Джеймс В. Трумэн
Джеймс «Джим» В. Трумэн | |
|---|---|
| Рожденный | Акрон, Огайо , США |
| Альма-матер | Университет Нотр-Дам , Гарвардский университет |
| Известный | Циркадные ритмы вылета шелкопряда |
| Супруг | Линн Риддифорд |
| Научная карьера | |
| Поля | Энтомология , нейробиология , хронобиология , эндокринология |
| Учреждения | Вашингтонский университет , исследовательский кампус Джанелия Медицинского института Говарда Хьюза |
| Диссертация | Борьба с шелушением шелкопряда (1970 г.) |
| Докторантура | Линн Риддифорд |
| Веб-сайт | www |
Джеймс «Джим» Уильям Трумэн — американский хронобиолог, известный своими плодотворными исследованиями циркадных ритмов ( Saturniidae ) у шелкопряда , особенно восстановления ритма и фазы после трансплантации мозга. Он является почетным профессором Вашингтонского университета и бывшим старшим научным сотрудником Исследовательского кампуса Джанелии Медицинского института Говарда Хьюза . [ 1 ]
Фон
[ редактировать ]Трумэн познакомился с биологическими исследованиями еще будучи студентом Университета Нотр-Дам в лаборатории Джорджа Б. Крейга . Он был заинтригован открытиями Крейга, касающимися гормональной регуляции комаров . спаривания [ 1 ] Будучи аспирантом, он продолжил изучать гормональный контроль поведения насекомых в Гарвардском университете , где получил докторскую степень в 1970 году. Его научным руководителем была Линн Риддифорд , на которой он позже женился. Он начал свои исследования в области хронобиологии в качестве младшего научного сотрудника в Гарвардском университете и продолжил эту работу, когда в 1973 году основал собственную лабораторию в Вашингтонском университете. [ 1 ]
Трумэн взял три академических отпуска в Вашингтонском университете. [ 1 ] Первым, в 1986 году, он поступил в Кембриджский университет , где изучал дрозофилы нейробиологию под руководством Майка Бэйта . Во второй половине творческого отпуска он отправился в Кению , где провел время, изучая развитие мухи цеце . Во время своего второго творческого отпуска в 1993 году Трумэн отправился в Австралийский национальный университет в Канберре кузнечиков метаморфоза исследовать гормоны , Австралия, чтобы вместе с Элдоном Боллом . В свой последний творческий отпуск он вернулся в Кембриджский университет, чтобы изучать эволюционную биологию развития у Майкла Акама .
В 2007 году, после 34 лет работы в Вашингтонском университете, Трумэн ушел из университета, чтобы изучать нейрональные стволовые клетки насекомых в качестве руководителя группы в Медицинского института Говарда Хьюза исследовательском кампусе Джанелия в Эшберне , штат Вирджиния . [ 1 ] В 2016 году он ушел из Медицинского института Говарда Хьюза и вернулся в Вашингтонский университет, чтобы продолжить исследования в лабораториях Фрайдей-Харбор . Его текущие исследования сосредоточены на развитии и эволюции нервных систем насекомых и ракообразных . [ 2 ]
Вклад в исследования
[ редактировать ]Открытие гормона эклозии
[ редактировать ]Еще учась в аспирантуре Гарварда, Трумэн определил нейрогормон насекомых , ныне известный как гормон эклозии, который вызывает шелушение моли . [ 1 ] Он продемонстрировал, что введение мотылькам гормона эклозии (ЭГ) вызывает стереотипную последовательность поведения при шелушении. [ 3 ] В будущих исследованиях выпадения шелкопряда Трумэн подтвердил роль EH в опосредовании шелушения. мозга Более поздние исследования также показали, что циркадные часы являются регулятором, контролирующим высвобождение ЭГ.
Исследования выпадения шелкопряда
[ редактировать ]Будучи младшим научным сотрудником Гарвардского общества стипендиатов , [ 1 ] Трумэн изучал основные механизмы эклозии шелкопряда, уделяя особое внимание роли циркадных часов в определении времени дневных ритмов при эклозии. Трумэн продемонстрировал, что ритмы эклозии сохраняются у бабочек Hyalophora cecropia , которым хирургическим путем удалили сложные глаза , сердечные тела и аллаты . [ 4 ] Ритмы эклозии исчезли только после удаления мозга, что указывает на то, что циркадные часы расположены внутри мозга. [ 4 ] Дальнейшие эксперименты, включающие трансплантацию мозга и избирательное освещение различных частей тела, показали, что циркадные фоторецепторы , которые отвечают за получение световой информации для включения циркадных часов, также расположены в мозгу.
Дополнительные эксперименты по трансплантации мозга у Hyalophora cecropia и Antheraea pernyи показали, что как увлеченные, так и свободные ритмы эклозии можно спасти у бабочек с лишенным мозга, которым в брюшную полость пересадили мозг. [ 4 ] Эти восстановленные экклозионные ритмы у бабочек с удаленным мозгом совпадали по фазовому углу с экклозионными ритмами, наблюдавшимися у бабочек-доноров до трансплантации мозга. Эти результаты подтвердили предыдущие выводы Трумэна о том, что циркадные часы расположены внутри мозга и что фактор, опосредующий поведение эклозии, является гормональным. Подобные эксперименты, посвященные роли циркадных часов в регулировании ритмов полета, подтвердили, что экстраретинальные фоторецепторы в мозге ответственны за управление циркадными часами мозга. [ 5 ]
Дальнейшие исследования эклозии у дрозофилы
[ редактировать ]В 2008 году Трумэн обнаружил, что ритмы эклозии, которые опосредуются циркадным выбросом нейрогормона EH, можно замаскировать. [ 6 ] В хронобиологии маскирование относится к очевидному соединению наблюдаемого биологического ритма с временным сигналом внешней среды без воздействия на основные циркадные часы, которые опосредуют наблюдаемый ритм. Трумэн и его коллеги наблюдали усиление эклозии у взрослых мух- дрозофил сразу после сигнала о включении света, что привело к их последующему открытию, что свет вызывает быструю эклозию у дрозофилы при условии, что перед этим произошел выброс EH. Это происходит за счет конвергенции параллельных нейросекреторных путей, оба из которых активируются ЭГ. Эти два пути, активируемые EH, противостоят друг другу; один является возбуждающим поведенческим путем, а другой — тормозным. Трумэн и его коллеги обнаружили, что присутствие света может привести к торможению тормозного пути, что приводит к большему суммарному эффекту возбуждающего пути. Эта светоопосредованная реакция способствует более быстрой эклозии дрозофилы и, как следствие, маскирует циркадные ритмы эклозии. Дальнейшая работа с Drosophila привела к выводу, что маскирование циркадных ритмов эклозии также может происходить за счет ингибирования эклозии. В 2008 году Трумэн и его коллеги обнаружили, что экспрессия легкой цепи столбнячного токсина (UAS-TNT) может влиять на высвобождение EH из клеток, высвобождающих EH, в мозге мух. [ 7 ] Это ингибирование высвобождения EH приводит к ингибированию эклозии, что указывает на другой способ маскировки циркадной эклозии у дрозофилы .
Исследования ремоделирования нейронов во время метаморфоза насекомых
[ редактировать ]Некоторые из наиболее влиятельных работ Трумэна за пределами хронобиологии посвящены тому, как гормоны изменяют нервную систему, влияя на поведение моделей насекомых. Примечательно, что Трумэн и его коллеги изучали ремоделирование нейронов во время метаморфоза насекомых . Их модельный организм, моль-рогалик ( Manduca sexta ), был выбран потому, что он имеет хорошо изученную эндокринологию , а его большие размеры позволяют использовать стандартные электрофизиологические и нейроанатомические методы. [ 8 ] бабочки В 1986 году Трумэн обнаружил, что телесные изменения у бабочек-рогаток сопровождаются обширной реорганизацией центральной нервной системы (ЦНС) . Среди многих изменений было открытие того, что с началом метаморфоза обширная гибель клеток охватывает гнезда личинок, находящихся в конце личиночной жизни . Эти клетки гнезда ранее находились в арестованном состоянии, но после этой метаморфозной гибели клеток выжившие клетки гнезда могут затем дифференцироваться . Эти клетки становятся функциональными нейронами ЦНС взрослого человека .
Открытия нервной системы насекомых.
[ редактировать ]Интересуясь эволюцией метаморфозы, Трумэн начал проводить исследования эволюции нервной системы насекомых в исследовательском кампусе Джанелия. Работая с модельными системами дрозофилы , он подтвердил свои выводы, полученные в результате работы с Manduca sexta , и обнаружил, что по мере того, как ЦНС взрослого насекомого развивается во время метаморфоза, нейрональные стволовые клетки ( нейробласты ) дифференцируются на основе специфических, высококонсервативных линий . Он также установил, что периферическая нервная система и мотонейроны развиваются на эмбриональной стадии и лишь частично ремоделируются во время метаморфоза. [ 9 ] Более того, Трумэн и его коллеги определили, что нейробласты в вентральном нервном канатике дают начало специфическим нейрональным линиям, распространяющимся в разные области тела насекомого, и что эти нейробласты характеризуются положением, размером и способом деления. [ 10 ] В настоящее время Трумэн и его коллеги из Вашингтонского университета сосредоточены на характеристике этих нейронных линий в ЦНС дрозофилы .
Награды
[ редактировать ]- Премия Ньюкомба Кливленда (1970) [ 11 ]
- Стипендия Джона Саймона Гуггенхайма (1986) [ 12 ]
- ЕКА (1989) Премия Мемориала основателей [ 13 ]
- Лекция и премия Мемориала Вигглсворта (2008 г.) [ 14 ]
- Избранный член Американской академии искусств и наук (2009 г.). [ 15 ]
- Избранный член Национальной академии наук (2022 г.). [ 16 ]
Известные публикации
[ редактировать ]- Трумэн, Джеймс В. (1971). «Физиология экдизиса насекомых: I. Экклозионное поведение сатурниевых бабочек и его гормональный выброс». Журнал экспериментальной биологии . 54 (3): 805–814. дои : 10.1242/jeb.54.3.805 .
- Букер, Р.; Трумэн, JW (1987). «Постэмбриональный нейрогенез в ЦНС табачного рогатого червя Manduca Sexta. I. Массивы нейробластов и судьба их потомства во время метаморфоза». Журнал сравнительной неврологии . 255 (4): 548–59. дои : 10.1002/cne.902550407 . ПМИД 3819030 . S2CID 22566863 .
- Трумэн, Джеймс В. (1972). «Физиология ритмов насекомых: мозг шелкопряда как место расположения биологических часов, контролирующих взрыв». Журнал сравнительной физиологии . 81 (1): 99–114. дои : 10.1007/BF00693553 . S2CID 43110913 .
- Макнабб, СЛ; Трумэн, JW (2008). «Световые и пептидергические нейроны гормона эклозии стимулируют быструю реакцию эклозии, которая маскирует возникновение циркадных ритмов у дрозофилы » . Журнал экспериментальной биологии . 211 (14): 2263–74. дои : 10.1242/jeb.015818 . ПМК 2760273 . ПМИД 18587121 .
- Трумэн, Джеймс В.; Риддифорд, Линн М. (1999). «Происхождение метаморфоза насекомых». Природа . 401 (6752): 447–452. дои : 10.1038/46737 . ПМИД 10519548 . S2CID 4327078 .
- Шубигер, Маргрит; и др. (1998). « Изоформы рецептора экдизона EcR-B дрозофилы необходимы для линьки личинок и для ремоделирования нейронов во время метаморфоза». Разработка . 125 (11): 2053–62. дои : 10.1242/dev.125.11.2053 . ПМИД 9570770 .
- Трумэн, Джеймс В.; Риддифорд, Линн М. (2002). «Эндокринный взгляд на эволюцию метаморфоза у насекомых». Ежегодный обзор энтомологии . 47 : 467–500. дои : 10.1146/annurev.ento.47.091201.145230 . ПМИД 11729082 .
- Трумэн, Дж.В.; Шуппе, Х.; Шеперд, Д.; Уильямс, Д.В. (2004). «Архитектура развития специфичных для взрослых линий в вентральной ЦНС дрозофилы » . Разработка . 131 (20): 5167–5184. дои : 10.1242/dev.01371 . ПМИД 15459108 .
- Трумэн, JW (1990). «Метаморфозы центральной нервной системы дрозофилы ». Журнал нейробиологии . 21 (7): 1072–1084. дои : 10.1002/neu.480210711 . ПМИД 1979610 .
- Трумэн, Дж.В.; Шуппе, Х.; Шеперд, Д.; Уильямс, Д.В. (2004). «Архитектура развития специфичных для взрослых линий в вентральной ЦНС дрозофилы » . Разработка . 131 (20): 5167–5184. дои : 10.1242/dev.01371 . ПМИД 15459108 .
- Трумэн, Дж.В.; Бейт, М. (1988). «Пространственные и временные закономерности нейрогенеза в центральной нервной системе Drosophila melanogaster ». Биология развития . 125 (1): 145–157. дои : 10.1016/0012-1606(88)90067-x . ПМИД 3119399 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г «Джим Трумэн | Исследовательский кампус Джанелия» . www.janelia.org . Проверено 11 апреля 2019 г.
- ^ «Исследователи из FHL | Friday Harbor Laboratories» . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ Житнян, Душан и Даубнерова, Ивана. (2016). Глава 76 «Эклозионный гормон», Редакторы: Ёсио Такей, Хиронори Андо, Кадзуёси Цуцуи, Справочник по гормонам , Academic Press, страницы 459-e76-2, ISBN 9780128010280 . два : 10.1016/B978-0-12-801028-0.00076-3
- ^ Jump up to: а б с Сондерс, DS (28 октября 2002 г.). Часы из насекомых (3-е изд.). Эльзевир. ISBN 9780080534718 .
- ^ Томиока, Кенджи; Мацумото, Акира (25 декабря 2009 г.). «Сравнительный взгляд на системы циркадных часов насекомых» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 67 (9): 1397–1406. дои : 10.1007/s00018-009-0232-y . ПМЦ 11115600 . ПМИД 20035363 . S2CID 6547927 .
- ^ Тагерт, Пол Х.; Нитабах, Майкл Н. (октябрь 2012 г.). «Пептидная нейромодуляция в модельных системах беспозвоночных» . Нейрон . 76 (1): 82–97. дои : 10.1016/j.neuron.2012.08.035 . ПМЦ 3466441 . ПМИД 23040808 .
- ^ Венкен, Коэн Дж.Т.; Симпсон, Джули Х.; Беллен, Хьюго Дж. (октябрь 2011 г.). «Генетические манипуляции с генами и клетками нервной системы плодовой мухи» . Нейрон . 72 (2): 202–230. дои : 10.1016/j.neuron.2011.09.021 . ПМК 3232021 . ПМИД 22017985 .
- ^ Уикс, Джей Си; Левин, РБ (1990). «Постэмбриональная нейрональная пластичность и ее гормональный контроль во время метаморфоза насекомых». Ежегодный обзор неврологии . 13 (1): 183–194. дои : 10.1146/annurev.ne.13.030190.001151 . ПМИД 2183673 .
- ^ Сокол, Николай С. (август 2012 г.). «Малые временные РНК в развитии животных» . Текущее мнение в области генетики и развития . 22 (4): 368–373. дои : 10.1016/j.gde.2012.04.001 . ПМК 3419770 . ПМИД 22578317 .
- ^ Ким, Донвук В.; Хирт, Фрэнк (октябрь 2009 г.). «Генетические механизмы, регулирующие самообновление и дифференцировку стволовых клеток в центральной нервной системе дрозофилы » . Адгезия и миграция клеток . 3 (4): 402–411. дои : 10.4161/cam.3.4.8690 . ISSN 1933-6926 . ПМК 2802756 . ПМИД 19421003 .
- ^ «Лауреаты премии Ньюкомба Кливленда» . Американская ассоциация содействия развитию науки . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ «Фонд Джона Саймона Гуггенхайма | Все участники» . Архивировано из оригинала 22 марта 2019 г. Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ «Победители премии Мемориала основателей ЕКА» . Энтомологическое общество Америки . Проверено 11 апреля 2019 г.
- ^ «Лекция и награда Мемориала Вигглсворта» . Королевское энтомологическое общество . 26 мая 2017 г. Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ «Джеймс Уильям Трумэн» . Американская академия искусств и наук . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ «Выборы НАН 2022» . www.nasonline.org . Проверено 13 мая 2022 г.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
