Джеймс В. Трумэн - James W. Truman

Джеймс «Джим» В. Трумэн
Родившийся
Акрон, Огайо
НациональностьАмериканец
Альма-матерУниверситет Нотр-Дам, Гарвардский университет
ИзвестенЦиркадные ритмы у шелкопряда
Супруг (а)Линн Риддифорд
Научная карьера
ПоляЭнтомология, нейробиология, хронобиология, эндокринология
ДокторантЛинн Риддифорд
Интернет сайтwww.биология.washington.edu/люди/профиль/ Джеймс-в-Трумэн

Джеймс «Джим» Уильям Трумэн американец хронобиолог известен своими плодотворными исследованиями циркадные ритмы в шелкопряд (Saturniidae ) восторг, в частности, восстановление ритма и фазы после трансплантации мозга. Он является почетным профессором Вашингтонский университет и бывший старший научный сотрудник Медицинское учреждение Говарда Хьюза Исследовательский кампус Джанелии.[1]

Фон

Трумэн познакомился с биологическими исследованиями еще будучи студентом Университет Нотр-Дам в лаборатории Джордж Б. Крейг. Его заинтриговали открытия Крейга, касающиеся гормональной регуляции комар брачное поведение.[1] Будучи аспирантом, он продолжал изучать гормональный контроль поведения насекомых в Гарвардский университет где он получил докторскую степень в 1970 году. Его научным руководителем был Линн Риддифорд, на которой он позже женился. Он начал свои исследования в области хронобиологии в качестве младшего научного сотрудника Гарвардского университета и продолжил эту работу, когда в 1973 году основал свою собственную лабораторию в Вашингтонском университете.[1]

Трумэн взял три творческий отпуск из Вашингтонского университета.[1] Первый, в 1986 году, должен был Кембриджский университет, где учился Дрозофила нейробиология под Майк Бейт. Во второй половине этого творческого отпуска он отправился в Кения, где он провел время, исследуя муха цеце разработка. Во время своего второго творческого отпуска в 1993 году Трумэн отправился в Австралийский национальный университет в Канберра, Австралия, для исследования кузнечика метаморфоза гормоны с Элдон Болл. В последний творческий отпуск он вернулся в Кембриджский университет, чтобы учиться. эволюционная биология развития с Майкл Акам.

В 2007 году, проработав 34 года в Вашингтонском университете, Трумэн ушел из университета, чтобы изучать насекомых. нейрональные стволовые клетки в качестве лидера группы на Медицинский институт Говарда Хьюза Исследовательский кампус Janelia, в Эшберн, Вирджиния.[1] В 2016 году он ушел из Медицинского института Говарда Хьюза и вернулся в Вашингтонский университет, чтобы продолжить исследования в Friday Harbour Laboratories. Его текущие исследования сосредоточены на развитии и эволюции насекомых и ракообразный нервная система.[2]

Вклад в исследования

Открытие гормона эклозии

Еще во время учебы в аспирантуре Гарварда Трумэн обнаружил насекомое. нейрогормон теперь известный как гормон эклозии, который опосредует моль шелушение.[1] Он продемонстрировал, что инъекции гормона эклозии (EH) мотылькам вызывают стереотипную последовательность их поведения.[3] В будущих исследованиях эклозии шелкопряда Трумэн продолжил подтверждать роль EH в опосредовании шелушения. Более поздние исследования также показали, что мозговой циркадные часы как регулятор, контролирующий выброс ЭН.

Исследования эклозии шелкопряда

Как младший научный сотрудник Гарвардское общество стипендиатов,[1] Трумэн изучал механизмы, лежащие в основе эклозии шелкопряда, в основном сосредотачиваясь на роли циркадных часов в определении времени дневных ритмов при эклозии. Трумэн продемонстрировал, что ритмы эклозии сохраняются в Гиалофора цекропия бабочки, у которых были свои сложные глаза, Корпорация Кардиака, и Корпуса аллата удален хирургическим путем.[4] Ритмы эклозии были отменены только с удалением мозга, что указывает на то, что циркадные часы расположены внутри мозга.[4] Дальнейшие эксперименты с участием мозг трансплантация и выборочное освещение разных частей тела выявили, что циркадный ритм фоторецепторы, которые отвечают за получение световой информации в увлекать циркадные часы также расположены в головном мозге.

Больше экспериментов по трансплантации мозга в Гиалофора цекропия и Antheraea pernyi показали, что как увлеченные, так и свободные ритмы эклозии могут быть спасены у очищенных бабочек, которым трансплантировали мозг в брюшную полость.[4] Эти восстановленные ритмы эклозии у очищенных бабочек совпадали по фазовому углу с ритмами эклозии, наблюдаемыми у бабочек-доноров до трансплантации мозга. Эти результаты подтвердили предыдущие открытия Трумэна о том, что циркадные часы расположены в мозге и что фактор, опосредующий экологическое поведение, является гормональным. Подобные эксперименты, посвященные роли циркадных часов в регулировании ритмов полета, подтвердили, что экстраретинальные фоторецепторы в головном мозге ответственны за захват циркадных часов мозга.[5]

Дальнейшие исследования эклозии в Дрозофила

В 2008 году Трумэн обнаружил, что ритмы эклозии, которые опосредуются циркадным выбросом нейрогормона EH, могут быть замаскированы.[6] В хронобиологии маскировка относится к очевидной связи наблюдаемого биологического ритма с временная метка внешней среды, не влияя на основные циркадные часы, которые опосредуют наблюдаемый ритм. Трумэн и его коллеги наблюдали усиление эклозии у взрослых. Дрозофила летит сразу же после сигнала включения света, что приводит к их последующему открытию, что свет вызывает быстрое вздутие живота в Дрозофила при условии, что до этого был выпуск EH. Это происходит за счет схождения параллельных нейросекреторный пути, оба из которых активируются EH. Эти два пути, активируемые EH, противостоят друг другу; один - возбуждающий поведенческий путь, а другой - тормозной. Трумэн и его коллеги обнаружили, что присутствие света может приводить к ингибированию тормозного пути, что приводит к большему чистому эффекту возбуждающего пути. Этот опосредованный светом ответ способствует более быстрому Дрозофила eclosion и, как следствие, маскирует циркадные ритмы eclosion. Дальнейшая работа с Дрозофила В результате было обнаружено, что маскировка циркадных ритмов эклозии также может происходить через ингибирование эклозии. В 2008 году Трумэн и его коллеги обнаружили это выражение легкая цепь из столбнячный токсин (UAS-TNT) может влиять на высвобождение EH из высвобождающих EH клеток в мозге мух.[7] Это ингибирование высвобождения EH приводит к подавлению эклозии, что указывает на другой способ маскировки циркадной эклозии у Дрозофила.

Исследования ремоделирования нейронов при метаморфозе насекомых

Некоторые из наиболее влиятельных работ Трумэна за пределами хронобиологии касаются того, как гормоны изменяют нервную систему, чтобы влиять на поведение в моделях насекомых. Примечательно, что Трумэн и его коллеги изучали ремоделирование нейронов во время насекомых. метаморфоза. Их модельный организм, рогатая моль (Manduca sexta ), был выбран потому, что он хорошо изучен. эндокринология а его большой размер позволяет использовать стандартные электрофизиологический и нейроанатомический техники.[8] В 1986 году Трумэн обнаружил, что телесные изменения роговой бабочки сопровождались обширной реорганизацией ее жизнедеятельности. Центральная нервная система (ЦНС). Среди многих изменений было открытие, что в начале метаморфоза массовая гибель клеток пронизывает гнезда личинок, которые находятся в конце жизни. личиночная жизнь. Эти клетки-гнезда ранее находились в заблокированном состоянии, но после гибели клеток, вызванной метаморфозом, выжившие клетки-гнезда могут различать. Эти клетки становятся функциональной ЦНС взрослого нейроны.

Открытия нервной системы насекомых

Следуя своему интересу к эволюции метаморфоз, Трумэн начал проводить исследования эволюция из нервная система насекомых в исследовательском кампусе Janelia. Работает в Дрозофила модельных систем, он подтвердил свои выводы из своей работы в Manduca sexta и обнаружили, что по мере развития ЦНС взрослых насекомых во время метаморфоза нейрональные стволовые клетки (нейробласты ) дифференцировать на основе специфических, высококонсервативных родословная. Он также определил, что периферическая нервная система и двигательные нейроны развиваться во время эмбриональная стадия и лишь частично реконструируются во время метаморфоза.[9] Кроме того, Трумэн и его коллеги определили, что нейробласты в брюшной нервный тяж берут начало в определенных нейрональных клонах, простирающихся 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 сосредотачиваются на характеристике этих нейрональных линий в Дрозофила ЦНС.

Награды

Известные публикации

  • Трумэн, Джеймс У (1971). "Физиология шелушения насекомых: I. Эклозионное поведение сатурниидных бабочек и его гормональное высвобождение". Журнал экспериментальной биологии. 54 (3): 805–814.
  • Букер, Р .; Трумэн, Дж. У. (1987). «Постэмбриональный нейрогенез в ЦНС табачного Hornworm, Manduca Sexta. I. Массивы нейробластов и судьба их потомства во время метаморфоза». Журнал сравнительной неврологии. 255: 548–59. Дои:10.1002 / cne.902550407. PMID  3819030.
  • Трумэн, Джеймс У (1972). «Физиология ритмов насекомых: мозг шелкопряда как место расположения биологических часов, контролирующих затмение». Журнал сравнительной физиологии. 81 (1): 99–114. Дои:10.1007 / BF00693553.
  • McNabb, S.L .; Трумэн, Дж. У. (2008). "Легкие и пептидергические нейроны гормона эклозии стимулируют быструю реакцию эклозии, которая маскирует появление циркадных ритмов в Дрозофила". Журнал экспериментальной биологии. 211: 2263–74. Дои:10.1242 / jeb.015818. ЧВК  2760273. PMID  18587121.
  • Трумэн, Джеймс У .; Риддифорд, Линн М. (1999). «Истоки метаморфоза насекомых». Природа. 401: 447–452. Дои:10.1038/46737. PMID  10519548.
  • Шубигер, Маргрит; и другие. (1998). "Дрозофила Изоформы рецептора экдизона EcR-B необходимы для линьки личинок и для ремоделирования нейронов во время метаморфоза ». Разработка. 125 (11): 2053–62.
  • Трумэн, Джеймс У .; Риддифорд, Линн М. (2002). «Эндокринные взгляды на эволюцию метаморфоза у насекомых». Ежегодный обзор энтомологии. 47: 467–500. Дои:10.1146 / annurev.ento.47.091201.145230.
  • Трумэн, Дж. У .; Schuppe, H .; Шеперд, Д .; Уильямс, Д. В. (2004). "Архитектура развития взрослых специфических клонов в вентральной ЦНС Дрозофила". Разработка. 131: 5167–5184. Дои:10.1242 / dev.01371. PMID  15459108.
  • Трумэн, Дж. У. (1990). «Метаморфозы центральной нервной системы Дрозофила". Журнал нейробиологии. 21 (7): 1072–1084. Дои:10.1002 / neu.480210711.
  • Трумэн, Дж. У .; Schuppe, H .; Шеперд, Д .; Уильямс, Д. В. (2004). "Архитектура развития взрослых специфических клонов в вентральной ЦНС Дрозофила". Разработка. 131 (20): 5167–5184. Дои:10.1242 / dev.01371. PMID  15459108.
  • Трумэн, Дж. У .; Бейт, М. (1988). «Пространственные и временные паттерны нейрогенеза в центральной нервной системе Drosophila melanogaster". Биология развития. 125: 145–157. Дои:10.1016 / 0012-1606 (88) 90067-х.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм "Джим Трумэн | Исследовательский кампус Джанелии". www.janelia.org. Получено 11 апреля, 2019.
  2. ^ "Исследователи из FHL | Friday Harbour Laboratories". Получено 25 апреля, 2019.
  3. ^ Itňan, Dušan & Daubnerová, Ivana. (2016). Глава 76 «Гормон эклозии», редакторы: Ёсио Такеи, Хиронори Андо, Кадзуёси Цуцуи, Справочник гормонов, Academic Press, Pages 459-e76-2, ISBN  9780128010280. Дои:10.1016 / B978-0-12-801028-0.00076-3
  4. ^ а б c Сондерс, Д. С. (2002-10-28). Часы с насекомыми (3-е изд.). Эльзевир. ISBN  9780080534718.
  5. ^ Томиока, Кендзи; 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-у. PMID  20035363.
  6. ^ Taghert, Paul H .; 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. ЧВК  3466441. PMID  23040808.
  7. ^ Venken, Koen J.T .; Симпсон, Джули Х .; Беллен, Хьюго Дж. (Октябрь 2011 г.). «Генетические манипуляции с генами и клетками нервной системы плодовой мушки». Нейрон. 72 (2): 202–230. Дои:10.1016 / j.neuron.2011.09.021. ЧВК  3232021. PMID  22017985.
  8. ^ Weeks, J.C .; Левин, Р. Б. (1990). "Постэмбриональная нейрональная пластичность и ее гормональный контроль во время метаморфоза насекомых". Ежегодный обзор нейробиологии. 13 (1): 183–194. Дои:10.1146 / annurev.ne.13.030190.001151. PMID  2183673.
  9. ^ 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. ЧВК  3419770. PMID  22578317.
  10. ^ Kim, Dongwook W .; Хирт, Франк (октябрь 2009 г.). «Генетические механизмы, регулирующие самообновление и дифференциацию стволовых клеток в центральной нервной системе Дрозофила". Адгезия и миграция клеток. 3 (4): 402–411. Дои:10.4161 / cam.3.4.8690. ISSN  1933-6926. ЧВК  2802756. PMID  19421003.
  11. ^ "Получатели премии Ньюкомба Кливленда". Американская ассоциация развития науки. Получено 2019-04-25.
  12. ^ "Фонд Джона Саймона Гуггенхайма | Все стипендиаты". Получено 2019-04-25.
  13. ^ «Победители Мемориальной премии основателей ЕКА». Энтомологическое общество Америки. Получено 2019-04-11.
  14. ^ «Мемориальная лекция и премия Вигглсворта». Королевское энтомологическое общество. 2017-05-26. Получено 2019-04-25.
  15. ^ "Джеймс Уильям Трумэн". Американская академия искусств и наук. Получено 2019-04-25.