ピーター・ヘーゲマン

German biophysicist

ピーター・ヘーゲマン
ヘーゲマンは2015年にハーティ神経科学上級研究教授職に就任した。
生まれる(1954-12-11)1954年12月11日[2]
母校マックス・プランク生化学研究所
ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン
ミュンスター大学
知られているチャネルロドプシンの発見
子供たち3
受賞歴ルイザ・グロス・ホロウィッツ賞、
アルバート・ラスカー基礎医学研究賞、
ショー生命科学医学賞、
ウォーレン・アルパート財団賞、カナダ
・ランフォード賞
、ガードナー国際賞
、オットー・ウォーバーグ賞、
ハーヴェイ賞、
マスリー賞、ブレイン

、ルイ・ジャンテ医学賞、
ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ賞
、ワイリー生物医学賞
科学者としてのキャリア
フィールド生物物理学
オプトジェネティクス
機関ベルリン・フンボルト大学、
レーゲンスブルク大学
、マックス・プランク生化学研究所
、シラキュース大学
論文ハロバクテリウム ハロビウムにおけるハロロドプシンの塩化物ポンプ: Untersuchungen zur Struktur und Funktion  (1984)
博士課程の指導教員ディーター・エスターヘルト[1]

ピーター・ヘーゲマン(1954年12月11日生まれ)は、ドイツのベルリン・フンボルト大学生命科学生物学科の神経科学のハーティ上級研究員および実験生物物理学教授である。 [3] [4]彼は、によって制御され、光センサーとして機能するイオンチャネルの一種であるチャネルロドプシンの発見で知られている。これにより、光を当てることで特定のニューロンの活動を制御する技術であるオプトジェネティクスの分野が創設された。彼は、ランフォード賞ショー生命科学・医学賞アルバート・ラスカー基礎医学研究賞など、数々の賞を受賞している

幼少期と教育

ヘーゲマンは1954年にミュンスターで生まれたが、アーヘンで育った[5]両親、兄弟、祖父2人を含め、近親者および親戚の多くは医師である。中等教育は文系中心のギムナジウムhumanistisches Gymnasium )で受けたが、古典学への興味がなかったため、同校を嫌っていた[5]理科が好きで、最初は新領域の発見に、その後は宇宙に興味を持つようになった。最終的に、 1975年にミュンスター大学で化学を学び、2年後にミュンヘンのルートヴィヒ・マクシミリアン大学に転校して生化学に転向した[5]

1980年に卒業後、ヘーゲマンはマックス・プランク生化学研究所で、当時同研究所所長に就任したディーター・エスターヘルト[ 5]の研究グループに所属し、博士号を取得しました。 [6]彼は1984年に博士号を取得しました。 [7]

キャリア

ヘーゲマンは博士論文の奨学金を獲得し、1985年にシラキュース大学ケネス・W・フォスター研究室で1年間ポスドク研究員として研究を行った。ドイツに帰国後、マックス・プランク生化学研究所の主任研究員として5年間の任期を与えられた。[8]

1993年、ヘーゲマンはレーゲンスブルク大学生学科の教授に就任しました。 2004年にはベルリン・フンボルト大学に移り、実験生物物理学の教授に就任しました[7] 2015年には、ハーティ神経科学上級研究員に任命されました。[9]

研究

ヘーゲマンの光依存性イオン輸送に関する研究は、博士課程時代に、エネルギーを使って塩化物イオンを勾配に逆らって移動させるハロアーキアと呼ばれる古細菌の一種に見られる活性イオン輸送体であるハロロドプシンの構造と機能を研究したときに始まりました。[10] [11]彼は、博士課程のプロジェクトの一環として、ハロバクテリウム・サリナルムのこのタンパク質の特性を調べ、黄色の光がハロロドプシンを活性化することを発見しました。[12] [13]ハロロドプシンがニューロンで発現し、光によって活性化されると、塩化物イオンの流入によってニューロンはより負の電位にシフトし、活動電位の発生を防ぎ、ニューロンを不活性化します。[14]

シラキュース大学のケネス・W・フォスターによる1984年の論文では、緑藻類クラミドモナス・ラインハルティにおいてロドプシンが光検出器としても機能することが示唆された[15]この論文がきっかけとなり、ヘーゲマンはフォスターのもとでポスドク研究員として1年間を過ごした[16]ヘーゲマンはドイツ帰国後もこのロドプシンの特性解析を継続した。別の緑藻類を研究した結果、彼はこのロドプシンが光刺激に対して(イオンチャネルを通じたイオンの移動によって)高速な電気的応答を示すことを発見し、イオンチャネルと光検出ロドプシンが単一のタンパク質複合体であると提唱した。[17] [18] [19]

2002年、ヘーゲマンはゲオルク・ナーゲルおよびエルンスト・バンベルクと共同で、このロドプシンの遺伝子の画期的な同定を行い、チャネルロドプシン-1と名付けた。[20]研究チームは翌年、 2番目のチャネルロドプシン遺伝子であるチャネルロドプシン-2を同定した。 [21]両研究で、彼らはクラミドモナス・ラインハルティから遺伝子をクローン化し、アフリカツメガエル卵母細胞で発現させた。青色光刺激により、卵母細胞で電流が検出された。[22]チャネルロドプシンがニューロンで発現して刺激されると、イオンチャネルが開き、正に帯電したカルシウムイオンナトリウムイオンがニューロンに入り、ニューロン内に正の電位を作り出してニューロンを活性化する。これはハロロドプシン活性化の逆の効果である。[23]

これらの発見からオプトジェネティクスの分野が飛躍的に発展しました。2005年、ヘーゲマンはニワトリのにチャネルロドプシンを発現させ、その動きを光刺激で制御できることを報告しました。[24]これは、カール・ダイセロスエドワード・ボイデンフェン・チャン、ゲオルク・ナーゲル、エルンスト・バンベルクの共同研究と同じ年に発表されたもので、チャネルロドプシンを発現する培養ニューロンにおいて、光が活動電位を引き起こす可能性があることを発見しました。 [25]ヘーゲマンはダイセロスと協力し、より速く、より正確に反応し、[26]異なる波長の光を検出し、 [27]異なるイオンを伝導できるロドプシンの変異体を開発することで、オプトジェネティクスの発展を続けました。[28] [29]

ヘーゲマンと共同研究者は、光遺伝学的手法を用いて、興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの不均衡な活動が精神障害の行動障害を引き起こすことを確認した。[30]

栄誉と賞

References

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  • Google Scholarによってインデックス付けされた Peter Hegemann の出版物
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