デニス・ワーツ
デニス・ワーツ
生誕
デニス・ワーツ
（1965年2月20日）1965年2月20日
ベルギー、ブリュッセル
出身校ブリュッセル自由大学（学士）、スタンフォード大学（修士、博士）
知られている3D細胞運動、 デジタルパソロジー、がん転移、 核ダイナミクス 、腫瘍微小環境 、粒子追跡、マイクロレオロジー
受賞歴アメリカ物理学会 フェロー、アメリカ科学振興協会フェロー（AAASフェロー）、アメリカ医学生物工学協会フェロー、全米科学財団キャリア賞、ウィテカー財団バイオメディカル工学財団賞、ベルギーアメリカ教育財団フーバーフェロー、ベルギー王立医学アカデミー（ARMB）フェロー
科学的なキャリア
分野化学工学、生体分子工学、病理学、腫瘍学、材料科学
所属機関ジョンズ・ホプキンス大学
博士課程指導教員ジェラルド・G・フラー（博士号）ピエール＝ジル・ド・ジェンヌ（ポストドクター研究員）
ウェブサイトwirtzlab.johnshopkins.edu

デニス・ワーツは、ジョンズ・ホプキンス大学の研究担当副学長であり、工学科学のテオフィラス・ハリー・スムート教授です。彼は、健康と疾患における細胞運動と接着、そして核の動態の分子生物学的および生物物理学的メカニズムの専門家です。[ 1 ]

ワーツは、三次元環境が癌細胞の移動に根本的な影響を与えることを初めて明らかにし、二次元研究よりも生物学的・医学的に重要な情報を提供しました。[ 2 ]また、複雑な流体や生細胞・組織のレオロジー特性を調べるための粒子追跡マイクロレオロジー技術の先駆者でもあります。彼は、ホイッティング工学部の化学工学・生体分子工学科と材料科学・工学科、そしてジョンズ・ホプキンス大学医学部の腫瘍学・病理学科の教授を務めています。[ 3 ]

ワーツ氏は2014年2月に研究担当副学長に任命され、大学の22億4000万ドル規模の研究事業の指揮、[ 4 ] [ 5 ]機関研究コンプライアンスの実施、研究開発の拡大、[ 6 ]ジョンズホプキンスカタリストアンドディスカバリーアワードプログラム、[ 7 ] [ 8 ]大統領フロンティアアワードプログラム、[ 9 ]マイケルブルームバーグからの3億5000万ドルの寄付の一部として設立されたブルームバーグ特別教授職[10]などの部門横断的な研究イニシアチブの企画と管理を任されました。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

略歴

ウィルツはベルギーのブリュッセル市イクセルに生まれました。英語とフランス語に堪能で、2007年にアメリカ合衆国市民権を取得しました。1988年に ブリュッセル自由大学工科大学で物理工学の学位を取得しました

ベルギー系アメリカ人教育財団（BAEF）のフーバーフェローシップ[ 14 ]により、スタンフォード大学で化学工学の修士号と博士号を取得し、高分子物理学を研究しました。その後、欧州連合の人材資本・モビリティプログラムを通じてフェローシップを取得し、フランスのパリにある理工系高等学校（ESPCI）で博士研究員として研究を行いました。[ 15 ]

ワーツは1994年にジョンズ・ホプキンス大学の化学および生体分子工学科の教員となり、2003年に教授に昇進した。2009年には、工学科学のテオフィラス・ハリー・スムート教授に選ばれ[ 16 ]、材料科学および工学、 [ 17 ]病理学および腫瘍学の各部門の副部門を兼任し、シドニー・キンメル総合がんセンターの研究者と共同研究を行っている。[ 18 ] [ 19 ]

工学物理学のテオフィリウス・ハレー・スムート教授に任命された際、[ 20 ] [ 21 ]ウィッティング工学部元学部長のニコラス・ジョーンズ博士は次のように述べた。

デニスはジョンズ・ホプキンス大学在学中、卓越した学者であり、教育者として際立っていました。さらに、デニスは大学における学際的な研究と共同研究の触媒としての役割を担い、長年にわたり、研究活動と支援の両面で非常に効果的であることが証明されています。細胞接着と脱接着の物理的基盤に関する彼の現在の研究は、癌の転移に関する理解に不可欠であり、今後、癌の診断と治療において重要な進歩をもたらすと確信しています。[ 22 ]

2014年2月、ワーツ氏はジョンズ・ホプキンス大学の研究担当副学長に任命されました。ワーツ氏の任命を発表した際、ロバート・C・リーバーマン学長は次のように述べました。

デニスを知る人なら誰でも知っているように、彼は非常に生産的で優秀な教員であり、素晴らしい同僚です。彼のこうした資質は、彼が私と共に、キャンペーンで特定された戦略的イニシアチブ、ブルームバーグ特別教授職、そしてRFA（申請要請）に応じた複数部門の提案など、重要な学際的研究プロジェクトを支援する際に、デニス自身と大学の両方に役立つでしょう。[ 23 ]

副学長

研究担当副学長としての役割において、ワーツ氏はジョンズ・ホプキンス大学にブルームバーグ特別教授として24名近くの教員を採用し、[ 24 ]カタリスト賞とディスカバリー賞の初年度を統括し、[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]、最初の2つの大統領フロンティア賞を管理しました。[ 28 ]彼は大学の研究開発努力を拡大し、限られた投稿機会の週刊ダイジェスト、[ 29 ]ポスドク研究者のための175以上の資金提供機会のリスト、[ 30 ]若手教員のための330以上の資金提供機会のリスト、[ 31 ]大学内の内部資金提供機会の統合された月次ダイジェストを作成しました。[ 32 ]彼はまた、複数の研究管理オフィスを中央研究管理チームであるジョンズ・ホプキンス大学研究管理に統合しました。[ 33 ]大学のシグネチャー・イニシアチブのディレクターとして、彼はアレックス・サレイが率いるビッグデータに関する2つの新しいシグネチャー・イニシアチブと、チャールズ・L・ベネットが率いる宇宙研究のSpace@Hopkinsの立ち上げを監督してきました。[ 35 ]これらは、キャスリン・エディンの21世紀都市イニシアチブ、バーバラ・ランダウの学習科学研究所、スコット・ゼガーの個別健康イニシアチブ、およびデビッド・ピーターズのグローバル・ヘルス・シグネチャー・イニシアチブに加えて実施されています。[ 36 ]

ワーツ氏はまた、ジョンズホプキンス大学物理科学腫瘍センター（PSOC）のディレクターも務めている。[ 37 ]このセンターは、米国国立衛生研究所の国立がん研究所が資金提供している、物理科学とがん研究を結びつける米国の12のセンターのネットワークの一部である。[ 38 ]このセンターが2009年に1480万ドルの助成金を受けて設立されたとき、ワーツ氏は次のように述べた。

「長きにわたり、この病気に対処するために、現代物理学や工学から借用した非従来的かつ非生物学的な概念を導入する余地は十分にありませんでした。今こそ、化学および生体分子工学の原理に基づいたアイデアをテーブルに持ち込み、新たな治療法や診断ツールを開発すべき時です。[国立がん研究所は]転移カスケードの全段階を研究するためのセンターに多額の資金を提供してくれました。」[ 39 ]

PSOCは、ジョンズ・ホプキンス大学ナノバイオテクノロジー研究所（INBT）の一部であり、ワーツ氏は同研究所の共同設立者であり、副所長を務めている。INBTは2006年に「ナノテクノロジーと医療の接点における学際的研究を促進する」ために設立された。[ 40 ]ジョンズ・ホプキンス大学の工学部、文学部、医学部、公衆衛生学部 から250名以上の教員と応用物理学研究所の科学者が所属する同研究所は、複数のセンター助成金や、数多くの教育、研修、アウトリーチ・プログラムの拠点となっている。INBTの企業パートナーには、ベクトン・ディキンソン、メドイミューン、ノースロップ・グラマン、セカント・メディカル、アンダーアーマーなどがあり、ワーツ氏は2008年からニコンの科学パートナーを務めていた。[ 41 ]

ワーツ氏は、国立科学財団の学部生向け研究体験（REU）サイトの生物学およびバイオエンジニアリングプログラムにおける主任研究者（PI）である。 [ 42 ] [ 43 ]ワーツ氏はまた、ジョンズホプキンスデジタル病理学センターを設立した。このセンターは、病理学者、外科医、腫瘍学者、エンジニアを集めて、がん、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、加齢に伴う虚弱性などの人間の病気の診断、予後、治療のアプローチを改善する新しい単一細胞技術を開発する。[ 44 ]彼は、国立がん研究所が資金提供している別の組織であるがんナノテクノロジートレーニングセンターの共同所長を務めている。 [ 45 ]また、2005年から2012年にかけては、ハワードヒューズ医学研究所（HHMI）が資金提供した生物学と医学のためのナノテクノロジーに関する学際的な大学院研究トレーニングプログラムを指揮した。このプログラムは、ヒトの疾患の検出、治療、予防、そして治癒に用いられる新しい粒子や材料を創り出せる研究者を育成することを目的としていました。生化学、化学、物理学、生物学、工学の分野から学生を募集し、科学分野で過小評価されている少数派の学生も積極的に受け入れるよう努めました。[ 46 ]

賞と栄誉

ウィルツは2006年に「分子細胞力学と細胞・分子生物学のための粒子追跡法の開発における主要な貢献」により、米国医学生物工学協会のフェローに選出された。 [ 47 ] 2009年には「細胞ミクロメカニクスと細胞接着への貢献、および正常状態と病状における生細胞のミクロ機械的特性を調べるための粒子追跡法の開発と応用」により、米国科学振興協会のフェローに選出された。 [ 48 ] [ 49 ]ウィルツは2010年に「統計力学と高分子物理学に基づく新しい生物物理学的手法の開発と応用を通じて、基本的な細胞機能の理解に多大な貢献」したことにより、米国物理学会のフェローに選出された。 [ 50 ] 2011年には、ベルギー系アメリカ人教育財団（BAEF）の会員に選出された。[ 51 ]

ワーツは、アメリカ化学工学会[ 52 ]、生物物理学会、アメリカ微生物学会、アメリカ細胞生物学会、アメリカ微生物学会、レオロジー学会の会員でもある。

ワーツは1996年に「複雑流体力学の研究・教育プログラム」で全米科学財団キャリア賞を受賞した。 [ 53 ] 1997年にはウィテカー財団の生物医学工学賞を受賞した。[ 54 ] [ 55 ]ワーツはベンジャミン・シャピロ、エリザベス・スメラ、パメラ・アブシャーと共同で、メリーランド大学技術商業化局から2004年の物理科学発明賞を受賞しました。チームは細胞センサーに基づく病原体検出を発明し、「生細胞のシグナル伝達機構を利用することで選択的な病原体検出」を可能にしました。[ 56 ]

2008年より、彼はCell HealthとCytoskeletonの編集長を務めている。[ 57 ]彼はScientific Reports、Cell Adhesion & Migration、[ 58 ] World Journal of Biological Chemistry、[ 59 ]およびTECHNOLOGYの編集委員を務めている。[ 60 ] Wirtzは以前、Physical Biology、Journal of the Royal Society Interface Focus、Biophysical Journal、[ 61 ] Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicineの編集委員を務めたほか、米国科学アカデミー紀要の臨時編集者、物理腫瘍学に関するPhysical Biology特集号の客員編集者、 [ 62 ]およびComprehensive BiophysicsのCell Biophysicsセクションの編集者を務めた。[ 63 ] [ 64 ]ワーツ氏はまた、国立がん研究所と国立科学財団の委託を受けて「ヨーロッパの主要な研究所や組織における腫瘍学の研究開発への物理科学と工学の原理の適用状況と動向を、現地でのピアレビュープロセスを通じて判断する」ことを目的として、生命科学と腫瘍学における物理科学と工学の進歩に関する国際的な評価（APHELION）の研究パネルの専門家顧問を務めました。[ 65 ]

最近の全体講演には、ASME 2015 第4回医学および生物学のためのナノエンジニアリングに関する世界会議、[ 66 ] [ 67 ] 2015 細胞力学、形態形成、パターン形成ワークショップ、ケンブリッジ大学アイザック・ニュートン研究所、[ 68 ] 2015 MRS 秋季会議および展示会、[ 69 ] 2015アメリカ細胞生物学会細胞生物学年次会議、[ 70 ] 2014 ロングライフル癌セミナー、ジョンズホプキンス大学医学部、[ 71 ]および 2014 IUTAMソフトアクティブ材料の力学に関するシンポジウム、2013ポルトガルのコインブラでの神経科学および細胞生物学センター(CNC) 年次会議、 [ 72 ]ケンタッキー大学癌ナノテクノロジートレーニングセンターの著名な講師、[ 73 ]

2019年にベルギー王立医学アカデミー（ARMB）の外国人会員に選出されました。[ 74 ]

研究

化学工学、腫瘍学、病理学、生物物理学、材料科学の分野を橋渡しするウィルツの研究は、隣接細胞間の相互作用や、細胞構造が核の形状と遺伝子発現に果たす役割など、健康な細胞と病気の細胞の生物物理学的特性に焦点を当てています。[ 75 ]彼の研究分野には、細胞生物物理学、老化、腫瘍微小環境、デジタル病理学、アクチンキャップ、単分子操作、細胞内粒子輸送、機器開発、組織工学、生物学と医学におけるナノテクノロジーが含まれます。[ 76 ]彼は、健康と病気における細胞の運動性と接着、核のダイナミクスの分子生物学的および生物物理学的メカニズムに重要な貢献をしており、複雑な流体や生細胞、組織のレオロジー特性を調べるための粒子追跡マイクロレオロジーの手法を開発しました。[ 77 ]

ワーツは現在、自身の研究でいくつかの特許を保有している。 [ 78 ]

2D細胞移動と3D細胞移動

ウィルツ研究室は、がん細胞における従来の2D遊走と、より生理学的に重要な3D遊走との根本的な違いを特定し、腫瘍微小環境と転移に関する新たな理解を生み出しました。特に、核、接着斑分子、ラミナ、LINC複合体、およびマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）が、3D遊走（コラーゲンを豊富に含む3Dマトリックスにおける遊走）において中心的な役割を果たしていることを発見しました。これは、よりよく知られている2D遊走（ペトリ皿の使用）からは予測も外挿もできません。 関連出版物：

  • 2009年、B. Wildt、D. Wirtz、PC Searson、「細胞剥離のダイナミクスを研究するためのプログラムされた細胞内放出」、Nature Methods 6巻、211～213ページ。
  • 2010年、SI Fraley、Y. Feng、DH Kim、A. Celedon、GD Longmore、D. Wirtz、「三次元細胞運動における接着斑タンパク質の際立った役割」、Nature Cell Biology 12巻、598～604頁。
  • 2011年、D. Wirtz、K. Konstantopoulos、P.C. Searson、 「がんの物理学：転移における物理的相互作用と機械的力の役割」、Nature Reviews Cancer、第11巻、512～522ページ。
  • 2012年、SI Fraley、Y. Feng、A. Giri、GD Longmore、D Wirtz、「Zyxinと結合パートナーによる三次元細胞移動の次元的および時間的制御」、Nature Communications 3巻719ページ。
  • 2013年、K. Konstantopoulos、P.-H. Wu、D. Wirtz、「癌細胞遊走の次元制御」、Biophysical Journal、第104巻、第2号、279～280ページ。
  • 2014年、DM Gilkes、L. Xiang、SJ Lee、ME Hubbi、P. Chaturvedi、D. Wirtz、GL Semenza、「低酸素誘導因子は乳がん細胞におけるRhoA-ROCK1の協調的な発現とシグナル伝達を媒介する」、PNAS 111巻、E384-E393頁。
  • 2014年、PH Wu、A. Giri、SX Sun、D. Wirtz、「3次元細胞移動はランダムウォークをたどらない」、PNAS第111巻、第11号、3949～3954頁。
  • 2015年、P.-H. Wu、A. Giri、D. Wirtz、「異方性持続ランダムウォークモデルを用いた3D細胞移動の統計解析」、Nature Protocols 10巻、517～527ページ。
細胞と核の力学

ウィルツは、核と核の細胞骨格および主要な細胞機能への接続の役割を研究するための新たなツールと概念を開発しました。これには、2次元および3次元の細胞移動と接着、機械感覚、機械伝達が含まれます。特に、LINC複合体といわゆる核周縁アクチンキャップが、細胞質と核内部間の物理的シグナル伝達の重要な媒介因子であることを発見しました。さらに最近では、接着細胞の核ラミナがアクチンキャップを介して分極し、それが核内のヒストンの高アセチル化形態を分極させることを発見しました。関連出版物：

  • 2009年、SB Khatau、CM Hale、PJ Stewart-Hutchison、MS Patel、CL Stewart、PC Searson、D. Hodzic、D. Wirtz、「核周縁アクチンキャップが核の形状を制御する」、PNAS 107巻、19017～19022頁。
  • 2013年、DH Kim、AB Chambliss、D. Wirtz、「細胞の機械感覚と機械伝達におけるアクチンキャップの多面的な役割」、Soft Matter誌第9巻、5516～5523ページ。
  • 2013年、AB Chambliss、SB Khatau、P.-H. Wu、N. Erdenberger、DK Robinson、D. Hodzic、GD Longmore、D. Wirtz、「LINCアンカー型アクチンキャップは細胞外環境と核を繋ぎ、超高速メカノトランスダクションを実現する」、Scientific Reports、第3巻、1087～1095ページ。
  • 2013年、SB Khatau、RJ Bloom、S. Bajpai、D. Razafsky、S. Zang、A. Giri、P.-H. Wu、J. Marchand、A. Celedon、CM Hale、SX Sun、D. Hodzic、およびD. Wirtz、「三次元細胞移動における核および核-細胞骨格接続の明確な役割」、Scientific Reports、第2巻、488～499ページ。
  • 2014年、DH Kim、S. Cho、D. Wirtz、「核周縁アクチンキャップを介した核と細胞移動の密接な連携」、Journal of Cell Science、第127巻、2528～2541ページ。
  • 2014年、D. Razafsky、D. Wirtz、D. Hodzic、「核の配置と細胞移動における核膜の役割」、『実験医学生物学の進歩』第773巻、471～490ページ。
  • 2015年、DH KimとD. Wirtz、「細胞骨格の張力が核の3D分極構造を誘導する」、Biomaterials誌第48巻、161～172ページ。
単分子接着ナノメカニクス

彼の研究室は、単分子力分光法を用いて、α-カテニンやβ-カテニンなどの細胞内分子がE-カドヘリンを介した細胞間接着をどのように調節するかを明らかにした。関連出版物：

  • 2008年、S. Bajpai、J. Correia、Y. Feng、J. Figueiredo、SX Sun、GD Longmore、G. Suriano、D. Wirtz、「α-カテニンはE-カドヘリン依存性の細胞間認識の初期段階とそれに続く結合強化を媒介する」、PNAS 105巻、18331～18336頁。
  • 2009年、S. Bajpai、Y. Feng、R. Krishnamurthy、GD Longmore、D. Wirtz、「α-カテニンの消失はヒト癌細胞間の単一E-カドヘリン結合の強度を低下させる」、『Journal of Biological Chemistry』第284巻、18252～18259頁。
  • 2011年、PS Raman、CS Alves、D. Wirtz、K. Konstantopoulos、「CD44のフィブリンおよびPセレクチンへの単一分子結合は、癌におけるそれらの異なるせん断依存性相互作用を予測する」、Journal of Cell Science、第124巻、1904～1910年。
  • 2013年、S. Bajpai、Y. Feng、D. Wirtz、GD Longmore、「α-カテニンは、細胞間E-カドヘリンの結合強度の低さと高さを繋ぐクラッチとして機能する」、Biophysical Journal、Vol. 105; 2289–2300。

出版物

ワーツ氏は、Science、Nature、Nature Cell Biology、Nature Methods、Nature Reviews Cancer、Nature Materials、Nature Protocols、PNAS、Nature Communications、 Journal of Cell Biologyに約200本の査読付き論文を発表しています。h指数は83です。 [ 79 ]

引用数の多い論文[ 80 ]
  • 2011年、「がんの物理学：転移における物理的相互作用と機械的力の役割」、Nature Reviews Cancer、第11巻、第7号、512～522ページ。
  • 2010年、「三次元細胞運動における接着斑タンパク質の独特な役割」Nature Cell Biology誌第12巻第6号598-604頁。
  • 2009年、「生細胞の粒子追跡マイクロレオロジー：原理と応用」、Annual Review of Biophysics 38巻、301～326ページ。
  • 2003年、「遺伝子ナノキャリアの細胞核への効率的な能動輸送」、PNAS第100巻第7号、3878～3882頁。
  • 2002年、「複数粒子追跡マイクロレオロジーによる生細胞のマイクロメカニカルマッピング」、Biophysical Journal、第83巻、第6号、3162～3176ページ。
  • 2000年、「レーザートラッキングマイクロレオロジーによる生細胞の力学測定」、Biophysical Journal、第78巻、第4号、1736～1747ページ。
  • 1998年、「自己組織化人工タンパク質からの可逆ハイドロゲル」、Science誌第281巻、第5375号、389～392ページ。
  • 1997年、「複合流体の粒子追跡マイクロレオロジー」、Physical Review Letters、第79巻、第17号、3282ページ。

参照

参考文献

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