跳到内容
14 最小读

2020年McKnight学者奖

2020年5月28日

麦克奈特神经科学捐赠基金会董事会高兴地宣布,已选出六位神经科学家来获得2020麦克奈特学者奖。

McKnight学者奖授予那些正在建立自己的独立实验室和研究事业的早期阶段,并且已经表现出对神经科学承诺的年轻科学家。 “今年的学者们充分展示了现代神经科学阐明大脑和思想生物学的力量,”加州大学洛杉矶分校(UCLA)颁奖委员会主席兼院长戴维·格芬医学院院长凯尔西·马丁(Kelsey C. Martin)博士说。自从1977年设立该奖项以来,这项享有声望的早期职业奖项已资助了240多名创新研究人员,并激发了数百项突破性发现。

“ 2020年McKnight学者利用各种模型生物中的各种方法学方法,推进了肠脑相互作用和亲子结合的神经科学,破译了小脑运动计划的计算逻辑和抑制小脑运动的基因调控逻辑。皮质,识别和表征神经元中新的氯离子通道,并使用基于结构的方法开发针对特定血清素受体的新疗法。”马丁说。 “我代表整个委员会感谢本年度的McKnight学者奖的所有申请者,感谢他们的创新奖学金和对神经科学的贡献。”

以下六位麦克奈特奖学金获得者中的每一位将获得每年75,000美元,为期三年。他们是:

史蒂芬·弗拉维尔(Steven Flavell)博士
麻省理工学院–马萨诸塞州剑桥
阐明秀丽隐杆线虫肠道信号的基本机制
研究肠道细菌如何影响大脑活动和行为。

李娜博士
贝勒医学院–德克萨斯州休斯敦
运动计划中的小脑计算
研究大脑的不同部分(包括小脑)协调以计划身体运动的过程。

Lauren O'Connell博士
斯坦福大学–加州斯坦福
婴儿脑中父母亲的神经元基础
研究在父母亲结合期间婴儿动物的大脑中发生了什么,以及该神经元过程对成年以后的决策和幸福感的影响。

邱兆柱博士
约翰霍普金斯大学–马里兰州巴尔的摩
在神经系统中发现新型氯离子通道的分子身份和功能
研究各种氯离子通道的基础基因及其在调节神经元兴奋性和突触可塑性中的作用。

Maria Antonietta Tosches博士
哥伦比亚大学–纽约,纽约
皮质抑制的基因模块和电路母题的演变。
通过研究具有简单大脑的动物中的古代神经元类型来推断大脑组织和功能的基本原理,从而探索神经回路的进化。

丹尼尔·瓦克(Daniel Wacker)博士
西奈山伊坎医学院–纽约,纽约
通过5-羟色胺受体的结构研究促进认知障碍的药物发现。
确定与认知有关的特定5-羟色胺受体的结构,并使用该结构来鉴定可以以特定方式与受体结合的化合物,从而促进药物疗法的发现。

今年的McKnight学者奖有58位申请者,代表了该国最好的年轻神经科学系。教师仅在其全职教师职位的头四年内有资格获得该奖项。除马丁外,学者奖评选委员会还包括纽约大学的Dora Angelaki博士;戈登·菲舍尔(Gordon Fishell),哈佛大学博士; Loren Frank博士,加利福尼亚大学旧金山分校; Mark Goldman博士,加利福尼亚大学戴维斯分校;理查德·穆尼(Richard Mooney),杜克大学医学院博士; Amita Sehgal博士,宾夕法尼亚大学医学院;和哥伦比亚大学的医学博士Michael Shadlen。

明年奖项的申请将于8月提供,截止日期为2021年1月4日。有关McKnight的神经科学奖项计划的更多信息,请访问捐赠基金会的网站,网址为: https://www.mcknight.org/programs/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience

关于McKnight神经科学捐赠基金

麦克奈特神经科学捐赠基金是一个独立组织,仅由明尼苏达州明尼阿波利斯市的麦克奈特基金会资助,并由全国各地著名的神经科学家委员会领导。麦克奈特基金会自1977年以来就一直支持神经科学研究。该基金会于1986年成立了捐赠基金会,以执行创始人威廉·麦克奈特(1887-1979)的宗旨之一。他是3M公司的早期领导人之一,对记忆力和脑部疾病有个人兴趣,并希望将其遗产的一部分用于帮助寻找治疗方法。捐赠基金每年颁发三种类型的奖项。除了McKnight学者奖之外,它们还获得了McKnight神经科学技术创新奖,用于为开发技术发明提供种子资金以增强大脑研究;和McKnight脑疾病神经生物学奖,该奖项旨在奖励致力于将通过转化和临床研究获得的知识应用于人脑疾病的科学家。

2020年McKnight学者奖

史蒂芬·弗拉维尔(Steven Flavell)博士 马萨诸塞州麻省理工学院Picower学习与记忆研究所助理教授

阐明秀丽隐杆线虫肠道信号的基本机制

近年来,人们对肠道微生物组(存在于消化道中的细菌混合物)及其对整体健康的影响越来越感兴趣。 Flavell博士将进行一系列实验,回答有关肠道和大脑如何相互作用,某些细菌的存在如何激活神经元以及这如何影响动物行为的基本问题。这项研究可以为人类微生物组及其对人类健康和疾病(包括神经系统疾病和精神疾病)的影响开辟新的研究领域。

对于肠道和大脑如何进行机械相互作用,人们知之甚少-细菌的存在会激活哪些神经元?他们在检测什么?它们发送什么信号以及在哪里?大脑如何处理这些信号并将其转变为行为? Flavell博士的研究将基于他的实验室对 秀丽隐杆线虫 蠕虫的简单而明确的神经系统会产生相对复杂的行为,在实验室中很容易研究。

Flavell博士和他的团队已经确定了一种特定类型的肠道神经元(内衬神经元的神经元)仅在 秀丽隐杆线虫 以细菌为食。他的实验将识别激活神经元的细菌信号,检查其他神经元在肠脑信号传导中的作用,并检查来自大脑的反馈如何影响肠细菌的检测。例如,肠神经元的 秀丽隐杆线虫 当发现细菌时会向大脑发出信号,使蠕虫放慢速度并觅食。实验将确定该过程的细微差别,例如蠕虫充满或遇到不同类型的细菌时信号和行为如何变化,以及肠神经元活动受到破坏时会发生什么。了解这些核心过程可能有助于未来的研究揭示人类肠道细菌如何与复杂的行为和神经状态联系起来。

李娜博士德克萨斯州休斯敦贝勒医学院神经科学助理教授

运动计划中的小脑计算

当计划地运动肌肉时,时机就是一切。李博士的研究使用鼠标模型比以前的研究更详细地探索了大脑在计划和运动之间的时间。大脑的古老而简化的视图用于预想进行推理的额叶皮层作为控制中心,而大脑的古老部分小脑则作为向肌肉发送信号的工具。研究人员推测,大脑的多个部分都参与了思维和计划,这种观点变得更加细微。

李博士的实验室发现,在老鼠计划动作时,前外侧运动皮层(ALM,老鼠额叶皮层的特定部分)和小脑被锁定在一个环中。到底是什么信息来回传递仍然是未知的,但是它与实际驱动肌肉的信号不同。如果即使在计划期间的瞬间连接中断,也会导致移动不正确。另一方面,大脑也可以利用这段时间将反馈转化为改进的后续动作计划,这是篮球运动员观察到失误后进行调整的方式。

李博士的实验将揭示小脑在运动计划中的作用,并定义将小脑与ALM相连的解剖结构。他将绘制小脑皮层图,并找出ALM在运动计划中激活了小脑计算中使用的一种特殊类型细胞(称为浦肯野细胞)的种群,以及它们在计划中来回发送的信号。第二个目的是探索小脑的计算方式。该实验使用经过训练的小鼠,观察到信号后的某个时间做出特定的动作。通过观察在动物未移动但准备移动的预期时间内大脑的哪些部分激活,然后通过扰动该过程,李将了解有关这些复杂的基本脑过程的更多信息。

Lauren O'Connell博士, 生物学助理教授, 斯坦福大学,加利福尼亚州斯坦福

婴儿脑中父母亲的神经元基础

父母/婴儿的结合对于人类和动物整个社区的福祉至关重要。它不仅支持身体健康,而且还会影响成年后个体的行为和选择。奥康奈尔(O'Connell)博士的工作将帮助确定婴儿期记忆是结合过程中的一部分,将追踪那些记忆印记,以识别它们如何影响未来的决策,并将探索破坏性结合的神经学影响。

该项目使用毒蛙模型,是由于父母在食物供应中看到的其父母/婴儿结合行为而选择的。毒蛙模型的另一个好处是青蛙的生理学,可以清楚地观察神经行为。结合行为是古老的,并出现在从两栖动物到哺乳动物相对保守的大脑区域。尽管已经有研究从父母的角度研究了这种结合的影响,但人们对这种结合在婴儿中的发生方式或其神经学影响知之甚少。

奥康奈尔正在研究青蛙,它们的结合行为包括by的乞讨表现,这导致父母为食物提供未受精的卵。接受食物和照料会导致ad在父母身上留下印记,这反过来又影响了s将来对伴侣的选择:它将喜欢看起来像照料者的伴侣。奥康奈尔(O'Connell)已鉴定出富含以be为食的神经元标记物,并发现这些神经元类似于那些牵涉到与人类学习和社交行为有关的一系列神经系统问题的神经元。她的研究将探索参与婴儿识别和与看护人建立联系的神经元结构,以及在以后选择伴侣时的大脑活动,以了解正常情况下每个过程中的神经元活动如何相关以及何时发生联系中断。

邱兆柱博士 约翰·霍普金斯大学生理学和神经科学助理教授,马里兰州巴尔的摩

在神经系统中发现新型氯离子通道的分子身份和功能

离子通道是大脑维持其正常功能的基石。它们控制神经元膜的电位和兴奋性以及突触传递和可塑性。它们涉及许多神经和精神疾病,因此是主要的药物靶标。许多研究集中在传导带正电离子(例如钠,钾和钙)的离子通道上。然而,关于离子通道的功能,使氯离子(最丰富的带负电离子)通过,仍然知之甚少。

主要挑战之一是编码一些不同氯离子通道的基因的身份未知。通过进行高通量基因组学筛选,邱博士和他的研究小组确定了两个新的氯化物通道家族,分别由细胞体积增加和酸性pH激活。邱博士的研究结合了电生理,生化,成像和行为技术,旨在研究这些新离子通道的神经功能,重点是神经元-神经胶质相互作用,突触可塑性以及学习和记忆。

邱博士将把这种方法扩展到大脑中其他神秘的氯离子通道。他还计划开发新的方法和工具,以在活细胞和动物的细胞和亚细胞水平上测量和操纵氯离子的浓度,目前这是该领域的主要技术障碍。他的研究将为神经系统中氯化物的调控提供重要见解。它可能导致与氯化物失调有关的神经系统疾病的新疗法。

玛丽亚·安东尼奥妮塔(Maria Antonietta) Tosches博士, 纽约州哥伦比亚大学助理教授

皮质抑制的基因模块和电路母题的演变。

将大脑视为一种工程专长,可以最佳地执行其复杂功能,这很诱人。实际上,现代大脑是由悠久的进化历史所塑造的,在进化史上的任何时刻,现有组件都被重新利用,繁衍和多样化。 Tosches博士正在进行研究,以了解这些过程,并弄清在经过数亿年进化而分离的脊椎动物中,哪些基本的神经系统得到了保护。

为此,Tosches博士正在探索GABA能神经元的进化历史,该神经元在哺乳动物中枢神经系统中起着重要的抑制作用。她先前的实验发现爬行动物和哺乳动物的GABA能神经元在遗传上相似,这表明这些神经元类型已经存在于脊椎动物的祖先中。它们还共享与两种类型的大脑中特定神经元功能相关的基因模块。在Tosches的新研究中,她将确定在sal的简单大脑中是否发现了相同的神经元类型。

该研究涉及对来自这些sal的成千上万的单个细胞进行测序,并将发现的GABA能细胞与小鼠和乌龟中的细胞进行比较,以在四足动物中建立这些神经元的统一分类法。下一步是比较它们的基因模块,以了解引起GABA能神经元亚型的遗传机制。在第二个目标中,Tosches和她的团队将在行为实验期间通过体内成像记录sal GABA能神经元的活动,并在受到刺激时跟踪这些神经元的活动。这项工作将为回路神经科学引入一种全新的动物模型,从而加深了我们对大脑在基本水平上的工作方式的理解。

丹尼尔·瓦克(Daniel Wacker)博士, 纽约州纽约州西奈山市伊坎医学院助理教授

通过5-羟色胺受体的结构研究加速认知障碍药物的发现

发现用于解决神经系统和认知障碍的药物是一个复杂且耗时的过程。许多药物靶向与成瘾有关的多巴胺受体,并且某些药物不精确并产生潜在的危险副作用。此外,某些疾病(阿尔茨海默氏症是一个突出的例子)根本没有药物治疗。 Wacker博士提出了一种新的药物发现方法,该方法着眼于特定的5-羟色胺受体(与激活多巴胺系统的风险不同),仔细地在分子水平上绘制该受体的结构图,并寻找能够以特定的方式与该受体结合。

受体,称为5-HT7R是在1990年代中期发现的,是12种已知的血清素受体之一。它已被确定为认知障碍疗法的有希望的靶标,但对此知之甚少。 Wacker博士建议使用X射线晶体学对受体的纯化样品进行受体的结构研究。他将研究药物如何与受体结合并向结构引入突变,以了解其如何影响结合和相互作用。目的是找到能够以特定方式仅激活该受体的化合物。

为了找到这些可能的药物,瓦克的团队将对数亿种化合物进行计算机搜索,将其3D结构与受体的3D模型进行比较,以找出最可能“适合”的化合物。我们将对最有前景的潜在客户进行更严格的检查,并将在实验室中测试一些特别有前途的候选人。与可能需要数年甚至数十年的传统药物试验过程相比,这种计算机化过程提供了机会,可以根据其结构从根本上预筛选药物并加快其开发速度。

话题: McKnight神经科学捐赠基金, 学者奖

2020年5月

简体中文
English ˜اَف صَومالي Deutsch Français العربية ພາສາລາວ Tiếng Việt हिन्दी 한국어 ភាសាខ្មែរ Tagalog Español de Perú Español de México Hmoob አማርኛ 简体中文