Амита Сегал - Amita Sehgal

Амита Сегал
Альма-матерУниверситет Дели, Университет Джавахарлала Неру, Корнелл Университет
Научная карьера
Поляхронобиология
УчрежденияПерельмана Медицинская школа
Академические консультантыМайкл Янг

Амита Сегал это молекулярный биолог и хронобиолог в отделении неврологии Перельмана Медицинская школа на Пенсильванский университет.[1] Сегал участвовал в открытии Дрозофила TIM и многие другие важные компоненты Дрозофила часовой механизм.[2] Сегал также сыграл ключевую роль в развитии Дрозофила как модель для изучения сна.[3][4] Ее исследования по-прежнему сосредоточены на понимании генетической основы сна, а также на том, как циркадные системы соотносятся с другими аспектами физиологии.[5]

Образование и начало карьеры

Сегал выросла в Индии и получила степень бакалавра во время обучения в Университет Дели и ее степень магистра в Университет Джавахарлала Неру, оба в Нью-Дели, Индия.[6] Она начала получать докторскую степень в области клеточной биологии и генетики в Корнелл Университет в 1983 г.[6] Именно здесь, при изучении фактора роста нейронов человека, ее интерес к науке по-настоящему развился.[6] В 1988 году она начала свою докторскую диссертацию в Рокфеллеровский университет в лаборатории Майкл Янг, где она впервые познакомилась с изучением циркадные ритмы, поле, в котором она с тех пор осталась.[6]

Исследование

Хронология отдельных крупных исследовательских работ

  • 1994: Обнаружил вневременной мутация у плодовых мушек.
  • 1995: Клонировано вневременной ген и показал экспрессию вневременной ген имеет суточные циклы.
  • 1996: Показанные импульсы света ухудшаются вневременной.
  • 2000: Разработал Дрозофила модель для сна.
  • 2001: Показан нейрофибромин 1 играет роль в циркадном пути у плодовых мушек.
  • 2006: Обнаружил расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом мутации ипоказали, что белок JETLAG участвует в деградации белка TIMELESS.
  • 2006: Показанные грибовидные тела у плодовых мушек важны для сна.
  • 2008: Обнаружил бессонный ген у плодовых мушек.
  • 2014: Отображенные нейронные цепи, которые связывают часы с поведением
  • 2014: Обнаружена функция сна в раннем детстве
  • 2018: Выявлена ​​потенциальная роль сна у взрослых мух
  • 2018: Продемонстрированная циркадная регуляция гематоэнцефалического барьера
  • 2019: Обнаружена молекулярная связь между сном и иммунной системой

Вневременность и период

Амита Сегал внесла огромный вклад в понимание биологических часов Drosophila melanogaster. В 1994 году Сегал, Прайс, Мэн и Янг через передовая генетика, открыл мутант гена вневременной (TIM) в Drosophila melanogaster.[2][7]В следующем году Сегал и его коллеги клонировали TIM через позиционное клонирование и смогли показать, что ТИМ и PER имели аналогичные циклические уровни их мРНК.[2][8][9] Предложенная ими модель, которая со временем была подтверждена, заключалась в том, что PER и TIM взаимодействуют и накапливаются в течение дня. Вечером они входят в ядро, чтобы ингибировать транскрипцию своей мРНК. В 1996 году лаборатория Сегала показала, что снижение уровня ТИМ, вызванное импульсом света, сбрасывает циркадные часы.[10] Позже они показали, что определенные фосфатазы контролируют стабильность PER и TIM в суточных циклах.[11]

Нейрофибромин 1

Нейрофибромин 1 (NF1) - это ген-супрессор опухоли известно, что не регулируется в Нейрофиброматоз 1 типа, заболевание, вызывающее опухоли вдоль позвоночника. В 2001 году Сегал и ее коллеги узнали, что некоторые пациенты с нейрофиброматозом 1 типа также испытывают нарушения сна, и поэтому решили исследовать циркадные ритмы мух с нефункциональным геном NF1.[12] Они обнаружили, что у этих мух также нарушены циркадные ритмы, и эти ритмы можно восстановить, вставив NF1 трансгены, тем самым доказывая, что NF1 участвует в циркадном пути. Они показали, что у мух NF1 функционирует через MAP киназа Путь, который является тем же путем, что и при нейрофиброматозе 1 типа у людей.[12]

Расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом

В 2006 году Сегал и ее коллеги обнаружили муху-мутанта, которой требуется необычно много времени, чтобы приспособиться к новым циклам света и темноты.[13] Они назвали основной мутировавший ген расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом (струя). Этот ген кодирует F-бокс протеин называется JET, убиквитинлигаза это облегчает сброс часов дрозофилы. Секвенирование гена выявило два аллели из расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом: аллель «c» (общий) и аллель «r» (редко). В присутствии КРИПТОХРОМ (CRY), JET играет важную роль в деградации БЕСПЛАТНО (ТИМ) белок в ответ на свет, который необходим часам для улавливания внешних световых сигналов.

Грибные тела

Грибные тела находятся в мозгу Дрозофила и, как известно, играют роль в обучении, памяти, обонянии и передвижении.[14] В 2006 году Сегал и ее коллеги обнаружили, что грибовидные тела также играют важную роль в регулировании сна у мух. Используя стероид под названием RU-486 (Мифепристон) для регулирования протеинкиназы А (PKA ), они смогли активировать и подавить экспрессию генов в определенных областях, таких как грибовидные тела, и обнаружили, что эта структура имеет решающее значение для сна мух.[15] Хотя конкретный путь, посредством которого эти грибовидные тела регулируют сон, в настоящее время неизвестен, возможно, они участвуют в подавлении обработки сенсорной информации, позволяя мухам засыпать.

Бессонница

В 2008 году Сегал и другие. обнаружил бессонный ген у плодовых мух проходит через инсерционный мутагенез.[16] Мутации в бессонный Ген заставил мух спать на 80% меньше, чем нормальные мухи, и жить вдвое меньше, чем обычные мухи. Сегал и другие. обнаружили, что белок SLEEPLESS регулирует потенциал-зависимый калиевый канал, шейкер, а также никотиновые рецепторы ацетилхолина, в частности тот, который называется красноглазкой, который они обнаружили с помощью другого генетического скрининга.[17] Сегал и другие. также обнаружили повышенную активность стволовых клеток в семенниках самцов мух с мутациями в бессонный.

Функции сна

Все виды, включая человека, в молодости много спят. Сегал и др. Обнаружили, что поддерживает высокий уровень сна у молодых плодовых мух. Они также обнаружили, что когда сон нарушается в раннем возрасте, у взрослых нарушается брачное поведение.[18] Таким образом, сон может потребоваться для развития мозга для поведения, которое способствует выживанию и размножению видов. У взрослых животных возможная функция сна - способствовать удалению отходов.[19] Сегал и др. Обнаружили, что сон способствует эндоцитозу через гематоэнцефалический барьер у мух.[20]

Часы, поведение и гематоэнцефалический барьер

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает мозг от потенциально вредных молекул на периферии, но также может препятствовать доставке лекарств в центральную нервную систему. Сегал и др. Обнаружили, что проницаемость BBB мух изменяется в течение дневного и ночного цикла, поэтому противоэпилептические средства лучше работают в определенное время суток.[21] Они также нанесли на карту схемы, которые связывают часы с поведенческой активностью.[22]

Сон и иммунная функция

Пытаясь идентифицировать молекулы, вызывающие сон, Сегал и др. Провели генетический скрининг более 10 000 штаммов плодовых мух и нашли одну, которая вызывает сон. Эта молекула, которую они назвали немури, представляет собой антимикробный пептид. Его экспрессия включается инфекцией или лишением сна, и он способствует выживанию, убивая бактерии и увеличивая сон.[23][24]

Награды и должности

Позиции

  • Директор Института хронобиологии и сна (CSI), Медицинская школа Перельмана, Университет Пенсильвании, 2019 г.
  • Директор программы Penn Chronobiology, 2014-19
  • Исследователь Медицинского института Говарда Хьюза с 1997 г. по настоящее время
  • Джон Герр Массер, профессор неврологии, Медицинская школа Перельмана, Пенсильванский университет
  • Заместитель заведующего кафедрой неврологии
  • Со-директор Центра неврологии Пенсильвании, 2008-2014 гг.

[25]

Награды

  • Премия за выдающиеся научные достижения, Общество исследования сна
  • Премия Майкла С. Брауна за исследования младшего факультета
  • Премия Стэнли Коэна за научные исследования факультета
  • Избран в Национальную медицинскую академию (ранее - Институт медицины) в 2009 г.
  • Избран в Американскую академию искусств и наук в 2011 г.
  • Избранный член Американской ассоциации развития науки 2016 г.
  • Избран в Национальная Академия Наук, 2016[26]
  • Швейцарский приз от UCLA 2020 [27]

Рекомендации

  1. ^ "Главная | Лаборатория Сегала | Медицинская школа Перельмана при Пенсильванском университете". www.med.upenn.edu.
  2. ^ а б c Ученый из Пенсильвании сыграл роль в исследовании, получившем Нобелевскую премию 2017 года https://www.pennlive.com/news/2017/10/pen Pennsylvania_scientist_contrib.html
  3. ^ Сегал, Амита; Миньо, Эммануэль (июль 2011 г.). «Генетика сна и нарушений сна». Клетка. 146 (2): 194–207. Дои:10.1016 / j.cell.2011.07.004. ЧВК  3153991. PMID  21784243.
  4. ^ https://www.consultant360.com/podcast/neurology/sleep-medicine/amita-sehgal-phd-using-fruit-flies-sleep-research
  5. ^ Рой, Шри. "Как время летит: Амита Сегал, доктор философии | Обзор сна".
  6. ^ а б c d "Время летит". Журнал Scientist Magazine®.
  7. ^ Сегал, А .; Price, J. L .; Мужчина, Б .; Янг, М. В. (18 марта 1994 г.). «Потеря циркадных поведенческих ритмов и колебаний каждой РНК у мутанта Drosophila вне времени». Наука. 263 (5153): 1603–1606. Bibcode:1994Научный ... 263.1603С. Дои:10.1126 / science.8128246. PMID  8128246.
  8. ^ Майерс, Майкл П .; Вейджер-Смит, Карен; Уэсли, Седрик С .; Янг, Майкл В .; Сегал, Амита (3 ноября 1995 г.). «Позиционное клонирование и анализ последовательности гена часов дрозофилы, вне времени». Наука. 270 (5237): 805–808. Bibcode:1995Научный ... 270..805М. Дои:10.1126 / science.270.5237.805. PMID  7481771. S2CID  3211623.
  9. ^ Сегал, Амита; Ротенфлу-Хильфикер, Адриан; Хантер-Энсор, Мелисса; Чен, Ифэн; Майерс, Майкл П .; Янг, Майкл В. (3 ноября 1995 г.). «Ритмическое выражение вневременного: основа для продвижения циркадных циклов в период ауторегуляции генов». Наука. 270 (5237): 808–810. Bibcode:1995Научный ... 270..808С. Дои:10.1126 / science.270.5237.808. PMID  7481772. S2CID  38151127.
  10. ^ Хантер-Энсор, Мелисса; Оусли, Андреа; Сегал, Амита (март 1996 г.). «Регулирование вневременного белка дрозофилы предлагает механизм сброса циркадных часов с помощью света». Клетка. 84 (5): 677–685. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81046-6. PMID  8625406. S2CID  15049039.
  11. ^ Сатьянараянан, Шрирам; Чжэн, Сянчжун; Сяо, Руи; Сегал, Амита (февраль 2004 г.). «Посттрансляционная регуляция белка PERIOD дрозофилы с помощью протеинфосфатазы 2А». Клетка. 116 (4): 603–615. Дои:10.1016 / S0092-8674 (04) 00128-X. PMID  14980226. S2CID  295780.
  12. ^ а б Уильямс, Джули А .; Su, Henry S .; Бернардс, Андре; Филд, Джеффри; Сегал, Амита (21 сентября 2001 г.). «Циркадный выход у дрозофилы, опосредованный нейрофиброматозом-1 и Ras / MAPK». Наука. 293 (5538): 2251–2256. Bibcode:2001Sci ... 293.2251W. Дои:10.1126 / science.1063097. PMID  11567138. S2CID  23175890.
  13. ^ Ко, Кёнхи; Чжэн, Сянчжун; Сегал, Амита (23 июня 2006 г.). «JETLAG сбрасывает циркадные часы дрозофилы, стимулируя БЕСПЛАТНУЮ деградацию под действием света». Наука. 312 (5781): 1809–1812. Bibcode:2006Научный ... 312.1809K. Дои:10.1126 / science.1124951. ЧВК  2767177. PMID  16794082.
  14. ^ Гейзенберг, Мартин (апрель 2003 г.). «Мемуары грибовидного тела: от карт к моделям». Обзоры природы Неврология. 4 (4): 266–275. Дои:10.1038 / номер 1074. PMID  12671643. S2CID  5038386.
  15. ^ Столяр, Уильям Дж .; Крокер, Аманда; Белый, Бенджамин Х .; Сегал, Амита (июнь 2006 г.). «Сон у дрозофилы регулируется взрослыми грибовидными телами». Природа. 441 (7094): 757–760. Bibcode:2006 Натур.441..757J. Дои:10.1038 / природа04811. PMID  16760980. S2CID  4323353.
  16. ^ Ко, Кёнхи; Столяр, Уильям Дж .; Wu, Mark N .; Юэ, Чжифэн; Смит, Корин Дж .; Сегал, Амита (18 июля 2008 г.). «Идентификация бессонницы, фактора, способствующего засыпанию». Наука. 321 (5887): 372–376. Bibcode:2008Наука ... 321..372K. Дои:10.1126 / science.1155942. ЧВК  2771549. PMID  18635795.
  17. ^ «Бюллетень HHMI Весна 2014: Круглосуточно». Медицинский институт Говарда Хьюза. Получено 2015-04-09.
  18. ^ Кайзер, Мэтью С .; Юэ, Чжифэн; Сегал, Амита (18 апреля 2014 г.). «Критический период сна для развития схемы ухаживания и поведения у дрозофилы». Наука. 344 (6181): 269–274. Bibcode:2014Наука ... 344..269K. Дои:10.1126 / science.1250553. ЧВК  4479292. PMID  24744368.
  19. ^ Макин, Саймон (1 ноября 2019 г.). «Глубокий сон глубоко очищает ваш мозг». Scientific American.
  20. ^ Артюшин Григорий; Чжан, Ширли Л.; Трикуар, Эрве; Сегал, Амита (26 ноября 2018 г.). «Эндоцитоз на гематоэнцефалическом барьере дрозофилы как функция сна». eLife. 7: e43326. Дои:10.7554 / eLife.43326. ЧВК  6255390. PMID  30475209.
  21. ^ Zhang, Shirley L .; Юэ, Чжифэн; Арнольд, Денис М .; Артюшин Григорий; Сегал, Амита (март 2018 г.). «Циркадные часы в гематоэнцефалическом барьере регулируют отток ксенобиотиков». Клетка. 173 (1): 130–139.e10. Дои:10.1016 / j.cell.2018.02.017. ЧВК  5866247. PMID  29526461.
  22. ^ Cavanaugh, Daniel J .; Гератовски, Джилл Д .; Wooltorton, Julian R.A .; Спетлинг, Дженнифер М .; Гектор, Клэр Э .; Чжэн, Сянчжун; Джонсон, Эрик Ч .; Eberwine, James H .; Сегал, Амита (апрель 2014 г.). «Идентификация циркадного выходного контура для отдыха: ритмы активности у дрозофилы». Клетка. 157 (3): 689–701. Дои:10.1016 / j.cell.2014.02.024. ЧВК  4003459. PMID  24766812.
  23. ^ Тода, Хирофуми; Уильямс, Джули А .; Галледж, Майкл; Сегал, Амита (1 февраля 2019 г.). «Ген, вызывающий сон, немури, связывает сон и иммунную функцию у дрозофилы». Наука. 363 (6426): 509–515. Bibcode:2019Научный ... 363..509Т. Дои:10.1126 / science.aat1650. ЧВК  6505470. PMID  30705188.
  24. ^ Ламберт, Джонатан (31 января 2019 г.). «Устали и больны? Ученые нашли белок, который усыпляет мух и борется с инфекциями». энергетический ядерный реактор.
  25. ^ Джонсон, Грег (ред.). "Амита Сегал". Penn Current. Архивировано из оригинал 8 сентября 2015 г.. Получено 8 апреля, 2015.
  26. ^ Избраны члены Национальной академии наук и зарубежные сотрудники, Новости Национальной академии наук, Национальная Академия Наук, 3 мая 2016 г., архивировано из оригинал 6 мая 2016 г., получено 2016-05-14.
  27. ^ «Школа медицины Дэвида Геффена при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе назвала лауреата Швейцарской премии 2020 года». UCLA.