stringtranslate.com

Хьюго Дж. Беллен

Хьюго Дж. Беллен — профессор Медицинского колледжа Бейлора и почетный исследователь Медицинского института Говарда Хьюза [8] , который изучает генетику и нейробиологию на модельном организме Drosophila melanogaster , плодовой мушке.

Образование и карьера

Хьюго Беллен — заслуженный профессор медицинского колледжа Бейлора (BCM) на кафедрах молекулярной и человеческой генетики и нейронауки, а также почетный исследователь в Медицинском институте Говарда Хьюза. Родом из Бельгии, доктор Беллен получил степень в области бизнес-инжиниринга в Школе бизнеса Сольвея в Брюссельском университете, степень по пред-ветеринарному делу в Антверпенском университете и докторскую степень в области ветеринарной медицины в Гентском университете. Он получил докторскую степень по генетике в Калифорнийском университете в Дэвисе и завершил постдокторское исследование в лаборатории доктора Вальтера Геринга в Базельском университете в Швейцарии. Он начал свою независимую карьеру в качестве исследователя HHMI в BCM в 1989 году и присоединился к Неврологическому научно-исследовательскому институту в Техасской детской больнице с момента его основания в 2011 году.

Группа доктора Беллена, одного из ведущих мировых исследователей генетики дрозофилы (плодовой мушки), внесла значительный вклад в наше понимание развития нервной системы, синаптической передачи и механизмов нейродегенерации. Будучи главой проекта Drosophila Gene Disruption Project, его лаборатория разработала многочисленные сложные генетические инструменты и создала десятки тысяч реагентов, которые преобразили биологию дрозофилы.

Текущие исследования доктора Беллена сосредоточены на открытии новых генов человеческих болезней и выяснении патогенных механизмов нейродегенеративных и нейроразвивающихся заболеваний с использованием плодовых мушек в сотрудничестве с генетиками человека по всему миру. Его лаборатория является домом Центра скрининга модельных организмов для сети недиагностированных заболеваний Национальных институтов здравоохранения. [9] За последние несколько лет он добился больших успехов в решении ключевых проблем, связанных с атаксией Фридрейха, болезнью Альцгеймера, боковым амиотрофическим склерозом и болезнью Паркинсона. [10]

Доктор Беллен подготовил 38 аспирантов, включая 7 студентов MSTP , и 43 постдокторанта, которые добились успеха в карьере в академической среде и промышленности. В настоящее время в лаборатории обучаются 18 стажеров, включая смесь аспирантов и постдокторантов. Доктор Беллен получил президентскую премию BCM за выдающиеся достижения в области лидерства в науке и наставничестве в исследованиях в 2018 году.

Доктор Беллен организовал множество национальных и международных встреч. В настоящее время он является соорганизатором TAGC 2020, конференции Allied Genetics, которая состоится в Вашингтоне, округ Колумбия, в 2020 году. Он был членом редакционной коллегии журнала Journal of Cell Biology в течение 15 лет и в настоящее время является членом редакционных коллегий eLife, PLoS Biology и Genetics. Он является председателем научного консультативного совета Bloomington Drosophila Stock Center и членом научных консультативных советов FlyBase , NHGRI Alliance of Genome Resources, Gill Center for Biomolecular Science и INADcure Foundation. Ранее он входил в научные консультативные советы Института Макса Планка в Геттингене, Германия, Academia Sinica в Тайбэе, Тайвань, KAIST в Тэджоне, Корея, и VIB в Лёвене, Бельгия.

Награды доктора Беллена включают премию Джорджа Бидла от Американского общества генетики ; премию Линды и Джека Гилла за выдающиеся заслуги в области нейронауки от Университета Индианы; стипендию имени Миегуньяха за выдающиеся достижения в области приглашения от Университета Мельбурна; премию выдающегося выпускника от Калифорнийского университета в Дэвисе; премию Майкла Э. Дебейки, доктора медицины, за выдающиеся достижения в области исследований и премию факультета декана за выдающиеся достижения в области последипломного образования от Медицинского колледжа Бейлора. Доктор Беллен более 20 лет занимал должность директора аспирантской программы BCM по биологии развития. Он также является профессором биологии развития имени Марша Даймса и профессором генетики имени Чарльза Дарвина в Медицинском колледже Бейлора. Он является членом Американской академии искусств и наук и членом Национальной академии наук.

Исследовать

Нейродегенерация

Текущие исследования доктора Беллена сосредоточены на попытке расшифровать механизмы, посредством которых мутации в определенных генах вызывают нейродегенерацию , и с этой целью он и его коллеги провели беспристрастный прямой генетический скрининг на плодовых мушках, который выявил прогрессирующее снижение функции и морфологии фоторецепторных нейронов. [11] На сегодняшний день группа доктора Беллена, используя эту стратегию, обнаружила более 165 генов, которые вызывают нейродегенеративный фенотип при мутации. [12] Многие из этих генов кодируют гомологи человеческих генов, которые, как известно, вызывают нейродегенеративные заболевания, включая боковой амиотрофический склероз (БАС) (болезнь Лу Герига), [13] болезнь Шарко-Мари-Тута (ШМТ), [14] болезнь Паркинсона (БП), [15] болезнь Альцгеймера (БА), синдром Лея , [16] и другие, и эти исследования помогут обеспечить гораздо лучшее понимание молекулярных механизмов, посредством которых происходит нейродегенерация. Преобладающей темой среди этих мутантов, по-видимому, является дисфункция нейрональных митохондрий и возрастающая неспособность справляться с окислительным стрессом , что проявляется в виде липидных капель . [17]

Технологии

Беллен был пионером в разработке новых технологий, которые ускоряют исследования Drosophila и в настоящее время используются большинством лабораторий по изучению мух. Беллен был лидером в разработке обнаружения энхансера, опосредованного элементом P , что позволяет обнаруживать и манипулировать генами, и послужило стимулом для совместного и продолжающегося проекта по созданию коллекции вставок для сообщества. Кроме того, Беллен и его коллеги разработали новую технологию трансформации, которая позволяет осуществлять сайт-специфическую интеграцию очень больших фрагментов ДНК, [18] что привело к созданию коллекции мух, несущих молекулярно определенные дупликации для более чем 90% X-хромосомы Drosophila. [19] Сотни исследователей Drosophila используют эту коллекцию. Совсем недавно его лаборатория создала новый транспозируемый элемент (MiMIC) [20] , который позволяет проводить еще больше манипуляций с помощью RMCE ( recombinase-mediated cassette exchange ), таких как маркировка и нокдаун белков [21] [22] и крупномасштабная гомологичная рекомбинация . Его исследования постоянно развиваются в соответствии с меняющимися технологиями, чтобы соответствовать потребностям сообщества Drosophila.

Высвобождение нейротрансмиттера

Беллен внес многочисленные важные вклады в область синаптической передачи у дрозофилы. С помощью беспристрастных прямых генетических скринингов, разработанных для обнаружения нарушений в нейронной функции, он обнаружил много генов, участвующих в синаптической передаче, и использовал обратную генетику , чтобы помочь установить их функцию. Его лаборатория была первой, кто предоставил in vivo доказательства того, что синаптотагмин 1 функционирует как основной сенсор кальция в синаптической передаче [23] и что синтаксин-1A играет решающую роль в слиянии синаптических пузырьков (СВ) in vivo . [24] Его лаборатория показала, что эндофилин [25] и синаптожанин [26] контролируют раздевание СВ, что компонент V0 v-АТФазы влияет на слияние СВ, [27] что синаптические митохондрии контролируют динамику СВ, [28] и, кроме того, открыл новый кальциевый канал, участвующий в биогенезе СВ. [29] Его новаторская работа по исследованию молекул, перемещающихся через синаптические везикулы, была позднее подтверждена на мышах.

Развитие нейронов

Беллен и коллеги внесли важный вклад в наше понимание развития периферической нервной системы Drosophila и тонкой настройки аспектов сигнализации Notch во время этого процесса. Эти открытия были сделаны путем проведения множественных прямых генетических скринингов с использованием мутагена, этилметансульфоната , а также элементов P. Они обнаружили белок Senseless [30] , который необходим для развития периферической нервной системы путем усиления действия пронейральных белков и подавления действия Enhancer расщепленных белков. [31] Они также открыли белок Rumi [32] и определили, что он необходим для O -гликозилирования Notch во многих различных участках, и обнаружили, что эти участки влияют на расщепление Notch на мембране. Их исследование также выявило критическую аминокислоту белка Notch, которая модулирует его связывание с Serrate. [33] Наконец, они помогли выяснить функции нескольких других белков, участвующих в пути Notch, включая роли Wasp/Arp2/3, [34] Sec15, [35] Tempura, [36] и EHBP-1 [37] в обработке и передаче сигналов Delta.

Личная жизнь

В молодости доктор Беллен работал вышибалой в баре в родной Бельгии. Доктор Беллен каждый день ездит на работу на винтажном мотоцикле 1960-х годов.

Ссылки

  1. ^ «Беллен, Хьюго Дж. - Награды Дебейки - Медицинский колледж Бэйлора, Хьюстон, Техас» .
  2. ^ "Alumni Awards". Архивировано из оригинала 2016-03-05.
  3. ^ «Центр Гилла при Университете Индианы чествует Хьюго Дж. Беллена и Гопин Фэна за достижения в области нейронауки».
  4. ^ Беллен, Х. Дж. (2014). «Выживание наиболее приспособленных инструментов». Генетика . 198 (2): 427–8. doi :10.1534/genetics.114.169110. PMC 4196594. PMID  25316776 . 
  5. ^ «Science Matters-Архив блога-Что мухи рассказывают нам о нейродегенеративных заболеваниях человека».
  6. ^ "Выборы NAS 2020" . Получено 28.04.2020 .
  7. ^ "Выборы Американской академии искусств и наук 2020 года" . Получено 21 апреля 2020 г.
  8. ^ "Исследователи Медицинского института Говарда Хьюза: Хьюго Дж. Беллен, доктор ветеринарной медицины, доктор философии" . Получено 24 августа 2014 г.
  9. ^ "Сеть недиагностированных заболеваний (UDN) | NRI". nri.texaschildrens.org . Получено 17.11.2019 .
  10. ^ Чен, Кучуань; Хо, Тэмми Сзу-Ю; Линь, Гуан; Тан, Кай Ли; Расбанд, Мэтью Н.; Беллен, Хьюго Дж. (2016). «Утрата фратаксина активирует путь железа/сфинголипида/PDK1/Mef2 у млекопитающих». eLife . 5 . doi : 10.7554/eLife.20732 . ISSN  2050-084X. PMC 5130293 . PMID  27901468. 
  11. ^ Ямамото С., Джайсвал М., Чанг В.Л., Гамбин Т., Караджа Э., Мирзаа Г., Вишневски В., Сандовал Х., Хелтерман Н.А., Сюн Б., Чжан К., Баят В., Дэвид Г., Ли Т, Чен К., Гала У, Харель Т., Пехливан Д., Пенни С., Виссерс Л.Е., де Лигт Дж., Джангиани С.Н., Се Ю, Цанг Ш, Парман Ю, Сивачи М, Батталоглу Е , Музни Д, Ван ЮВ, Лю З, Лин-Мур А.Т., Кларк РД, Карри СиДжей, Линк Н, Шульце К.Л., Бурвинкль Е, Добинс В.Б., Алликметс Р., Гиббс Р.А., Чен Р., Лупски-младший, Ванглер М.Ф., Беллен Х.Дж. (2014). «Генетический ресурс мутантов Drosophila для изучения механизмов, лежащих в основе генетических заболеваний человека». Cell . 159 (1): 200–14. doi :10.1016/j.cell.2014.09.002. PMC 4298142 . PMID  25259927. 
  12. ^ Хелтерман Н.А., Цзян Л., Ли Ю, Баят В., Сандовал Х., Угур Б., Тан К.Л., Чжан К., Бэй Д., Сюн Б., Чанг В.Л., Басби Т., Джавайд А., Дэвид Г., Джайсвал М., Венкен К.Дж., Ямамото С., Чен Р., Беллен Х.Дж. (2014). «Крупномасштабная идентификация химически индуцированных мутаций у Drosophila melanogaster». Геном Рез . 24 (10): 1707–18. дои : 10.1101/гр.174615.114. ПМК 4199363 . ПМИД  25258387. 
  13. ^ Tsuda H, Han SM, Yang Y, Tong C, Lin YQ, Mohan K, Haueter C, Zoghbi A, Harati Y, Kwan J, Miller MA, Bellen HJ (2008). «Белок бокового амиотрофического склероза 8 VAPB расщепляется, секретируется и действует как лиганд для рецепторов Eph». Cell . 133 (6): 963–77. doi :10.1016/j.cell.2008.04.039. PMC 2494862 . PMID  18555774. 
  14. ^ Sandoval H, Yao CK, Chen K, Jaiswal M, Donti T, Lin YQ, Bayat V, Xiong B, Zhang K, David G, Charng WL, Yamamoto S, Duraine L, Graham BH, Bellen HJ (2014). «Слияние митохондрий, но не деление, регулирует личиночный рост и синаптическое развитие посредством выработки стероидных гормонов». eLife . 3 : e03558. doi : 10.7554/eLife.03558 . PMC 4215535 . PMID  25313867. 
  15. ^ Ван С., Тан К.Л., Агосто М.А., Сюн Б., Ямамото С., Сандовал Х., Джайсвал М., Баят В., Чжан К., Чанг В.Л., Дэвид Г., Дюрейн Л., Венкатачалам К., Венсель Т.Г., Беллен Х.Дж. (2014). «Комплекс ретромера необходим для переработки родопсина, и его потеря приводит к дегенерации фоторецепторов». ПЛОС Биол . 12 (4): e1001847. дои : 10.1371/journal.pbio.1001847 . ПМЦ 4004542 . ПМИД  24781186. 
  16. ^ Чжан К., Ли З., Джайсвал М., Баят В., Сюн Б., Сандовал Х., Чанг В.Л., Дэвид Г., Хаутер С., Ямамото С., Грэм Б.Х., Беллен Х.Дж. (2013). «Гомолог C8ORF38 Sicily является цитозольным шапероном субъединицы I митохондриального комплекса». J Клеточная Биол . 200 (6): 807–20. дои : 10.1083/jcb.201208033. ПМК 3601355 . ПМИД  23509070. 
  17. ^ Лю Л., Чжан К., Сандовал Х., Ямамото С., Джайсвал М., Санс Э., Ли З., Хуэй Дж., Грэм Б.Х., Кинтана А., Беллен Х.Дж. (2015). «Глиальные липидные капли и АФК, вызванные митохондриальными дефектами, способствуют нейродегенерации». Клетка . 160 (1–2): 177–90. дои : 10.1016/j.cell.2014.12.019. ПМЦ 4377295 . ПМИД  25594180. 
  18. ^ Venken KJ, He Y, Hoskins RA, Bellen HJ (2006). "P[acman]: трансгенная платформа BAC для целенаправленной вставки больших фрагментов ДНК в D. melanogaster". Science . 314 (5806): 1747–51. Bibcode :2006Sci...314.1747V. doi : 10.1126/science.1134426 . PMID  17138868. S2CID  33007215.
  19. ^ Venken KJ, Popodi E, Holtzman SL, Schulze KL, Park S, Carlson JW, Hoskins RA, Bellen HJ, Kaufman TC (2010). «Молекулярно определенный набор дупликаций для X-хромосомы Drosophila melanogaster». Genetics . 186 (4): 1111–25. doi :10.1534/genetics.110.121285. PMC 2998297 . PMID  20876565. 
  20. ^ Venken KJ, Schulze KL, Haelterman NA, Pan H, He Y, Evans-Holm M, Carlson JW, Levis RW, Spradling AC, Hoskins RA, Bellen HJ (2011). "MiMIC: высокоуниверсальный ресурс для вставки транспозонов для проектирования генов Drosophila melanogaster". Nat Methods . 8 (9): 737–43. doi :10.1038/nmeth.1662. PMC 3191940 . PMID  21985007. 
  21. ^ Nagarkar-Jaiswal S, Lee PT, Campbell ME, Chen K, Anguiano-Zarate S, Gutierrez MC, Busby T, Lin WW, He Y, Schulze KL, Booth BW, Evans-Holm M, Venken KJ, Levis RW, Spradling AC, Hoskins RA, Bellen HJ (2015). «Библиотека MiMIC позволяет маркировать гены и осуществлять обратимый, пространственный и временной нокдаун белков у дрозофилы». eLife . 4 : e05338. doi : 10.7554/elife.05338 . PMC 4379497 . PMID  25824290. 
  22. ^ Нагаркар-Джайсвал С., ДеЛука С.З., Ли П.Т., Лин В.В., Пан Х., Цзо З., Лев Дж., Спрэдлинг AC, Bellen HJ (2015). «Набор генетических инструментов для маркировки интронных генов, содержащих MiMIC». электронная жизнь . 4 : e08469. дои : 10.7554/elife.08469 . ПМЦ 4499919 . ПМИД  26102525. 
  23. ^ Littleton JT, Stern M, Schulze K, Perin M, Bellen HJ (1993). «Мутационный анализ синаптотагмина Drosophila демонстрирует его существенную роль в высвобождении нейротрансмиттера, активируемого Ca(2+)». Cell . 74 (6): 1125–34. doi :10.1016/0092-8674(93)90733-7. PMID  8104705. S2CID  41084119.
  24. ^ Шульце КЛ, Броди К, Перин М.С., Беллен Х.Дж. (1995). «Генетические и электрофизиологические исследования синтаксина-1А дрозофилы демонстрируют его роль в ненейрональной секреции и нейротрансмиссии». Cell . 80 (2): 311–20. doi : 10.1016/0092-8674(95)90414-x . PMID  7834751. S2CID  13024777.
  25. ^ Verstreken P, Kjaerulff O, Lloyd TE, Atkinson R, Zhou Y, Meinertzhagen IA, Bellen HJ (2002). «Мутации эндофилина блокируют эндоцитоз, опосредованный клатрином, но не высвобождение нейротрансмиттера». Cell . 109 (1): 101–12. doi : 10.1016/s0092-8674(02)00688-8 . PMID  11955450. S2CID  11752921.
  26. ^ Verstreken P, Koh TW, Schulze KL, Zhai RG, Hiesinger PR, Zhou Y, Mehta SQ, Cao Y, Roos J, Bellen HJ (2003). «Синаптоянин привлекается эндофилином для содействия распутыванию синаптических пузырьков». Neuron . 40 (4): 733–48. doi : 10.1016/s0896-6273(03)00644-5 . PMID  14622578. S2CID  14150492.
  27. ^ Hiesinger PR, Fayyazuddin A, Mehta SQ, Rosenmund T, Schulze KL, Zhai RG, Verstreken P, Cao Y, Zhou Y, Kunz J, Bellen HJ (2005). "Субъединица a1 v-ATPase V0 необходима для позднего этапа экзоцитоза синаптических везикул у Drosophila". Cell . 121 (4): 607–20. doi :10.1016/j.cell.2005.03.012. PMC 3351201 . PMID  15907473. 
  28. ^ Verstreken P, Ly CV, Venken KJ, Koh TW, Zhou Y, Bellen HJ (2005). «Синаптические митохондрии имеют решающее значение для мобилизации везикул резервного пула в нервно-мышечных соединениях дрозофилы». Neuron . 47 (3): 365–78. doi : 10.1016/j.neuron.2005.06.018 . PMID  16055061. S2CID  11579820.
  29. ^ Yao CK, Lin YQ, Ly CV, Ohyama T, Haueter CM, Moiseenkova-Bell VY, Wensel TG, Bellen HJ (2009). «Ca2+-канал, связанный с синаптической везикулой, способствует эндоцитозу и связывает экзоцитоз с эндоцитозом». Cell . 138 (5): 947–60. doi :10.1016/j.cell.2009.06.033. PMC 2749961 . PMID  19737521. 
  30. ^ Nolo R, Abbott LA, Bellen HJ (2000). «Senseless, фактор транскрипции Zn-finger, необходим и достаточен для развития сенсорных органов у Drosophila». Cell . 102 (3): 349–62. doi : 10.1016/s0092-8674(00)00040-4 . PMID  10975525. S2CID  4974695.
  31. ^ Jafar-Nejad H, Acar M, Nolo R, Hacin H, Pan H, Parkhurst SM, Bellen HJ (2003). «Senseless действует как бинарный переключатель во время выбора предшественника сенсорного органа». Genes Dev . 17 (23): 2966–78. doi :10.1101/gad.1122403. PMC 289154. PMID 14665671  . 
  32. ^ Acar M, Jafar-Nejad H, Takeuchi H, Rajan A, Ibrani D, Rana NA, Pan H, Haltiwanger RS, Bellen HJ (2008). «Rumi — это гликозилтрансфераза домена CAP10, которая модифицирует Notch и необходима для сигнализации Notch». Cell . 132 (2): 247–58. doi :10.1016/j.cell.2007.12.016. PMC 2275919 . PMID  18243100. 
  33. ^ Ямамото С., Чанг В.Л., Рана Н.А., Какуда С., Джайсвал М., Баят В., Сюн Б., Чжан К., Сандовал Х., Дэвид Г., Ван Х., Халтивангер Р.С., Беллен Х.Дж. (2012). «Мутация в повторе 8 EGF Notch различает лиганды семейства Serrate/Jagged и Delta». Наука . 338 (6111): 1229–32. Бибкод : 2012Sci...338.1229Y. дои : 10.1126/science.1228745. ПМЦ 3663443 . ПМИД  23197537. 
  34. ^ Rajan A, Tien AC, Haueter CM, Schulze KL, Bellen HJ (2009). «Комплекс Arp2/3 и WASp необходимы для апикального перемещения Delta в микроворсинки во время спецификации судьбы клеток предшественников сенсорных органов». Nat Cell Biol . 11 (7): 815–24. doi :10.1038/ncb1888. PMC 3132077. PMID  19543274 . 
  35. ^ Jafar-Nejad H, Andrews HK, Acar M, Bayat V, Wirtz-Peitz F, Mehta SQ, Knoblich JA, Bellen HJ (2005). "Sec15, компонент экзоцисты, способствует передаче сигналов Notch во время асимметричного деления предшественников сенсорных органов Drosophila". Dev Cell . 9 (3): 351–63. doi : 10.1016/j.devcel.2005.06.010 . PMID  16137928.
  36. ^ Чанг В.Л., Ямамото С., Джайсвал М., Баят В., Сюн Б., Чжан К., Сандовал Х., Дэвид Г., Гиббс С., Лу ХК, Чен К., Гиагцоглу Н., Беллен Х.Дж. (2014). «Drosophila Tempura, новая альфа-субъединица пренилтрансферазы, регулирует передачу сигналов Notch через Rab1 и Rab11». ПЛОС Биол . 12 (1): e1001777. дои : 10.1371/journal.pbio.1001777 . ПМЦ 3904817 . ПМИД  24492843. 
  37. ^ Giagtzoglou N, Yamamoto S, Zitserman D, Graves HK, Schulze KL, Wang H, Klein H, Rogiers F, Bellen HJ (2012). "dEHBP1 контролирует экзоцитоз и рециркуляцию Delta во время асимметричных делений". J Cell Biol . 196 (1): 65–83. doi :10.1083/jcb.201106088. PMC 3255984. PMID  22213802 . 

Внешние ссылки