이그나시오 프로방시오

Ignacio Provencio

이그나시오 프로방시오(Ignacio Provencio, 1965년 6월 29일 ~ )는 미국의 신경과학자로 포유류의 망막의 광감응성 신경절 세포에서 발견되는 광섬유인 멜라놉신의 [1]발견자이다.Provencio는 2008년부터 [2]2010년까지 생체리듬 연구 협회의 프로그램 위원회장을 역임했습니다.

전기

Provencio는 독일 비트부르크에서 태어나 미국 펜실베이니아주 레바논 카톨릭 고등학교를 다녔다.Swarthmore College에서 학부 생활을 하는 동안 Provencio는 Jon Copeland [3]밑에서 가재, 바퀴벌레, 반딧불이를 연구하면서 신경과학에 관심을 갖게 되었습니다.1987년부터 1989년까지 그는 매사추세츠 종합병원의 스티브 레퍼트 연구소에서 실험실 기술자로 일했으며, 그곳에서 그는 일주기 생물학 분야를 알게 되었다.그는 1987년 스와스모어 대학에서 생물학 학사 학위를 받고 졸업했으며 1996년 버지니아 대학에서 박사학위를 취득했다. 버지니아 대학에서 박사 학위를 취득했다.Uniformed Services University에서 박사 후 훈련을 받는 동안 Provencio는 Uniformed Services University, 해부학, 생리학 및 유전학부에서 보조 및 부교수직을 맡았으며, 지금도 부교수직을 [4]유지하고 있습니다.그는 현재 버지니아 [5]대학의 정교수로 재직하고 있다.

일하다.

광응답에서 멜라놉신의 역할

1998년 프로방시오는 아프리카 발톱 [6]개구리의 광감응성 피부 흑색세포에서 멜라놉신을 새로운 옵신으로 발견했다.2000년에 그는 멜라놉신이 쥐, 붉은털원숭이, 그리고 눈에만 존재하는 사람에게도 존재한다는 것을 보여주었다.멜라놉신의 독특한 망막 내부 국재성은 멜라놉신이 영상 [7]형성에 관여하지 않았음을 나타낸다.나중에,[8] 그는 멜라놉신 색소가 포유동물에서 일주기 발진기를 광주기에 결합시키는 것과 관련이 있을 수 있다는 것을 증명했다.

그는 전형적인 외망막 광수용체가 없는 맹인 쥐가 여전히 빛에 대해 눈에서 반응하는 것을 발견했다.멜라놉신 유전자가 녹아웃되었지만 기능성 막대기와 원뿔을 가진 쥐들도 또한 들어갈 수 있었다.그러나 막대나 원추체가 없는 시각장애인 생쥐에서 멜라놉신이 녹아웃된 경우, 그들은 "일주 발진기의 광피로 완전 손실, 동공 빛 반응, 아릴알킬아민-N-아세틸전달효소 전사물의 광피로 억제, [8]빛에 의한 급격한 운동 억제"를 보였다.Provencio는 멜라놉신이 함유된 망막 신경절 세포나 망막 외측 광수용체(루드와 원추체)가 빛에 대한 반응을 유도하기에 충분하다고 결론지었다.단, 막대, 원추체 또는 멜라놉신이 없는 경우 멜라놉신은 일주기 발진기의 광긴장 및 기타 [8]광응답에 필요하다.

포유동물에서 빛 유도 상변화에 대한 멜라놉신의 역할을 더 연구하기 위해 Provencio 연구소는 [9]빛에 반응하는 멜라놉신 늘 마우스(Opn4 -/-)의 운동 활동을 연구했다.Opn4 -/- 생쥐는 일반 생쥐와 유사한 일주기 행동을 보였다. 즉, 그들은 명암 주기에 관여하고 정상 [9]생쥐에서 예상한 방식으로 지속적인 어둠 속에서 프리랜을 했다.Provencio의 연구실에 있는 연구원들은 따라서 멜라놉신이 마스터 클럭의 [9]진동 기능에 관여하지 않는다는 결론을 내렸다.반면 Opn4-/- 마우스는 단색 [9]빛의 펄스에 반응하여 새로운 단계에 적응하는 데 어려움을 겪었다.이는 멜라놉신이 위상 재설정에 필요하지만 광입력의 다른 메커니즘도 [9]일주기 교란과 관련이 있을 수 있다는 것을 시사했다.

2008년 Provencio 연구소는 단백질 [10]사포린과 결합된 항멜라노신 항체로 만들어진 면역독소를 사용하여 완전히 발달한 쥐 망막의 멜라놉신 세포를 특이적으로 파괴할 수 있었다.이로 인해 명암 주기에 대한 반응성이 낮아졌다. 로드, 원추체 또는 멜라놉신이 없는 유전자 녹아웃 돌연변이에서도 유사한 특성이 관찰되었다.또한 멜라놉신 [10]세포가 결핍된 생쥐에서는 막대, 원추체 및/또는 멜라놉신 세포에 의해 매개되는 빛에 의한 음성 마스킹이 누락되었다.따라서 Provencio는 멜라놉신을 함유한 세포가 시각적인 [10]반응을 형성하지 않는 특정 정보를 전달하기 위해 막대 및/또는 콘 정보를 필요로 할 수 있다고 제안했다.

시각장애 환자의 엔터테인먼트

Provencio의 멜라놉신 발견과 광흡입에 대한 그것의 기능은 일부 시각장애 환자들이 매일의 [11]광주기에 들어갈 수 있다는 것을 보여주는 초기 연구를 뒷받침한다.멜라놉신을 발현하는 망막 신경절 세포도 사람에게서 발견되었기 때문에, 이러한 연구들은 기능성 멜라놉신 세포를 여전히 보유하고 있는 시각장애인들이 일상적인 빛의 순환에 참여할 수 있는 사람들이라는 것을 암시한다.이러한 연구들은 또한 멜라놉신 세포에 들어갈 수 없고 부족한 시각장애 환자들은 일주기 리듬 수면 [12]장애를 겪을 위험이 상당히 높다는 것을 보여준다.시각장애인 환자들과 아기들의 적출이 미용이나 진통제적인 이유로 흔한 관행이었지만, 의사들은 시각장애인 환자들, 특히 유아들에게 멜라놉신을 [13]발현하는 기능적인 광감응성 망막 신경절 세포를 여전히 가지고 있을 수 있기 때문에, 이제 좀 더 신중한 결정을 내려야 한다.게다가, [14]현재 시각장애인 환자의 멜라놉신 세포를 특별히 자극하려고 하는 일주기 리듬 수면 장애를 가진 사람들을 위해 빛 치료를 최적화하려는 연구들이 있다.

최근의 연구

Provencio의 연구팀은 알비노 생쥐의 다양한 망막 세포에 있는 멜라놉신 단백질의 양이 환경 조명의 [15]조건에 따라 달라진다는 것을 알아냈다.지속적인 빛 조건에서는 멜라놉신 세포 수가 [15]증가하지 않았다.하지만, 이 지속적인 밝은 쥐들이 밝은 어둠의 일정에 노출되었을 때, 멜라놉신 세포 수가 [15]회복되었습니다.이 연구는 어둠의 분출이나 명암기의 순서가 멜라놉신 [15]시스템의 정상적인 발달을 조절할 수 있다는 것을 보여준다.

2006년 연구에서 Provencio는 광피로를 위한 단백질 RPE65의 역할을 조사했습니다.RPE65는 막대기와 원추체 내의 시각 색소세포의 재생에 필요한 본질적으로 감광성 망막신경절세포(ipRGC)에서 발견되는 중요한 단백질입니다.RPE65 녹아웃 마우스(Rpe65(--))는 로드리스(rodless) 및 결절리스(condone) 마우스에 비해 훨씬 약한 위상 변화를 보였으며, 이는 RPE65가 다른 역할을 [16]할 수 있음을 시사했다.

RPE65의 기능을 더욱 정의하기 위해 Provencio는 Rpe65(---) 마우스를 사용하고 로드도 제거했습니다.이를 위해 사용된 기술은 로드(rdta transgene)를 삽입하여 선택적으로 로드를 죽이는 것이었습니다.그들은 RPE65 단백질이 없는 생쥐와 RPE65 단백질이 없는 생쥐에서 생체 광감작성이 여전히 [16]RPE65 단백질이 없는 생쥐에 비해 다시 나타난다는 것을 발견했다.

Provencio는 Rpe65(---) 생쥐를 가져다가 멜라놉신 녹아웃 생쥐(Opn4(--))와 교배시켰다.이로 인해 RPE와 멜라놉신 녹아웃 마우스가 이중으로 생성되었고, 이는 비정상적인 광피로와 주행성 행동을 초래했다.이러한 결과로부터 Provencio는 RPE65가 ipRGC의 기능에 필요하지 않다고 결론내렸습니다.그러나 RPE가 없는 생쥐에서 생체 광감작성의 흥미로운 회복으로 인해, ipRGC에 영향을 미칠 수 있는 막대와 [16]막대가 상호작용할 수 있는 메커니즘이 있는 것으로 보인다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Provencio, Ignacio; Jiang, Guisen; De Grip, Willem J.; Hayes, William Pär; Rollag, Mark D. (1998). "Melanopsin: an opsin in melanophores, brain, and eye". Proceedings of the National Academy of Sciences. 95 (1): 340–5. Bibcode:1998PNAS...95..340P. doi:10.1073/pnas.95.1.340. PMC 18217. PMID 9419377.
  2. ^ "The Society for Research on Biological Rhythms". Society for Research on Biological Rhythms. Archived from the original on 22 March 2011. Retrieved 9 April 2011.
  3. ^ Scientific American 2011년 5월 [1].2011년 4월 20일
  4. ^ Provencio, Ignacio. "UVA Vision Research Group Directory". University of Virginia, Department of Ophthalmology. Retrieved 9 April 2011.
  5. ^ "Ignacio Provencio". University of Virginia. Retrieved May 2, 2009.
  6. ^ Provencio, I; Jiang, G; De Grip, WJ; Hayes, WP; Rollag, MD (1998). "Melanopsin: An opsin in melanophores, brain, and eye". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95 (1): 340–5. Bibcode:1998PNAS...95..340P. doi:10.1073/pnas.95.1.340. PMC 18217. PMID 9419377.
  7. ^ Provencio, I; Rodriguez, IR; Jiang, G; Hayes, WP; Moreira, EF; Rollag, MD (2000). "A novel human opsin in the inner retina". The Journal of Neuroscience. 20 (2): 600–5. doi:10.1523/jneurosci.20-02-00600.2000. PMC 6772411. PMID 10632589.
  8. ^ a b c Panda, S.; Provencio, I; Tu, DC; Pires, SS; Rollag, MD; Castrucci, AM; Pletcher, MT; Sato, TK; et al. (2003). "Melanopsin is Required for Non-Image-Forming Photic Responses in Blind Mice". Science. 301 (5632): 525–7. Bibcode:2003Sci...301..525P. doi:10.1126/science.1086179. PMID 12829787. S2CID 37600812.
  9. ^ a b c d e Panda, S.; Sato, TK; Castrucci, AM; Rollag, MD; Degrip, WJ; Hogenesch, JB; Provencio, I; Kay, SA (2002). "Melanopsin (Opn4) Requirement for Normal Light-Induced Circadian Phase Shifting". Science. 298 (5601): 2213–6. Bibcode:2002Sci...298.2213P. doi:10.1126/science.1076848. PMID 12481141. S2CID 20602808.
  10. ^ a b c Göz, Didem; Studholme, Keith; Lappi, Douglas A.; Rollag, Mark D.; Provencio, Ignacio; Morin, Lawrence P. (2008). Greene, Ernest (ed.). "Targeted Destruction of Photosensitive Retinal Ganglion Cells with a Saporin Conjugate Alters the Effects of Light on Mouse Circadian Rhythms". PLOS ONE. 3 (9): e3153. Bibcode:2008PLoSO...3.3153G. doi:10.1371/journal.pone.0003153. PMC 2519834. PMID 18773079.
  11. ^ Czeisler, Charles A.; Shanahan, Theresa L.; Klerman, Elizabeth B.; Martens, Heinz; Brotman, Daniel J.; Emens, Jonathan S.; Klein, Torsten; Rizzo, Joseph F. (1995). "Suppression of Melatonin Secretion in Some Blind Patients by Exposure to Bright Light". New England Journal of Medicine. 332 (1): 6–11. doi:10.1056/NEJM199501053320102. PMID 7990870.
  12. ^ "Circadian Rhythm Sleep Disorder (formerly Sleep-Wake Schedule Disorder)". Armenian Medical Network. Retrieved April 19, 2011.
  13. ^ Baruch El-Ad MD. "Non-24-hour sleep-wake syndrome". Medlink Neurology. Retrieved April 19, 2011.
  14. ^ Gooley, J. J.; Rajaratnam, S. M. W.; Brainard, G. C.; Kronauer, R. E.; Czeisler, C. A.; Lockley, S. W. (2010). "Spectral Responses of the Human Circadian System Depend on the Irradiance and Duration of Exposure to Light". Science Translational Medicine. 2 (31): 31ra33. doi:10.1126/scitranslmed.3000741. PMC 4414925. PMID 20463367.
  15. ^ a b c d Gonzalez-Menendez, I.; Contreras, F.; Cernuda-Cernuda, R.; Provencio, I.; Garcia-Fernandez, J. M. (2010). "Postnatal Development and Functional Adaptations of the Melanopsin Photoreceptive System in the Albino Mouse Retina". Investigative Ophthalmology & Visual Science. 51 (9): 4840–4847. doi:10.1167/iovs.10-5253. PMC 2941179. PMID 20435589.
  16. ^ a b c Doyle, S. E.; Castrucci, A. M.; McCall, M.; Provencio, I.; Menaker, M. (2006). "Nonvisual light responses in the Rpe65 knockout mouse: Rod loss restores sensitivity to the melanopsin system". Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (27): 10432–10437. doi:10.1073/pnas.0600934103. PMC 1502475. PMID 16788070.

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