Стивен Дж. Смит — заслуженный исследователь в Институте мозга Аллена [1] и почетный профессор молекулярной и клеточной физиологии в Стэнфордском университете [2]. Он занимал должности преподавателя и в Медицинском институте Говарда Хьюза в Медицинской школе Йельского университета с 1980 по 1989 год. С 1990 по 2014 год он был профессором Стэнфорда, преподавая множество курсов по синаптической физиологии и клеточной микроскопии, одновременно являясь наставником многих студентов и научных сотрудников [3]. Он также преподавал на многих экспертных семинарах и летних курсах в Морской биологической лаборатории Вудс-Хоул и Лаборатории Колд-Спринг-Харбор .
Смит получил степень бакалавра в колледже Рид в 1970 году и степень доктора философии в 1977 году в Вашингтонском университете под руководством профессоров Чарльза Ф. Стивенса и Вольфхарда Алмерса. Смит был научным сотрудником Миллера в 1977-1980 годах в Калифорнийском университете в Беркли вместе с Робертом С. Цукером.
147 научных публикаций профессора Смита по нейронауке и клеточной биологии на сегодняшний день задокументированы на его странице профиля факультета Стэнфорда [2]. Некоторые публикации, которые привлекли особенно широкое и устойчивое внимание, выделены здесь, вместе с историями цитирования и точками зрения других авторов.
Докторская диссертация, стипендия и ранние исследования факультета Смита стали пионерами в изучении динамики нейронного кальция . Он разработал инновационную теорию для зависимой от активности внутриклеточной динамики кальция, а затем решил сложные проблемы создания инструментов для эмпирической проверки этой теории [4]. Затем новые инструменты были использованы для проведения первых измерений динамики кальция в нейроне позвоночных [5] и первого пространственного картирования пресинаптического кальциевого сигнала [6]. Те же самые новые инструменты позволили сделать в 1985 году совместное открытие того, что активация каналов рецепторов глутамата NMDA-типа обеспечивает приток ионов кальция [7], сигнал, лежащий в основе многих или большинства современных моделей синаптической пластичности [7].
В конце 1980-х годов лаборатория Смита использовала новый краситель флуо-3-АМ Роджера Циена, чтобы стать пионером в области видеометодов с высокой частотой кадров для визуализации динамики кальция. В 1990 году его лаборатория в Йеле опубликовала статью, демонстрирующую, что астроциты способны к форме передачи сигналов на большие расстояния, которую они назвали «кальциевыми волнами» и которая изменила многие представления о биологии нейроглиальных клеток [8].
Стэнфордская лаборатория Смита недавно адаптировала краситель FM 1-43 Уильяма Бетца для проведения первых измерений пресинаптической функции центральной нервной системы млекопитающих на уровне отдельных синапсов [9] и отдельных везикул [10]. Группа также изобрела мощный метод гистологии, названный «массивной томографией», чтобы сделать возможными пионерские исследования пресинаптических молекулярных архитектур [11] на уровне отдельных синапсов и ультраструктурных уровнях.
[1] Профиль научного персонала Института Аллена: Стивен Дж. Смит
[2] Профиль преподавателя Стэнфордского университета: Стивен Дж. Смит
[3] Профиль Neurotree: Стивен Дж. Смит
[4] Смит С.Дж., Цукер Р.С. (1980) Облегчение реакции на экворин и внутриклеточное накопление кальция в нейронах моллюсков . J Physiol 300 :167-196.
PubMed ссылается на 50 статей, цитирующих Смита и Цукера (1980)
[5] Смит С.Дж., Макдермотт А.Б., Вейт Ф.Ф. (1983) Обнаружение внутриклеточных переходов Ca2+ в симпатических нейронах с использованием арсеназо III . Nature 304 :350-352.
Перспектива раннего прогресса в измерении динамики нейронального кальция: Макберни Р.Н., Ниринг И.Р. (1985) Измерение изменений внутриклеточного свободного кальция во время потенциалов действия в нейронах млекопитающих . Журнал методов нейронауки 1985, 13:65-76.
[6] Августин Г.Дж., Чарльтон М.П., Смит С.Дж. (1985) Поступление кальция в пресинаптические терминалы кальмара с фиксированным потенциалом . J Physiol 367 :143-162.
[7] MacDermott AB, Mayer ML, Westbrook GL, Smith SJ, Barker JL (1986) Активация рецептора NMDA увеличивает концентрацию цитоплазматического кальция в культивируемых нейронах спинного мозга . Nature 321 :519-522.
PubMed ссылается на 301 статью, цитирующую MacDermott, et al. (1986)
Перспективы открытия потоков кальция NMDA и синаптической пластичности:
Маленка RC, Медведь MF (2004) LTP и LTD: позор богатства . Neuron 44:5-21.
Кеннеди МБ (2013) Синаптическая сигнализация в обучении и памяти . Cold Spring Harb Perspect Biol 8 :a016824.
Волянскис А., Франс Г., Дженсен М.С., Бортолотто З.А., Джейн Д.Е., Коллингридж Г.Л. (2015) Долгосрочное потенцирование и роль рецепторов N-метил-D-аспартата . Brain Res 1621 :5-16.
Лодж Д., Уоткинс Дж. К., Бортолотто З. А., Джейн Д. Э., Волянскис А. (2019) 1980-е годы: D-AP5, LTP и десятилетие открытий рецепторов NMDA . Neurochem Res 44 :516-530.
[8] Корнелл-Белл AH, Финкбейнер SM, Купер MS, Смит SJ: Глутамат индуцирует кальциевые волны в культивируемых астроцитах: дальняя глиальная сигнализация . Science 1990, 247 :470-473.
PubMed ссылается на 463 статьи, цитирующие Корнелла-Белла и др. (1990)
Перспективы открытия астроцитарных кальциевых волн:
Хейдон ПГ (2001) GLIA: слушание и общение с синапсом . Nat Rev Neurosci 2 :185-193.
Филдс Р.Д. (2004) Другая половина мозга . Sci Am 290 :54-61.
Cotrina ML, Nedergaard M (2004) Механизмы контроля внутриклеточного кальция в глии . В нейроглии . Под редакцией Kettenmann H, Ransom BR, стр. 229-239.
Базаргани Н., Аттвелл Д. (2016) Астроцитарная кальциевая сигнализация: третья волна . Nat Neurosci 19 :182-189.
Джон Гамильтон, «Мозг Эйнштейна раскрывает некоторые тайны разума», утренний выпуск NPR, 2 июня 2010 г.
[9] Райан ТА, Рейтер Х, Вендланд Б, Швейцер ФЭ, Циен РВ, Смит СДж (1993) Кинетика рециркуляции синаптических везикул, измеренная на отдельных пресинаптических бутонов . Нейрон 11 :713-724.
PubMed ссылается на 187 статей, цитирующих Райана и др. (1993)
Перспектива:
Murthy VN, Sejnowski TJ, Stevens CF (1997) Свойства гетерогенного высвобождения визуализированных индивидуальных гиппокампальных синапсов . Neuron 18:599-612.
[10] 22. Райан ТА, Рейтер Х, Смит СДж (1997) Оптическое обнаружение квантового пресинаптического мембранного оборота . Nature 1997 388 :478-482.
PubMed ссылается на 69 статей, цитируемых Райаном, Рейтером и Смитом (1997)
Перспектива:
Кавалали ET, Йоргенсен EM (2014) Визуализация пресинаптической функции . Nat Neurosci 17 :10-16.
[11] Мичева К.Д., Смит С.Дж. (2007) Матричная томография: новый инструмент для визуализации молекулярной архитектуры и ультраструктуры нейронных цепей . Neuron 55 :25-36.
PubMed ссылается на 332 статьи, цитирующие Мичеву и Смита (2007)
Перспективы:
Коике Т., Ямада Х. (2019) Методы матричной томографии с корреляционной световой и электронной микроскопией . Med Mol Morphol 52 :8-14.
Вакер И, Шредер Р. Р. (2013) Матричная томография . J Microsc 252 :93-99.
Эми Стэнден, «Путешествие по переулкам памяти внутри мозга», NPR KQED-QUEST, 18 ноября 2010 г.