アミタ・セガル
インドの生物学者

アミタ・セガル
母校デリー大学
ジャワハルラール・ネルー大学
コーネル大学
科学者としてのキャリア
フィールド時間生物学
機関ペレルマン医学大学院
学術アドバイザーマイケル・ヤング、モーゼス・チャオ

アミタ・セーガルは、ペンシルベニア大学ペレルマン医学大学院神経科学科の分子生物学者および時間生物学者です。[1]セーガルは、ショウジョウバエのTIMやショウジョウバエの時計機構の多くの重要な構成要素の発見に携わりました。 [2]セーガルはまた、睡眠研究のためのモデルとしてのショウジョウバエの開発においても重要な役割を果たしました。 [3] [4]彼女の研究は、睡眠の遺伝的基礎の理解と、概日リズムが生理学の他の側面とどのように関連しているかに焦点を当て続けています。[5]

教育と初期のキャリア

シーガルはインドで育ち、インドのニューデリーにあるデリー大学で理学士号を、ジャワハルラール・ネルー大学で理学修士号を取得しました。 [6]彼女は1983年にコーネル大学で細胞生物学と遺伝学の博士号取得を目指し始めました。[6]ここで人間の神経細胞の成長因子を研究しているときに、彼女の科学への興味が本当に深まりました。[6] 1988年に、彼女はロックフェラー大学のマイケル・ヤングの研究室で博士研究員として働き始め、そこで初めて概日リズムの研究に触れ、それ以来この分野に携わっています。[6]

研究

主要な研究貢献のタイムライン

  • 1994年：ショウジョウバエにおける時代を超えた突然変異を発見。
  • 1995年：タイムレス遺伝子をクローン化し、タイムレス遺伝子の発現には日周期があることを実証しました。
  • 1996年: 光パルスは時間とともに劣化することを実証。
  • 2000年：睡眠に関するショウジョウバエモデルを開発。
  • 2001年：ニューロフィブロミン1がショウジョウバエの概日リズム経路において役割を果たしていることが示された。
  • 2006年：Jetlag変異を発見し、 JETLAGタンパク質がTIMELESSタンパク質の分解に関与していることを実証。
  • 2006年：ショウジョウバエのキノコ体が睡眠に重要であることが示される。
  • 2008年：ショウジョウバエの不眠遺伝子を発見。
  • 2014年：時計と行動を結びつける神経回路をマッピング
  • 2014年：幼少期の睡眠の機能を発見
  • 2018年：成虫の睡眠の潜在的な役割を特定
  • 2018年：血液脳関門の概日リズム調節を実証
  • 2019年：睡眠と免疫システムの分子的関連性を発見

時代を超えた時代

アミタ・セーガルは、キイロショウジョウバエの体内時計の解明に大きく貢献した。1994年、セーガル、プライス、マン、ヤングは、順方向遺伝学により、キイロショウジョウバエのtimeless遺伝子（TIM）の変異体を発見した。[2] [7]翌年、セーガルと同僚は、ポジショナルクローニングによりTIMのクローンを作成し、TIMとPERのmRNAの周期レベルが類似していることを示した 。 [2] [8] [9]彼女たちが提唱し、時間の経過とともに確認されたモデルは、PERとTIMは日中に相互作用して蓄積するというものだ。夕方になると、これらは核に入り、mRNAの転写を阻害する。1996年、セーガルの研究室は、光パルスによるTIMレベルの分解が概日時計をリセットすることを示した。[10]その後、彼女たちは、特定のホスファターゼが日中の周期でPERとTIMの安定性を制御していることを示した。[11]

ニューロフィブロミン1

ニューロフィブロミン1（NF1）は、脊椎に沿って腫瘍を形成する疾患である神経線維腫症1型において、制御不全であることが知られている腫瘍抑制遺伝子である。2001年、Sehgalらは、神経線維腫症1型患者の一部が睡眠に不規則性を示すことを知り、機能しないNF1遺伝子を持つハエの概日リズムを調べることを決めた。[12]彼らは、これらのハエも乱れた概日リズムを持っていることを発見し、これらのリズムはNF1トランスジーンを挿入することによって回復できることから、NF1が概日リズム経路に関与していることが証明された。彼らは、ハエにおいてNF1がMAPキナーゼ経路を介して機能することを示した。これは、ヒトの神経線維腫症1型に関与する経路と同じ経路である。[12]

時差ぼけ

2006年、シーガルとその同僚は、新しい明暗周期への適応に異常に長い時間を要する変異ハエを発見した。[13]彼らは、その変異遺伝子を「jetlag（ジェットラグ）」と名付けた。この遺伝子は、ショウジョウバエの体内時計のリセットを促進するユビキチンリガーゼであるJETと呼ばれるFボックスタンパク質をコードする。遺伝子の配列解析により、 jetlagには2つの対立遺伝子、 「c」対立遺伝子（一般的）と「r」対立遺伝子（稀）が存在することが明らかになった。CRY（クリプトクローム）の存在下では、JETは光に反応してTIMELESS（TIM）タンパク質を分解する上で主要な役割を果たし、これは体内時計が外部の光刺激に同調するために不可欠である。

キノコ体

キノコ体はショウジョウバエの脳内に存在し、学習、記憶、嗅覚、運動に関与していることが知られています。[14] 2006年、シーガルとその同僚は、キノコ体がハエの睡眠調節においても重要な役割を果たしていることを発見しました。RU -486（ミフェプリストン）と呼ばれるステロイドを用いてタンパク質キナーゼA（PKA）を調節することで、キノコ体のような特定の領域における遺伝子発現をアップレギュレーションおよびダウンレギュレーションすることができ、この構造がハエの睡眠に非常に重要であることを発見しました。[15]これらのキノコ体が睡眠を調節する具体的な経路は現在不明ですが、感覚情報の処理を阻害することでハエが眠れるようにしている可能性があります。[要出典]

眠れない

2008年、Sehgalらは挿入変異法によりショウジョウバエのsleepless遺伝子を発見した。[16] sleepless遺伝子 の変異により、ショウジョウバエは通常のショウジョウバエよりも睡眠時間が80%短くなり、寿命も通常の半分になった。Sehgalらは、 SLEEPLESSタンパク質が電位依存性カリウムチャネルであるShakerと、ニコチン性アセチルコリン受容体、特に別の遺伝子スクリーニングで発見したredeyeと呼ばれる受容体を制御することを発見した。[17] Sehgalらはまた、sleepless遺伝子に変異を持つ雄のショウジョウバエの精巣内で幹細胞の活動が増加することを発見した。[要出典]

睡眠の機能

ヒトを含むすべての種は、幼少期に多くの睡眠をとります。Sehgalらは、若いショウジョウバエにおいて睡眠レベルを高く維持する要因を発見しました。また、幼少期に睡眠が阻害されると、成虫の交尾行動に異常が生じることも発見しました。[18] したがって、生存と種の増殖を促進する行動に必要な脳の発達には、睡眠が必要である可能性があります。成体動物において、睡眠の機能は老廃物の除去を促進することにあると考えられます。[19] Sehgalらは、睡眠がショウジョウバエにおいて血液脳関門を介したエンドサイトーシスを促進することを発見しました。[20]

時計と行動と血液脳関門

血液脳関門（BBB）は、末梢における潜在的に有害な分子から脳を保護しますが、中枢神経系への薬剤の送達を阻害することもあります。Sehgalらは、ハエのBBBの透過性が昼夜サイクルを通じて変化することを発見しました。そのため、抗てんかん薬は特定の時間帯に最もよく作用します。[21]彼らはまた、時計と行動活動を結びつける回路をマッピングしました。[22]

睡眠と免疫機能

睡眠を誘発する分子を同定するため、戸田らは1万種以上のショウジョウバエの系統を対象に遺伝子スクリーニングを実施し、睡眠を促進する分子を発見した。彼らが「ネムリ」と名付けたこの分子は抗菌ペプチドである。感染や睡眠不足によって発現が誘導され、細菌を殺し睡眠を増加させることで生存を促進する。[23] [24]

受賞歴と役職

ポジション

  • ペンシルベニア大学ペレルマン医学大学院時間生物学・睡眠研究所（CSI）所長、2019年現在
  • ペンシルベニア大学時間生物学プログラムディレクター（2014-19年）
  • ハワード・ヒューズ医学研究所研究員 1997年～現在
  • ペンシルベニア大学ペレルマン医学大学院、ジョン・ハー・マッサー神経科学教授
  • 神経科学科副学科長
  • ペンシルベニア大学医学部神経科学センター共同ディレクター（2008-2014年）

[25]

受賞歴

  • 睡眠研究学会優秀科学業績賞
  • マイケル・S・ブラウン若手教員研究賞
  • スタンリー・コーエン上級教員研究賞
  • 2009年、米国医学アカデミー（旧医学研究所）に選出
  • 2011年アメリカ芸術科学アカデミー会員に選出
  • 2016年アメリカ科学振興協会フェローに選出
  • 2016年に米国科学アカデミーに選出[26]
  • 2020年UCLAスウィッツァー賞[27]

参考文献

  1. ^ 「ホーム | Sehgal研究室 | ペンシルバニア大学ペレルマン医学部」www.med.upenn.edu。
  2. ^ abc ペンシルベニア州の科学者が2017年のノーベル賞を受賞した研究に貢献 https://www.pennlive.com/news/2017/10/pennsylvania_scientist_contrib.html
  3. ^ Sehgal, Amita; Mignot, Emmanuel (2011年7月). 「睡眠と睡眠障害の遺伝学」. Cell . 146 (2): 194– 207. doi :10.1016/j.cell.2011.07.004. PMC 3153991. PMID  21784243 . 
  4. ^ 「アミタ・セーガル博士、睡眠研究におけるショウジョウバエの利用について」2019年7月11日。
  5. ^ Roy, ​​Sree (2016年9月4日). 「How Time Flies: Amita Sehgal, PhD | Sleep Review」
  6. ^ abcd 「時は飛ぶ」。The Scientist Magazine®。
  7. ^ Sehgal, A.; Price, JL; Man, B.; Young, MW (1994年3月18日). 「ショウジョウバエ変異体timelessにおける概日行動リズムとRNAあたりの振動の消失」. Science . 263 (5153): 1603– 1606. Bibcode :1994Sci...263.1603S. doi :10.1126/science.8128246. PMID  8128246.
  8. ^ Myers, Michael P.; Wager-Smith, Karen; Wesley, Cedric S.; Young, Michael W.; Sehgal, Amita (1995年11月3日). 「ショウジョウバエ時計遺伝子timelessの位置クローニングと配列解析」. Science . 270 (5237): 805– 808. Bibcode :1995Sci...270..805M. doi :10.1126/science.270.5237.805. PMID  7481771. S2CID  3211623.
  9. ^ Sehgal, Amita; Rothenfluh-Hilfiker, Adrian; Hunter-Ensor, Melissa; Chen, Yifeng; Myers, Michael P.; Young, Michael W. (1995年11月3日). 「timelessのリズミカルな発現：period遺伝子の自己調節における概日周期促進の基礎」. Science . 270 (5237): 808– 810. Bibcode :1995Sci...270..808S. doi :10.1126/science.270.5237.808. PMID  7481772. S2CID  38151127.
  10. ^ Hunter-Ensor, Melissa; Ousley, Andrea; Sehgal, Amita (1996年3月). 「ショウジョウバエタンパク質Timelessの制御は、光によって概日時計をリセットするメカニズムを示唆している」. Cell . 84 (5): 677– 685. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81046-6 . PMID  8625406. S2CID  15049039.
  11. ^ サティヤナラヤナン、シュリーラム;鄭、香忠。シャオ、ルイ。セーガル、アミタ（2004 年 2 月）。 「プロテインホスファターゼ2AによるショウジョウバエPERIODタンパク質の翻訳後制御」。セル。116 (4): 603–615。土井: 10.1016/S0092-8674(04)00128-X。PMID  14980226。S2CID 295780  。
  12. ^ ab Williams, Julie A.; Su, Henry S.; Bernards, Andre; Field, Jeffrey; Sehgal, Amita (2001年9月21日). 「神経線維腫症-1とRas/MAPKを介したショウジョウバエの概日リズム出力」. Science . 293 (5538): 2251– 2256. Bibcode :2001Sci...293.2251W. doi :10.1126/science.1063097. PMID  11567138. S2CID  23175890.
  13. ^ Koh, Kyunghee; Zheng, Xiangzhong; Sehgal, Amita (2006年6月23日). 「JETLAGはTIMELESSの光誘導分解を促進し、ショウジョウバエの概日時計をリセットする」. Science . 312 (5781): 1809– 1812. Bibcode :2006Sci...312.1809K. doi :10.1126/science.11​​24951. PMC 2767177. PMID  16794082 . 
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  15. ^ Joiner, William J.; Crocker, Amanda; White, Benjamin H.; Sehgal, Amita (2006年6月). 「ショウジョウバエの睡眠は成虫のキノコ体によって制御される」. Nature . 441 (7094): 757– 760. Bibcode :2006Natur.441..757J. doi :10.1038/nature04811. PMID  16760980. S2CID  4323353.
  16. ^ Koh, Kyunghee; Joiner, William J.; Wu, Mark N.; Yue, Zhifeng; Smith, Corinne J.; Sehgal, Amita (2008年7月18日). 「睡眠促進因子SLEEPLESSの同定」. Science . 321 (5887): 372– 376. Bibcode :2008Sci...321..372K. doi :10.1126/science.11 ​​55942. PMC 2771549. PMID  18635795 . 
  17. ^ 「HHMI Bulletin Spring 2014: Around the Clock」ハワード・ヒューズ医学研究所. 2015年4月9日閲覧。
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  19. ^ マキン、サイモン（2019年11月1日）「深い睡眠は脳を徹底的に浄化する」サイエンティフィック・アメリカン。
  20. ^ Artiushin, Gregory; Zhang, Shirley L; Tricoire, Hervé; Sehgal, Amita (2018年11月26日). 「ショウジョウバエの血液脳関門におけるエンドサイトーシスと睡眠機能」eLife 7 e43326. doi : 10.7554 /eLife.43326 . PMC 6255390. PMID  30475209 . 
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  22. ^ Cavanaugh, Daniel J.; Geratowski, Jill D.; Wooltorton, Julian RA; Spaethling, Jennifer M.; Hector, Clare E.; Zheng, Xiangzhong; Johnson, Erik C.; Eberwine, James H.; Sehgal, Amita (2014年4月). 「ショウジョウバエにおける休息：活動リズムのための概日リズム出力回路の同定」. Cell . 157 (3): 689– 701. doi :10.1016/j.cell.2014.02.024. PMC 4003459. PMID 24766812  . 
  23. ^ 戸田博文;ウィリアムズ、ジュリーA。ガリッジ、マイケル。セーガル、アミタ（2019年2月1日）。 「睡眠誘導遺伝子ネムリは、ショウジョウバエの睡眠と免疫機能を結びつけている。」科学。363 (6426): 509–515。書誌コード:2019Sci...363..509T。土井：10.1126/science.aat1650。PMC 6505470。PMID  30705188。 
  24. ^ ランバート、ジョナサン（2019年1月31日）「病気で疲れている？科学者がハエを眠らせ、感染症と戦うタンパク質を発見」NPR。
  25. ^ ジョンソン、グレッグ（編）「アミタ・シーガル」ペン・カレント。2015年9月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年4月8日閲覧。
  26. ^ 米国科学アカデミー会員および外国人会員の選出、米国科学アカデミーからのニュース、米国科学アカデミー、2016年5月3日、2016年5月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年5月14日閲覧。。
  27. ^ 「UCLAデイビッド・ゲフィン医学部が2020年スウィッツァー賞受賞者を指名」UCLA。
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