나는 더 넓은 맥락에서 생물학적 현상을 분석하는 생태 학적 진화 발달 및 행동 생물학이라고 할 수있는 새로운 분야에서 일하고 있음을 발견했다. 우리는 진화가 환경 요구에 기초하여 유기체의 능력을 어떻게 프로그램하는지 이해하려고 노력하고 있으며, 그러한 능력이 다른 동물에서 보이는 것과 어떻게 유사하거나 다른지를 이해하려고 노력합니다. 보다 구체적으로, 나는 매우 초기 분지 동물 계보의 자기 수리 및 행동 능력을 더 잘 이해하는 데 중점을두고, 나는 두 가지 기본 질문을 수행했습니다. 1) 동물은 부상 후 기능을 어떻게 회복하는지, 그리고 2) 수면 행동이 얼마나 근본적인가?
.나는이 질문들을 염두에두고 대학원을 시작하지 않았지만 대신 내 연구가 자연스럽게 그들에게 나를 이끌었습니다. 나는 Caltech에서 미생물학 자로 시작했지만 지금 논문 고문 인 Lea Goentoro와 나는 때때로 모든 종류의 주제를 만나고 토론 할 것이며, 우리는 많은 연구 관심사를 공유했다는 것을 알았습니다. 우리가 생각한 한 프로젝트 중 하나는“불멸의 해파리”에서 볼 수있는 가역적 노화를 더 잘 이해하는 것이 었습니다. 그리고 2013 년 봄에 그녀의 실험실에서 일하기 시작했습니다.
Lea는 Xenopus laevis와 함께 일하는 배경을 가진 시스템 생물 학자입니다. , 아프리카 발톱 개구리; 해파리부터 시작하여 우리 모두에게 모험이 될 것입니다. Turritopsis 획득하기가 매우 어려워졌고, 우리가 일본에서 나타나기를 기다리는 동안 (젤리는 결국 도착했지만 건강하지는 않았고 우리는 그들을 부활시킬 수 없었습니다) 나는 더 일반적인 해파리와 함께 일하는 것이 좋은 관행이라고 생각했습니다. 우리는 근처의 Cabrillo Aquarium에 연락하여 달 젤리, aurelia aurita 을 손에 넣었습니다. 세계에서 가장 풍부하고 광범위한 해파리 중 하나입니다. 재능있는 실험실 기술 Ty Basinger의 도움으로 실험실에서 성장한 후에는 재생 능력을 광범위하게 결정하기 위해 간단한 절단 실험을했습니다.
해파리의 재생 능력
나는 그들이 잃어버린 부분을 재생하지 않는다는 것을 빨리 깨달았고, 필수 신체 대칭을 재건하는 동안 기존 부품을 재구성하는 것처럼 보였고, 2015 년에 PNA에 출판 한 작업. Aurelia Aurita의 젊은 해파리 Ephyrae라고 불리는 팔 절단에 반응하여 남은 팔을 재 배열하고 입을 다시 중심하고 근육 네트워크를 재건하십시오. 이 과정은 12 시간에서 4 일 이내에 완료되며 Symmetrization 이라고 불렀습니다. . 우리는 해파리를 포함하는 점탄성 물질 내에서 작동하는 근육 네트워크에 의해 생성 된 힘이 대만의 기계 엔지니어 인 Chin Lin이 모델링 한 과정 인 ARM 위치의 재조정을 유도한다는 것을 발견했습니다. 우리는 또한 다른 해파리 종을 조사했으며 많은 사람들이 비슷한 재구성 과정을 겪었다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 신체 대칭을 회복하기위한 재구성이 민첩한 전략이라는 것을 보여 주었다. 그것은 구성적인 생리 학적 기계를 사용하여 다양한 시작 조건에서 빠르게 진행되며, 새로운 세포가 필요하지 않기 때문에 그럴듯하게 에너지를 보존하는 자체 복귀 시스템이다.
.우리는 대칭 프로젝트의 일환으로 많은 해파리 종을 실험실에 가져 왔으며 그 중 하나는 cassiopea, 였습니다. 거꾸로 된 해파리. 그들과 함께 일하는 동안 나는 조명을 끄는 시점을 제외하고는 일관되게 펄럭이라는 것을 알았습니다. 나는 Paul Sternberg의 실험실의 벌레 수면 과학자 인 Ravi Nath와 Viviana Gradinaru의 실험실의 Opsin 엔지니어 인 Claire Bedbrooke 두 명의 친구와 동료 인 Ravi Nath 에게이 행동을 언급했으며, 우리는 빛의 변화에 대한 응답으로 그들의 행동을 정량화하기 시작했습니다. 우리는 해파리 추적 설정을 개발하고 데이터 분석 전문가 인 Justin Bois의 도움으로 밤낮으로 그들의 행동을 기록하기 시작했으며 밤에 활동이 장기적으로 감소한 것을 보았습니다.
.이로 인해 우리는 cassiopea 을 결정하기 위해 전체 프로젝트를 시작했습니다. 밤에 자고 있었고, 우리는 최근 현재 생물학에 출판 한 일입니다. 우리는 cassiopea 을 발견했습니다 수면과 같은 상태의 세 가지 주요 특징을 표시하십시오. 첫 번째는 가역적 대기 상태이며, 기본적으로 가역성에 의해 혼수 상태 또는 동면과 구별되는 낮은 활동의 기간입니다. 두 번째는 증가 된 각성 임계 값이며, 이는 동물이 대기 중에 각성을 유도하기 위해 더 큰 자극을 요구한다는 것을 의미합니다.
마지막으로 quiescence의 항상성 조절이므로 동물이 야간 정지가 박탈되면 회복 될 때까지 보상 적 더 낮은 활동이 있습니다. 우리는 또한 cassiopea 을 결정했습니다 행동은 일주기 규제이며, 빛이 없을 때에도 활동에서 계속 순환합니다. 마지막으로, zebrafish 수면 전문가 인 David Prober의 도움으로 우리는 또한 cassiopea 깊게 보존 된 수면 분자 인 멜라토닌에 반응하여 대기성을 표시하여 계통 발생 트리를 통해 해파리로부터 수면 메커니즘의 가능성을 나타냅니다. 이것은 해파리가 중앙 중앙 신경계보다는 확산 신경 그물을 가지고 있기 때문에 뇌가없는 유기체에서 수면과 같은 상태를 보여주는 첫 번째 연구입니다.
.나는 고문, 부서 및 그레이터 칼 테크 커뮤니티의 지원을 받아 운이 좋았습니다. 저는 생물학에서 기본적인 질문을하는 모델로 해파리를 사용하는 데 모험을했으며 내년에 박사후 과정 또는 독립 동료 로이 여행을 계속하고 싶습니다.
.이 연구 인 해파리 Cassiopea는 수면과 같은 상태를 보여 주며 최근 Journal 현재 생물학 에 발표되었습니다. .
