А. Джеймс Хадспет

Американский профессор нейтробиологии

A. Джеймс Хадспет — профессор FM Kirby в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке, где он является директором Центра сенсорной нейронауки FM Kirby. Его лаборатория изучает физиологическую основу слуха .

Ранняя жизнь и образование

Будучи подростком, Джеймс Хадспет проводил лето, работая лаборантом в лаборатории нейрофизиолога Питера Келлавэя в Медицинском колледже Бейлора . ^[1] Хадспет был исключен из средней школы за смешивание опасных химикатов и другие пакости. ^[1]

Хадспет окончил Гарвардский колледж в 1967 году и получил степень магистра в Гарвардском университете в 1968 году. Он поступил в аспирантуру по нейробиологии, чтобы избежать призыва в армию, но год спустя политика была изменена, и для освобождения от призыва ему потребовалось поступить в медицинскую школу. Он учился у лауреатов Нобелевской премии Торстена Визеля и Дэвида Хьюбела . Он закончил обе программы и получил докторскую степень в 1973 году и степень доктора медицины в 1974 году, обе в Гарвардском университете . ^{[1] [2]}

Он начал постдокторскую стажировку с Оке Флоком в Каролинском институте , но вскоре вернулся в Гарвардскую медицинскую школу . ^{[1] [2]}

Карьера

После получения докторской степени Хадспет был профессором в Калифорнийском технологическом институте с 1975 по 1983 год. ^[2] Затем он перешел в Медицинскую школу Калифорнийского университета в Сан-Франциско , где был профессором с 1983 по 1989 год. Он руководил программой по нейронауке в Юго-Западном медицинском центре Техасского университета с 1989 по 1995 год, когда отделение было закрыто. ^[1] В 1995 году он был принят на работу в Рокфеллеровский университет . ^{[1] [3]}

Хадспет является исследователем HHMI с 1993 года. ^[4]

Исследовать

Исследования Хадспета сосредоточены на нейросенсорной потере слуха и ухудшении состояния волосковых клеток , сенсорных клеток улитки. ^[5] Смелая интерпретация Хадспетом данных, полученных в ходе его тщательного экспериментального исследования, в сочетании с биофизическим моделированием позволила ему впервые предположить, что чувство слуха зависит от канала, который открывается механической силой: ^[6] Волосковые клетки, расположенные во внутреннем ухе, воспринимают звук, когда их апикальный конец, состоящий из пучка нитей, изгибается в ответ на движение, вызванное этим звуком. Активированная волосковая клетка быстро заполняется кальцием, поступающим извне клетки, что, в свою очередь, активирует высвобождение нейротрансмиттеров, которые запускают сигнал в мозг. Хадспет предположил существование «запорной пружины», открываемой прямой механической силой, которая откроет гипотетический канал, отвечающий за поступление ионов кальция. Гипотеза основывалась на следующих доказательствах: ^[7] 1) Часть энергии, необходимой для изгиба пучка нитей, была таинственным образом потеряна, но могла быть объяснена, если бы она использовалась для открытия этой пружины затвора, 2) Вход ионов кальция длился микросекунды, это настолько быстро, что только прямое открытие - без каскада химических реакций - могло объяснить это и 3) Хадспет протестировал модельный аналог открытия двери с помощью веревки, прикрепленной к дверной ручке, и продемонстрировал, что аналогичный процесс происходил, когда нити волосковой клетки двигались. Более того, микроскопические доказательства показали существование такой струнообразной структуры, привязывающей кончик одной нити к стороне и соседней нити, которая могла быть неуловимой пружиной затвора; ^[7] эта веревка - называемая концевой связью - напрягалась бы, если бы пучок нитей был согнут, а затем открывала бы канал. Хотя точная идентичность белков, образующих концевую связь ^[8] и механочувствительный канал ^[9], все еще остается спорной 30 лет спустя. Гипотеза Хадспета была верной и основополагающей для понимания чувства слуха .

Известные публикации

• Холтон Т. и А. Дж. Хадспет. Микромеханический вклад в кохлеарную настройку и тонотопическую организацию. Science (1983); 222 (4623): 508–510 ^[10]
• DP Corey, AJ Hudspeth Кинетика рецепторного тока в мешотчатых волосковых клетках лягушки-быка. J. Neurosci., 3 (1983): 962-976 ^[6]
• Rosenblatt KP, Sun ZP, Heller S, AJ Hudspeth Распределение Ca2+-активируемых изоформ K+ каналов вдоль тонотопического градиента улитки цыпленка. Neuron (1997): 19(5): 1061–1075 ^[11] (примечание: это исследование было продолжено несколько лет спустя с использованием новых доступных технологий ^[12] )
• AJ Hudspeth Как происходит слух. NEURON (1997): 19(5): 947-950 ^[13]
• Lopez-Schier H, Starr CJ, Kappler JA, Kollmar R, AJ Hudspeth   Направленная миграция клеток устанавливает оси планарной полярности в заднем органе боковой линии данио-рерио.  Dev CELL (2004): 7(3):401–412 ^[14]
• Чан ДК, А. Дж. Хадспет   Нелинейное усиление тока Ca2+, вызванное улиткой млекопитающих in vitro . Nature Neuro (2005): 8(2):149–155 ^[15]
• Козлов АС, Рислер Т, А. Дж. Хадспет   Когерентное движение стереоцилий обеспечивает согласованное управление каналами передачи волосковых клеток. Nature Neuro (2007): 10(1):87–92 ^[16]
• Козлов АС, Баумгарт Дж, Рислер Т, Верстиг КП, А. Дж. Хадспет Силы между кластеризованными стереоцилиями минимизируют трение в ухе в субнанометровом масштабе. Природа. (2011): 474 (7351):376–9 ^[17]
• Фишер JA, Нин F, Рейхенбах T, Ютайя RC, А. Дж. Хадспет Пространственная картина кохлеарного усиления Нейрон (2012): 76(5):989–9 ^[18]

Награды

• Премия У. Олдена Спенсера 1985 г.
• 1991 Премия имени К.С. Коула, Биофизическое общество
• Премия Чарльза А. Даны 1994 года
• Премия Розенштиля 1996 года
• Премия за заслуги 2002 г., Ассоциация исследований в области отоларингологии. Силы между кластеризованными стереоцилиями минимизируют трение в ухе в субнанометровом масштабе. Козлов А.С., Баумгарт Дж., Рислер Т., Верстиг КП., А.Дж. Хадспет. Nature. 22 мая 2011 г.;474(7351):376-9. doi: 10.1038/nature10073.
• Премия Ральфа У. Джерарда 2003 года, Общество нейронауки
• Премия Гийо 2010 г., Университет Гронингена ^[2]
• Избранный член Национальной академии наук и Американской академии искусств и наук.
• 2015 Избранный член Американского философского общества ^[19]
• Премия Кавли 2018 года в области нейронауки (совместно с Кристин Пети и Робертом Феттиплейсом )
• Премия Луизы Гросс Хорвиц 2020 года (совместно с Кристин Пети и Робертом Феттиплейсом ). ^[20]

Ссылки

1. "Уши имеют это". Ученый .
2. "А. Джеймс Хадспет – Наши ученые". Наши ученые .
3. «Университет Рокфеллера » Ученые и исследования». www2.rockefeller.edu .
4. "А. Джеймс Хадспет, доктор медицины, доктор философии | HHMI.org". HHMI.org .
5. "Джеймс Хадспет, доктор медицины, доктор философии | Duke Neurobiology". www.neuro.duke.edu . Архивировано из оригинала 2016-03-09 . Получено 2018-05-23 .
6. Hudspeth, AJ; Corey, DP (май 1983). "Corey, DP, Hudspeth, AJ (1983) Kinetics of the receptor current in bullfrog saccular hair cells J Neuro 3 (5): 962–976: В этой статье впервые утверждается прямое механическое открытие, необходимое для чувства слуха". Journal of Neuroscience . 3 (5): 962–976. doi : 10.1523/JNEUROSCI.03-05-00962.1983 . PMC 6564517 . PMID  6601694. 
7. Hudspeth, AJ (1989). "AJ Hudspeth (1989) Как работает ухо Nature 341 стр. 397-404". Nature . 341 (6241): 397–404. doi :10.1038/341397a0. PMID  2677742. S2CID  33117543.
8. Bartsch, TF; Hengel, FE; Oswald, A.; Dionne, G.; Chipendo, IV; Mangat, SS; El Shatanofy, M.; Shapiro, L.; Müller, U.; Hudspeth, AJ (2019). "Bartsch TF & Hudspeth AJ. et al (2019) Elasticity of Individual protocadherin 15 Molecules implicates tip links as the gating springs for listening. Proc Natl Acad Sci US A. 28; 116(22):11048-11056". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (22): 11048–11056. doi : 10.1073/pnas.1902163116 . PMC 6561218. PMID  31072932 . 
9. Qiu, X.; Müller, U. (2018). "Qiu, X., & Müller, U. (2018). Механически управляемые ионные каналы в волосковых клетках млекопитающих. Frontiers in cellular neuroscience, 12, 100". Frontiers in Cellular Neuroscience . 12 : 100. doi : 10.3389/fncel.2018.00100 . PMC 5932396 . PMID  29755320. 
10. Холтон, Т.; Хадспет, А.Дж. (1983). «В этом исследовании 1983 года были проведены количественные измерения движения отдельных пучков волос в иссеченном препарате улитки, стимулированном на слуховых частотах. Угловое смещение пучков волос является частотно-избирательным и тонотопически организованным, что демонстрирует существование микромеханического механизма настройки». Science . 222 (4623): 508–10. doi :10.1126/science.6623089. PMID  6623089.
11. Rosenblatt, KP; Sun, ZP; Heller, S.; Hudspeth, AJ (1997). «Это эпохальное исследование было представлено в учебнике «Молекулярная клеточная биология» Дж. Э. Дарнелла». Neuron . 19 (5): 1061–75. doi : 10.1016/S0896-6273(00)80397-9 . PMID  9390519. S2CID  18165145.
12. Миранда-Роттманн, С.; Козлов, А.С.; Хадспет, А.Дж. (2010). «Повторный взгляд на то, как молекулярный градиент калиевого канала позволяет куриной улитке воспринимать постепенно более низкие тона вдоль своей структуры». Молекулярная и клеточная биология . 30 (14): 3646–60. doi :10.1128/MCB.00073-10. PMC 2897565. PMID  20479127 . 
13. Хадспет, А. Дж. (ноябрь 1997 г.). «В этом обзоре А. Дж. Хадспет объясняет биофизику слуха в свете своего собственного огромного вклада в эту область». Neuron . 19 (5): 947–950. doi : 10.1016/S0896-6273(00)80385-2 . PMID  9390507. S2CID  16020028.
14. Лопес-Шиер, Х.; Старр, К.Дж.; Капплер, JA; Коллмар, Р.; Хадспет, А.Дж. (2004). «Это исследование показывает эмбриональное развитие клеток har, необходимых для направленного движения данио-рерио в воде». Developmental Cell . 7 (3): 401–12. doi : 10.1016/j.devcel.2004.07.018 . PMID  15363414.
15. Чан, Д.К.; Хадспет, А.Дж. (2005). «Эти результаты предполагают, что ток Ca2+ управляет активным процессом улитки, и они подтверждают гипотезу о том, что активная подвижность пучков волосков лежит в основе кохлеарного усиления». Nature Neuroscience . 8 (2): 149–55. doi :10.1038/nn1385. PMC 2151387 . PMID  15643426. 
16. Козлов, А.С.; Рислер, Т.; Хадспет, А.Дж. (2007). «Исследование, показывающее скоординированное движение всего пучка нитей волосковых клеток». Nature Neuroscience . 10 (1): 87–92. doi :10.1038/nn1818. PMC 2174432 . PMID  17173047. 
17. Hudspeth, AJ; Versteegh, Corstiaen PC; Risler, Thomas; Baumgart, Johannes; Kozlov, Andrei S. (июнь 2011 г.). «Сочетание экспериментов с высоким разрешением и детального численного моделирования взаимодействий жидкости и структуры раскрывает физические принципы, лежащие в основе основных структурных особенностей пучков волос, и количественно показывает, как эти органеллы адаптированы к потребностям чувствительной механотрансдукции». Nature . 474 (7351): 376–379. doi :10.1038/nature10073. PMC 3150833 . PMID  21602823. 
18. Фишер, JA; Нин, F.; Рейхенбах, T.; Ютайя, RC; Хадспет, AJ (2012). «Пространственная модель кохлеарного усиления, заметка: представлена ​​на обложке этого выпуска журнала». Neuron . 76 (5): 989–97. doi :10.1016/j.neuron.2012.09.031. PMC 3721062 . PMID  23217746. 
19. "История членства в APS". search.amphilsoc.org . Получено 2021-02-22 .
20. Премия Луизы Гросс Хорвиц 2020 г.