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布卢明顿在47405 - 2204
特蕾西实验室研究旨在了解管理的一般原则的规范和功能神经电路。我们使用果蝇研究这个问题果蝇,相对简单的神经系统必须执行许多相同的计算,是由我们自己的执行。尽管它简单的大脑,果蝇执行一组复杂的行为。强大的遗传工具果蝇使神经回路的解剖与精度不匹配任何其他模型系统。基因编码钙传感器允许我们测量确定的神经活动的后果同样的活动。Optogenetic工具使我们能够激活行为通过远程控制通过简单的闪亮的动物。我们的重点是使用动态模型来识别电路和痛觉过敏基因功能。这些研究导致更好地了解疼痛信号。此外,我们正试图确定分子用于感觉神经的转导,构成我们的触觉。最后,我们正在尝试建立trans-synaptic示踪剂在使用果蝇。这些工具将使可视化相互连接的电路在苍蝇的大脑和最终可能扩展到研究哺乳动物。
作者:伊丽莎白·安德鲁斯
在下午的1970年代后期,在布法罗市郊Williamsville,纽约,能找到一个小男孩兴高采烈地凝视着当地的宠物店的鱼缸。敬畏和迷惑,年轻的丹特蕾西花几个小时观察和分析鱼类的行为。
“我认为我真的惹恼了宠物店的老板和我不断的问题,”他回忆说。
幸运的是,他好奇的天性受到老师的欢迎,特别是他的纽约州立大学水牛城分校本科生导师卡罗尔伯曼。在她的引导下,特蕾西换鱼缸的森林,伯曼写的工作猕猴在自然栖息地Cayo岛上的圣地亚哥,波多黎各。
然而他发现猴子一样迷人,特蕾西感到受到实地研究的局限性。“我是不满意的各种实验你可以学习行为与猕猴,”他解释说。“你就没有那么多对环境变量的控制。”
寻求一个更系统化的方法对动物行为,特蕾西转向遗传学。他的硕士研究带他去佛罗里达国立大学,他“成为迷恋分子生物学,”他说。
“我永远不会忘记我第一次看到DNA。我完全被迷住了,”他回忆说。“我清楚地记得,我站在实验室里,和我是谁。我们把我们的样本通过一个过程,在最后一步我们添加乙醇和DNA沉淀。我可以看到DNA出来的解决方案。它是如此的令人难以置信的。”
DNA迷住了特蕾西和动物特征之间的联系。他迷恋基因表达带他去纽约州立大学石溪博士,他尝试了果蝇果蝇和非洲爪蟾蜍青蛙。年底他的计划,两个事件密谋决定他未来的研究议程。
一个是一个悲剧:他的祖父死于肺癌经过数月的可怕的痛苦。这让特蕾西的唯一缓和了吗啡。
“我很惊讶,我们在疼痛治疗取得了几乎没有进展,”他说。“我们仍然依赖于罂粟像我们有几千年了。”
第二个是一个快乐的事件。特蕾西遇见了他未来的妻子石溪分校,神经科学的博士生带他在她专业的撤退。在这样一个场合,教授解释说他如何测量疼痛反应在老鼠的尾巴将金属板;盘子就会被加热,直到老鼠回应轻摇着尾巴。
”,在我们开车回来,我开始幻想我如何使用果蝇研究疼痛,”他说。“当我回到家我做了一个实验,我感动与热探针和一只苍蝇幼虫,果然,它远离仪器滚。”
这是第一步的一个突破。特蕾西知道,如果他能找到一个突变体没有回应调查,他可以隔离飞对疼痛反应的基因。通过分析基因的表达如何翻译成生物机制,他可以发现新的线索身体的疼痛通路。
特蕾西追踪他在加州理工学院实验室突变的西摩奔驰,早期的遗传学先驱和特蕾西的长期的偶像。博士后研究,特蕾西和他的实验室合作伙伴和一个名叫“无痛”的飞突变他们发现一种新型的离子通道,当激活,可以调节某些类型的痛感。
值得注意的是,一个进化相关的频道是还发现,在人类(编码基因称为TRPA1)。类似的基因存在于非常原始的动物——甚至是单细胞生物,这表明这种类型的疼痛反应已经通过数十亿年的进化保守。对于人类来说,它可以由许多不同类型的有害化学物质被激活,尽管这些化学物质结构无关。
“无痛教给我们很多关于疼痛是如何工作的,”特蕾西说。“通道似乎已经进化早期生活中作为一种抵御有害化学物质。”
特蕾西的后续研究作为杜克大学教员,他继续遵循无痛的痕迹,以确定哪些细胞TRPA1渠道。他描述了“真的美丽的神经元”的广泛的分支机构使痛觉,潜在的有害刺激的感官反应。
吉尔的椅子上,特蕾西正在扩大果蝇研究,以更好地理解伤害感受和转导过程潜在的触觉。通过专注于基因和神经机制也存在于人类,他的研究既能帮助解释行为,也为未来的创新在疼痛治疗铺平了道路。
“这是一个漫长的道路从基础科学发现到新的临床治疗,”他警告说,“但它必须首先了解这些系统是如何工作的。”