يسر مجلس إدارة صندوق McKnight Endowment لعلم الأعصاب أن يعلن أنه اختار عشرة علماء أعصاب للحصول على جائزة McKnight Scholar لعام 2024.
تُمنح جوائز McKnight Scholar للعلماء الشباب الذين هم في المراحل الأولى من إنشاء مختبراتهم المستقلة ومهنهم البحثية والذين أظهروا التزامًا بعلم الأعصاب. منذ إطلاق الجائزة في عام 1977، قامت هذه الجائزة المرموقة في بداية الحياة المهنية بتمويل 281 باحثًا مبتكرًا وحفزت المئات من الاكتشافات المذهلة.
"يسر MEFN أن يعلن عن أسماء العلماء الجدد لهذا العام، الذين يعالجون الأسئلة الرائدة في علم الأعصاب، بدءًا من البصمات الجزيئية التي تتركها الشيخوخة على الدماغ، إلى الأساس البيولوجي للذكريات بين الأجيال والمبادئ التي تمكن الخلايا العصبية على مستوى الدماغ قال ريتشارد موني، دكتوراه، رئيس لجنة الجوائز وأستاذ جورج بارث جيلر في علم الأحياء العصبية في كلية الطب بجامعة ديوك: "الشبكات لتمكين التنقل والبقاء والسبات والتواصل الاجتماعي". "إن الالتزام العميق لمؤسسة McKnight بأبحاث علم الأعصاب الأساسية قد مكّن لجنة الاختيار من التعرف على عدد أكبر من الباحثين المتميزين في بداية حياتهم المهنية في نطاق أوسع من المؤسسات أكثر من أي وقت مضى."
سيحصل كل من الفائزين بجائزة McKnight Scholar التالية على $75,000 سنويًا لمدة ثلاث سنوات. هم:
أنجريت فالكنر، دكتوراه
جامعة برينستون
علم الغدد الصم العصبية الحسابي: ربط النسخ بوساطة الهرمونات بالسلوك المعقد من خلال الديناميكيات العصبية
أندريا جوميز، دكتوراه
جامعة كاليفورنيا، بيركلي
الأساس الجزيئي لللدونة التي يسببها المخدر
سينيسا هرفاتين، دكتوراه
معهد وايتهيد للبحوث الطبية الحيوية
دوائر السبات والسبات – منظور تطوري
شين جين ، دكتوراه
معهد سكريبس للأبحاث
علم الوراثة العصبية في الجسم الحي على نطاق واسع
آن كينيدي، دكتوراه
جامعة نورث وسترن
الديناميات السكانية العصبية تتوسط في التوازن بين احتياجات البقاء المتنافسة
سونغ سو كيم، دكتوراه
جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا
التمثيل العصبي للعالم أثناء الملاحة
بيانكا جونز مارلين، دكتوراه
جامعة كولومبيا
الآليات الجزيئية للذاكرة بين الأجيال
نانسي باديلا كوريانو، دكتوراه
جامعة فلوريدا
الآليات العصبية للتحولات بين المنافسة الاجتماعية والتعاون
مبارك حسين سيد، دكتوراه.
جامعة نيو مكسيكو
المحددات الجزيئية للتنوع العصبي: من الخلايا الجذعية إلى الدوائر
لونجزي تان، دكتوراه
جامعة ستانفورد
كيف تؤثر هندسة الجينوم ثلاثية الأبعاد على تطور وشيخوخة الدماغ؟
كان هناك 53 متقدمًا لجوائز McKnight Scholar لهذا العام، وهم يمثلون أفضل أعضاء هيئة التدريس الشباب في علم الأعصاب في البلاد. أعضاء هيئة التدريس مؤهلون للحصول على الجائزة خلال السنوات الأربع الأولى في منصب عضو هيئة التدريس بدوام كامل. بالإضافة إلى موني، ضمت لجنة اختيار جوائز الباحث العلمي جوردون فيشل، دكتوراه، جامعة هارفارد؛ مارك جولدمان، دكتوراه، جامعة كاليفورنيا، ديفيس؛ ييشي جين، دكتوراه، جامعة كاليفورنيا سان دييغو؛ جينيفر ريموند، دكتوراه، جامعة ستانفورد؛ فانيسا روتا، دكتوراه، جامعة روكفلر؛ ومارلين كوهين، دكتوراه، جامعة شيكاغو.
سيتم قبول طلبات الحصول على جوائز 2025 اعتبارًا من 12 أغسطس 2024. لمزيد من المعلومات حول برامج جوائز McKnight لعلم الأعصاب، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني لصندوق الوقف.
حول صندوق McKnight Endowment للعلوم العصبية
صندوق McKnight Endowment for Neuroscience هو منظمة مستقلة تمولها فقط مؤسسة McKnight في مينيابوليس، مينيسوتا، ويقودها مجلس من علماء الأعصاب البارزين من جميع أنحاء البلاد. تدعم مؤسسة ماكنايت أبحاث علم الأعصاب منذ عام 1977. وأنشأت المؤسسة صندوق الوقف في عام 1986 لتنفيذ أحد أهداف المؤسس ويليام إل ماكنايت (1887-1979). كان أحد القادة الأوائل لشركة 3M، وكان لديه اهتمام شخصي بالذاكرة وأمراض الدماغ وأراد استخدام جزء من إرثه للمساعدة في العثور على علاجات. بالإضافة إلى جوائز الباحث العلمي، يقدم صندوق الوقف منحًا للعلماء الذين يعملون على تطبيق المعرفة التي تم تحقيقها من خلال الأبحاث الانتقالية والسريرية على اضطرابات الدماغ البشرية من خلال جوائز McKnight للبيولوجيا العصبية لاضطرابات الدماغ.
جوائز ماكنايت للباحثين لعام 2024
أنجريت فالكنر، دكتوراه., أستاذ مساعد ، معهد برينستون لعلوم الأعصاب ، جامعة برينستون ، برينستون ، نيوجيرسي
علم الغدد الصم العصبية الحسابي: ربط النسخ بوساطة الهرمونات بالسلوك المعقد من خلال الديناميكيات العصبية
تعتبر هرمونات الغدد التناسلية - هرمون الاستروجين والتستوستيرون من بين أشهرها - مهمة للثدييات بعدة طرق. أنها تعدل الحالات الداخلية والسلوك وعلم وظائف الأعضاء. قد يقوم البشر بتعديل ملفهم الهرموني لعدة أسباب، بدءًا من علاج الأمراض إلى بناء العضلات إلى رعاية تأكيد النوع الاجتماعي إلى تحديد النسل. ولكن في حين تمت دراسة الكثير حول كيفية تأثير هذه الهرمونات على الجسم، إلا أن كيفية تغيير الديناميكيات العصبية ليست مفهومة جيدًا.
في بحثها، ستقوم الدكتورة أنيجريت فالكنر ومختبرها بالتحقيق في كيفية تغيير الهرمونات للشبكات العصبية وبالتالي التأثير على السلوك خلال أطر زمنية قصيرة وطويلة. باستخدام نموذج الفأر، سيستكشف مختبر الدكتور فالكنر تأثيرات الهرمونات على مستويات متعددة. وباستخدام أساليب جديدة لتقدير السلوك، ستقوم بمراقبة وتسجيل السلوكيات بجميع أنواعها في الحيوانات التي تتصرف بحرية أثناء تغير حالة الهرمونات. ستكشف هذه الشاشة غير المتحيزة عن مبادئ عامة حول كيفية تحكم الهرمونات في السلوك. في سلسلة ثانية من التجارب، سيقوم الفريق برسم خريطة للديناميكيات العصبية للشبكات الحساسة للهرمونات عبر تغير حالة الهرمونات باستخدام تصوير الكالسيوم على مستوى الدماغ في حيوان يتفاعل اجتماعيًا بحرية، ورؤية كيف تتنبأ التغيرات في طريقة استجابة هذه الشبكات وتواصلها بالتغيرات في سلوك. أخيرًا، سيستخدم مختبر الدكتور فولكنر التصوير الهرموني البصري الخاص بالموقع لمراقبة أين ومتى يحدث النسخ بوساطة مستقبلات هرمون الاستروجين داخل هذه الشبكة - وهي نافذة على كيفية قدرة الهرمونات على تحديث اتصالات الشبكة، والتي ستساعد الباحثين على فهم طرق عميقة تؤثر الهرمونات على الدماغ والسلوك.
أندريا جوميز، دكتوراه، أستاذ مساعد في علم الأحياء العصبي، جامعة كاليفورنيا، بيركلي، كاليفورنيا
الأساس الجزيئي لللدونة التي يسببها المخدر
يمتلك الدماغ القدرة على تغيير نفسه، وهي ميزة توصف بـ "اللدونة". فالأدمغة البشرية، على سبيل المثال، تظهر اللدونة بطرق مختلفة في أوقات مختلفة من حياتها؛ وعلى العكس من ذلك، ترتبط بعض الاضطرابات العصبية بعدم القدرة على التغيير، مما يحد من القدرة على الحركة أو التعلم أو التذكر أو التعافي من الصدمة. تهدف الدكتورة أندريا جوميز إلى معرفة المزيد عن مرونة الدماغ باستخدام المخدر كأداة، وإعادة فتح نوافذ اللدونة في الدماغ البالغ باستخدام السيلوسيبين المخدر في نموذج الفأر. قد لا يساعدنا هذا في معرفة المزيد عن كيفية عمل الدماغ فحسب، بل قد يساعد أيضًا في تطوير علاجات الجيل التالي.
للمخدرات تأثيرات هيكلية طويلة الأمد على الخلايا العصبية، مثل زيادة نمو العملية العصبية وتكوين المشبك العصبي. جرعة واحدة يمكن أن يكون لها تأثيرات تستمر لأشهر. في بحثها، ستستخدم الدكتورة جوميز وفريقها أدوية مخدرة لتحديد فئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تعزز اللدونة العصبية في قشرة الفص الجبهي – وهي منطقة في الدماغ تشارك في الإدراك والإدراك الاجتماعي. سيقوم مختبر جوميز بتقييم كيفية تغيير المخدر لكيفية ربط الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وإنشاء العلاقة بين تغيرات الحمض النووي الريبي (RNA) الناجم عن السيلوسيبين واللدونة في الفئران مقاسة بالنشاط التشابكي، ومراقبة تأثير اللدونة الناجمة عن المخدر على التفاعل الاجتماعي. ويأمل الدكتور جوميز أن يوفر هذا البحث رؤية بيولوجية لمرونة الإدراك وفتح آفاق جديدة للتحقيق في كيفية مساعدة هذه المركبات القوية للناس.
سينيسا هرفاتين، دكتوراه., أستاذ مساعد في علم الأحياء، معهد وايتهيد للأبحاث الطبية الحيوية، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، كامبريدج، ماساتشوستس
التشريح الجزيئي لدوائر السبات
يفهم معظم الناس مفهوم السبات، لكن القليل منهم يفكر في مدى أهميته. الثدييات التي تطورت خصيصًا للحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم فجأة "تطفئ" هذه الميزة، وتغير عملية التمثيل الغذائي لديها، وتغير سلوكها لعدة أشهر في كل مرة. في حين أن حقائق السبات مفهومة جيدًا، إلا أن كيفية بدء الحيوانات لهذه الحالة والحفاظ عليها ليست مفهومة جيدًا، ولا حتى كيف نشأت هذه القدرة. هل تطورت في وقت واحد في حيوانات متعددة ومتميزة تواجه بيئات قاسية؟ أم أن دائرة السبات محفوظة على نطاق واسع في الثدييات، ولكنها تنشط فقط في بعضها؟
يقترح الدكتور سينيسا هرفاتين التعمق في مجموعات الخلايا العصبية والدوائر المشاركة في السبات. كان عمله السابق في مختبره قادرًا على تحديد الخلايا العصبية التي تنظم السبات (حالة ضحلة تشترك في القواسم المشتركة مع السبات) في فئران المختبر. باستخدام نموذج أقل شيوعًا، الهامستر السوري، سيكتسب الدكتور هرفاتين رؤى جديدة حول الدوائر العصبية في حالة السبات. يمكن حث الهامستر السوري على السبات بيئيًا، مما يجعله مثاليًا للتجارب المعملية، ولكن لا توجد خطوط معدلة وراثيًا متاحة (كما هو الحال في الفئران)، مما دفعه إلى تطبيق أدوات فيروسية جديدة تعتمد على استشعار الحمض النووي الريبوزي (RNA) لاستهداف مجموعات محددة من الخلايا ذات الصلة. السبات الشتوي. سيقوم بتوثيق الخلايا العصبية النشطة أثناء السبات لتحديد الدوائر ذات الصلة وفحص ما إذا كان يتم الحفاظ على دوائر مماثلة في نماذج السبات وغير السبات الأخرى.
شين جين، دكتوراه., أستاذ مساعد، قسم علم الأعصاب، معهد سكريبس للأبحاث، لا جولا، كاليفورنيا
في علم الجين العصبي في الجسم الحي على نطاق واسع
عند دراسة وظيفة الجينات في الخلايا العصبية، غالبًا ما يتعين على الباحثين الاختيار بين الحجم والدقة. يمكن لشاشة الجينوم على نطاق واسع أن تُظهر الجينات الموجودة بشكل إجمالي، أو يمكن للتسلسل النسخي أن يسمح للباحثين بدراسة بعض وظائف الجينات المحددة في خلايا معينة. لكن بالنسبة للدكتور شين جين، فإن قوة الجينوم تتحقق بشكل كامل عندما تسمح الأدوات للباحثين بدراسة عدد كبير من الجينات عبر الدماغ ومعرفة مكان وجودها وأين تتقاطع في مناطق معينة من الدماغ.
قام مختبر الدكتور جين بتطوير موازية جديدة على نطاق واسع في الجسم الحي تهدف أساليب التسلسل إلى توسيع نطاق البحث في أعداد كبيرة من المتغيرات الجينية ورسم خريطة لوجودها في أدمغة كاملة وسليمة. تتيح القدرة على تحديد ملامح أكثر من 30 ألف خلية في وقت واحد للفريق دراسة مئات الجينات في مئات أنواع الخلايا والحصول على قراءات في غضون يومين بدلاً من أسابيع. سيقومون بإجراء مسوحات لكامل الأعضاء، مما يدل على القدرة ليس فقط على تحديد الخلايا التي تتضمن متغيرات معينة، ولكن تحديد سياقها داخل الدماغ: مكان وجودها وكيفية ارتباطها. وسوف يطبقون أيضًا هذا النهج لدراسة الجينات المسببة للأمراض ومعرفة كيفية توزيعها عبر الدماغ، الأمر الذي ينبغي أن يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية حدوث الأمراض. وبينما تركز الدراسة على الدماغ، يجب أن يكون هذا النهج قابلاً للتطبيق على دراسة الحالات الأخرى المرتبطة بعدد كبير من جينات الخطر.
آن كينيدي، دكتوراه، أستاذ مساعد، قسم علم الأعصاب، جامعة نورث وسترن، شيكاغو، إلينوي
الديناميات السكانية العصبية تتوسط في توازن احتياجات البقاء المتنافسة
من أجل البقاء، طورت الحيوانات مجموعة واسعة من السلوكيات الفطرية مثل التغذية والتزاوج والعدوان واستجابات الخوف، كل منها يتكون من مجموعة من السلوكيات المحددة الأخرى. خلال السنوات الأخيرة، تمكن الباحثون من تسجيل النشاط العصبي في نماذج الفئران أثناء انخراطهم في هذا النوع من السلوكيات. ولكن في العالم الحقيقي، غالبًا ما يتعين على الحيوانات أن تزن وتقرر بين مسارات العمل العاجلة المتعددة. إذا كان الحيوان جريحًا وجائعًا، فما الاستجابة التي تفوز؟ وكيف يصل الدماغ إلى قراره؟
تشارك الدكتورة آن كينيدي في تطوير النماذج الحسابية النظرية التي ستساعد في تعزيز فهمنا لكيفية اتخاذ مثل هذه القرارات المهمة. بالنظر إلى النشاط العصبي في منطقة ما تحت المهاد لدى الفئران المنخرطة في سلوك عدواني، ستعمل الدكتورة كينيدي وفريقها على تطوير نماذج شبكة عصبية تلتقط قابلية التوسع واستمرارية السلوك العدواني.
الحالات التحفيزية العدوانية، مع توفير آلية للمقايضة بين الحالات التحفيزية المتنافسة المتعددة في سلوك الحيوان. سيستخدم الفريق نماذجهم للتساؤل عن كيفية تنفيذ الدماغ لهذه المقايضة، على سبيل المثال عن طريق تغيير الإدراك الحسي أو عن طريق قمع الناتج الحركي. من هذا العمل، سيعزز مختبر الدكتور كينيدي فهمنا للطرق التي تعمل بها أدمغتنا وكيف تساعد البنية المدمجة في الدماغ الحيوانات على البقاء في بيئات معقدة.
سونغ سو كيم، دكتوراه., أستاذ مساعد في البيولوجيا الجزيئية والخلوية والتنموية، جامعة كاليفورنيا-سانتا باربرا، سانتا باربرا، كاليفورنيا
التمثيل العصبي للعالم أثناء الملاحة
إن أي شخص اضطر إلى التنقل في غرفة معروفة ولكنها مظلمة يدرك مدى أهمية أن تتمكن أدمغتنا من التنقل في بيئتنا المحيطة باستخدام مجموعة متنوعة من المعلومات، من الداخل والخارج، بما في ذلك الألوان والأشكال والشعور بالحركة الذاتية. من خلال العمل باستخدام نموذج ذبابة الفاكهة وجهاز تجريبي جديد ومبتكر، سيقوم الدكتور سونج سو كيم وفريقه بالتحقيق في ما يحدث في الدماغ عندما يتنقل الحيوان - ما هي المدخلات التي يتم جمعها، وكيفية معالجتها، وكيف يترجم ذلك إلى الحركة.
يعمل الدكتور كيم مع ذبابة الفاكهة لأن المجموعة الكاملة من الخلايا العصبية التي تحسب الإحساس بالاتجاه يمكن ملاحظتها وإزعاجها. سوف يبحث بحثه في كيفية تحويل المدخلات الحسية المتعددة إلى إحساس بالاتجاه وكيف تؤثر السياقات السلوكية (من الحالات الداخلية مثل الإثارة إلى حركة الذبابة) على معالجة الاتجاه. المفتاح لهذا البحث هو ساحة الواقع الافتراضي الجديدة التي يقوم فريق الدكتور كيم ببنائها: الذبابة على حامل دوار، مما يعني أنها يمكن أن تدور حسب الرغبة؛ الجدران عبارة عن شاشات عالية الدقة تعطي إشارات مرئية. أنابيب تدفق الهواء الصغيرة تحاكي الحركة والرياح؛ والمجهر الكبير جدًا الموجود فوق الرأس يعني أنه يمكن تصوير دماغ الذبابة بالكامل حتى أثناء دورانها. ومن خلال تنشيط وإسكات مجموعات معينة من الخلايا العصبية، سيكون الدكتور كيم قادرًا على إجراء بحث يبحث في الدور المشترك للإدراك والإدراك والتحكم الحركي، وهي ثلاثة مجالات فرعية لعلم أعصاب الأنظمة التي نادرًا ما ترتبط في برنامج بحثي واحد.
بيانكا جونز مارلين، دكتوراه., أستاذ مساعد في علم النفس وعلم الأعصاب، جامعة كولومبيا ومعهد زوكرمان لسلوك الدماغ والعقل، نيويورك، نيويورك
الآليات الجزيئية للذاكرة بين الأجيال
هل يمكن توريث ذكرى تجربة مرهقة للجيل القادم؟ ويبدو أن الأبحاث الحديثة تشير إلى أن هذا ممكن، والدكتورة بيانكا جونز مارلين وفريقها على استعداد للتحقيق في كيفية عمل هذه العملية على المستوى الجزيئي - كيف يمكن للتجارب التي تحفز الخوف أو التوتر في نموذج الفأر أن تسبب تغييرات في الخلايا العصبية ذاتها. الموجودة في دماغه، وكيف يمكن وراثة تلك التغييرات وراثيا من قبل أطفال الحيوان الذي تعرض للضغط، حتى لو لم يكن لدى الطفل نفس التجربة من قبل.
يعتمد بحث الدكتور مارلين على اكتشاف أن التغيرات في البيئة تؤدي إلى مرونة الدماغ المعتمدة على الخبرة. وباستخدام تكييف الخوف الشمي - وهي رائحة مقترنة بصدمة خفيفة في القدم - تعلم الفريق أن الفئران ستنتج المزيد من الخلايا العصبية الشمية التي تتناغم مع الرائحة المستخدمة. (حيث أن الخلايا العصبية الشمية الناضجة تعبر عن واحد فقط من بين 1000 مستقبل شمي محتمل، ويمكن للباحثين تحديد عدد الخلايا العصبية التي لديها مستقبلات للرائحة المختارة.) وتستمر هذه النسبة الأعلى ويتم تشفيرها في الحيوانات المنوية وتمريرها إلى الجيل التالي (ولكن وليس الأجيال اللاحقة.) لفهم كيفية عمل ذلك، سيقوم مختبر الدكتور مارلين بالبحث فيما إذا كانت جزيئات الرائحة نفسها أو مجرد تنشيط المستقبلات ذات الصلة هي التي تؤدي إلى هذه العملية؛ كيف تنتقل الإشارة من الخلايا الناضجة إلى الخلايا الجذعية غير الناضجة التي ستصبح خلايا عصبية شمية؛ وما هو الدور الذي تلعبه الحويصلات خارج الخلية في نقل المعلومات. إن تعلم العقول المعرضة للصدمات وكيفية تأثير ذلك على الأجيال القادمة لا يمكن أن يساعد الباحثين فحسب، بل نأمل أيضًا أن يرفع الوعي بالآثار العميقة والدائمة للصدمات على الثدييات - بما في ذلك البشر.
نانسي باديلا كوريانو، دكتوراه., أستاذ مساعد، قسم علم الأعصاب، كلية الطب بجامعة فلوريدا، غينزفيل، فلوريدا
الآليات العصبية للتحولات بين المنافسة الاجتماعية والتعاون
تتمتع الحيوانات الاجتماعية بتفاعلات معقدة للغاية، وغالبًا ما تتحول من التعاون إلى المنافسة في فترة زمنية قصيرة جدًا. كيف يساعد الدماغ الحيوان على التنقل في تلك المواقف، وماذا يحدث على المستوى العصبي لتمكين هذا التحول بين الحالات؟ تهدف الدكتورة نانسي باديلا كوريانو إلى فهم الشبكات العصبية المعنية باستخدام الاختبارات السلوكية، والفيزيولوجيا الكهربية متعددة المواقع، وتحليلات التعلم الآلي لتحديد ديناميكيات الدائرة العصبية وراء الكفاءة الاجتماعية في نماذج الفئران. يمكن أن تساعد النتائج الباحثين على فهم أفضل لما يكمن وراء الكفاءة الاجتماعية، والتي تعوقها عدد من الاضطرابات العصبية والنفسية.
يستخدم فريق الدكتور باديلا كوريانو التقنيات المبتكرة، مثل مساعدة الذكاء الاصطناعي في تحديد وتتبع سلوك الحيوانات، ومنهجيات البحث لتحديد الدوائر النشطة أثناء التعاون والمنافسة. بافتراض أنها عبارة عن دوائر متداخلة، سيتلاعب الفريق بكل دائرة في نفس الحيوانات ويلاحظ كيف يتغير السلوك عند تعرضه لمواقف معينة. الهدف الثاني هو استكشاف ما هو أعلى تلك الدوائر؛ وثالث سوف يبحث في دور الدوبامين في هذه العملية. سيساعد البحث معًا في الكشف عن كيفية مساعدة الدماغ للحيوانات الاجتماعية على التحسين والتغيير، وتعديل السلوك الاجتماعي بناءً على السياق.
مبارك حسين سيد، دكتوراه., أستاذ مساعد، قسم علم الأحياء، جامعة نيو مكسيكو، ألبوكيرك، نيو مكسيكو
الآليات الجزيئية التي تنظم التنوع العصبي: من الخلايا الجذعية إلى الدوائر
سيبحث الدكتور مبارك حسين سيد في العوامل التي تحدد كيفية نشوء الخلايا العصبية بمختلف أنواعها من الخلايا الجذعية العصبية (NSCs) وكيف تحدد عوامل النمو سلوكيات البالغين. ومن خلال العمل باستخدام نموذج ذبابة الفاكهة، سيركز مختبر الدكتور سيد على كيفية إنتاج الخلايا العصبية NSC من النوع الثاني لأنواع الخلايا العصبية في المجمع المركزي. أظهرت الأبحاث السابقة أن توقيت ولادة الخلية التي تنحدر من النوع الثاني من NSC يرتبط بنوع الخلية النهائي: بعض أحفاد الجيل المبكر يصبحون خلايا عصبية ملاحية شمية، بينما تصبح الأجيال اللاحقة خلايا تنظم النوم. يُعتقد أن جزيئات محددة، بما في ذلك بروتينات ربط الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات المستحثة بالهرمونات الستيرويدية، والتي يتم التعبير عنها مؤقتًا في تلك الأوقات، تنظم مصير أنواع الخلايا العصبية.
من خلال تجارب فقدان الوظيفة واكتساب الوظيفة التي تستهدف تلك البروتينات والمسارات، سيتعلم فريق الدكتور سيد الآلية التي من خلالها يغيرون مصير الخلايا العصبية وتأثير ذلك على السلوكيات. ستبحث المزيد من التجارب في كيفية تشكيل دوائر مناطق الدماغ العليا، مع افتراض أن أنواع الخلايا الأخرى في الدائرة تنشأ من خلايا NSC مختلفة في أوقات مماثلة. علاوة على ذلك، بصفته مدافعًا عن تعزيز تعليم العلوم للشباب من المجموعات الممثلة تمثيلاً ناقصًا في هذا المجال، سيعمل الدكتور سيد من خلال برنامجه المسمى Pueblo Brain Science لتدريب وتوجيه الجيل القادم من علماء الأعصاب المتنوعين أثناء قيامه بإجراء أبحاثه.
لونجزي تان، دكتوراه., أستاذ مساعد في علم الأحياء العصبية، جامعة ستانفورد، ستانفورد، كاليفورنيا
كيف تؤثر هندسة الجينوم ثلاثية الأبعاد على تطور وشيخوخة الدماغ؟
إن تركيب 6 مليارات زوج أساسي من الحمض النووي في نواة خلية صغيرة هو أكثر من مجرد مهمة تعبئة مثيرة للإعجاب - إنه مفتاح لكيفية عمل الحمض النووي. يستخدم الدكتور لونجزي تان وفريقه "مجهرًا كيميائيًا حيويًا" ثوريًا يمكنه إظهار الشكل ثلاثي الأبعاد لجزيئات الحمض النووي داخل الخلية بدقة لا مثيل لها من خلال التلسكوبات البصرية، وفي هذه العملية يكتشفون أن الطي الفريد يمكن أن يخبر الباحثين بفكرة عظيمة التعامل حول الخلية. في الواقع، وبغض النظر عن أي شيء آخر، يستطيع الدكتور تان معرفة نوع الخلية التي جاءت منها قطعة الحمض النووي، والعمر النسبي للحيوان الذي جاءت منه الخلية، وذلك ببساطة من خلال النظر إلى شكل الحمض النووي.
يستخدم المجهر الكيميائي الحيوي الموجود في قلب البحث الربط التقريبي بدلاً من البصريات. فهو يحدد الأزواج الأساسية الأقرب إلى بعضها البعض، واحدًا تلو الآخر، ويمكنه بسرعة وبتكلفة معقولة بناء صورة للبنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي باستخدام تلك المعلومات فقط. سيتضمن جزء من المشروع إنشاء الجيل التالي من هذه الأداة حتى يتمكن فريق الدكتور تان من تحديد موقع كل جزيء RNA في خلية الدماغ بشكل ثلاثي الأبعاد ومكان ارتباطه بالحمض النووي المطوي لفهم المزيد حول كيفية تفاعلهم. سيساهم هذا في وضع كتاب قواعد حول طي الحمض النووي، والذي يمكن أن يساعد الباحثين على إيجاد طرق للتعامل مع الحمض النووي وفهم كيفية تأثير الحمض النووي غير المطوي على النمو. وبما أن الطي يتدهور مع تقدم العمر أيضًا، فإن فهم كيفية تأثير ذلك على الشيخوخة قد يوفر نظرة ثاقبة حول طرق عكس أو إبطاء بعض تأثيرات الشيخوخة. الهدف النهائي سوف ينظر في كيفية تأثير الطفرات والاختلافات القابلة للطي على الاختلافات بين الأفراد.
