j.bcp.2013.11.007 . ISSN 0006-2952 . ПМИД 24269631 .
- ^ Спорнс, Олаф; Анантасубраманиам, Бхарат; Херцог, Эрик Д.; Герцель, Ханспетер (2014). «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 .
- ^ Ямагучи, Ёсиаки; Сузуки, Тору; Мизоро, Ясутака; Кори, Хироши (октябрь 2013 г.). «Мыши с генетическим дефицитом рецепторов вазопрессина V1a и V1b устойчивы к смене часовых поясов». Наука . 342 (6154): 85–90. Бибкод : 2013Sci...342...85Y . дои : 10.1126/science.1238599 . ПМИД 24092737 . S2CID 2681988 .
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
