約瑟夫·高橋
約瑟夫·高橋(英語:Joseph S. Takahashi,1951年12月16日—),日裔美國遺傳學家和神經生物學家,德克薩斯大學西南醫學中心教授和霍華德·休斯醫學研究所研究人員。[2][3]高橋的課題組於1994年發現了哺乳動物生物鐘的遺傳學基礎,在1997年確定出CLOCK基因[4][5][6]。高橋於2003年當選為美國科學院院士[1]。
約瑟夫·高橋 Joseph S. Takahashi | |
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出生 | 日本東京 | 1951年12月16日
國籍 | 美國 |
民族 | 日本 |
母校 | 斯沃斯莫爾學院 俄勒岡大學 |
知名於 | 發現CLOCK基因 |
科學生涯 | |
研究領域 | 遺傳學 神經生物學 |
機構 | 德克薩斯大學西南醫學中心 霍華德·休斯醫學研究所 |
受影響自 | Norman Meinkoth Kenneth Rawson Patricia DeCoursey Michael Menaker[1] |
生平
高橋1970年升入斯沃斯莫爾學院,1974年獲得生物學學士學位[1]。隨後,他進入 南卡羅來納大學以時間生物學研究見長的帕特麗夏·德庫西的課題組工作了一年,然後向德克薩斯州大學奧斯汀分校的邁克爾·梅納克申請工作機會,梅納克也是時間生物學領域的專家。梅納克轉赴俄勒岡大學任教,高橋隨之,並於1981年獲得神經科學博士學位[1]。獲得博士學位後,高橋在美國國立精神衛生研究院做了兩年博士後,隨後在 西北大學神經科學和生理學系獲得教職,後來,他在這裡獲得永久職位,並工作了26年[1] 。2008年,高橋加入德克薩斯大學西南醫學中心,任桑茲神經科學傑出講席教授(Loyd B. Sands Distinguished Chair in Neuroscience)[2],同時任Hypnion公司科學顧問,這家公司主要業務是開發影響睡眠、睡醒和生物鐘紊亂的中樞神經系統疾病的創新療法[7]。高橋還是《神經元》、《生理基因組學》、《生物節律學報》等著名學術期刊的編委[8]。
學術研究
生理起搏器視交叉上核(SCN)的研究
1980年代初,高橋和梅納克以試管內鳥松果體為研究對象,以研究晝夜節律振盪,他們證明哺乳動物的晝夜節律控制中心下丘腦的視交叉上核(SCN),[9]在鳥類動物中有相同的作用[10]。他們與德庫西合作,以倉鼠做實驗,證明了負責調控晝夜節律的感光系統與視覺系統不同[11]。
2010年,高橋與人合作,研究了調控生物振盪的溫度漲落的潛在作用。他們發現,主生理起搏器通常只受環境明暗循環調控,但分離在試管後,還能受到溫度漲落的調控,這表明溫度復位是所有哺乳動物的生物鐘的重要性質,很可能在哺乳動物所有細胞中,通過一個非常保守的機制起作用,這也說明,全身組織的體溫節律是主生物鐘與晝夜節律同步的一個可能機制[12]。
哺乳動物生物鐘基因的節律性質研究
高橋的研究給促進人對哺乳動物生物鐘對生理學與環境關係的研究。1993年,高橋與邁克爾·格林伯格合作,研究了哺乳動物視交叉上核受環境光循環交叉的調控,研究了環磷腺苷效應元件結合蛋白和c-fos蛋白轉錄之間的關係[13]。藉助免疫沉澱法,高橋和格林伯格證明了光致CREB磷酸化作用只在夜晚發生[14]。
松果體體外研究有着明顯的局限性,高橋利用正向遺傳學和定位克隆技術研究晝夜節律的遺傳和分子基礎[1][15]。1994年,高橋及其同事分離出了CLOCK基因[16],1997年,他們克隆出了哺乳動物的CLOCK基因[1][17]。
2000年,高橋克隆出了1988年就被發現的tau基因,他稱此為自己最重大的科學成就之一[1]。高橋發現,該基因與果蠅dbt基因和人類CKIe基因密切相關[18]。
代表性論文
- Vitaterna, M.H.; King, D.P.; Chang, A.M.; Kornhauser, J.M.; Lowrey, P.L.; McDonald, J.D.; Dove, W.F.; Pinto, L.H.; Turek, F.W.; Takahashi, J.S. Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior. Science. 1994, 264 (5159): 719–725. PMID 8171325. doi:10.1126/science.8171325.
- King, David; Zhao, Yaliang; Sangoram, Ashvin; Wilsbacher, Lisa; Tanaka, Monuru; Antoch, Marina; Steeves, Thomas; Vitaterna; Kornhauser; Lowrey, Phillip; Turek, Fred; Takahashi, J.S. Positional Cloning of the Mouse Circadian Clock Gene. Cell. 1997, 89 (4): 641–653. PMID 9160755. doi:10.1016/S0092-8674(00)80245-7.
- Gekakis, Nicholas; Staknis, David; Nguyen, Hubert B.; Davis, Fred C.; Wilsbacher, Lisa D.; King, David P.; Takahashi, Joseph S.; Weitz, Charles J. Role of the CLOCK Protein in the Mammalian Circadian Mechanism. Science. 5 June 1998, 280 (5369): 1564–1569. PMID 9616112. doi:10.1126/science.280.5369.1564.
- Yoo, Seung-Hee; Yamazaki, Shin; Lowrey, Phillip; Shimomura, Kazuhiro; Ko, Caroline; Buhr, Ethan; Siepka, Sandra; Hong, Hee-Kyung; et al. PERIOD2::LUCIFERASE real-time reporting of circadian dynamics reveals persistent circadian oscillations in mouse peripheral tissues. PNAS. February 12, 2004, 101 (15): 5339–5346. PMC 397382 . PMID 14963227. doi:10.1073/pnas.0308709101.
- Ramsey KM, Yoshino J, Brace CS, Abrassart D, Kobayashi Y, Marcheva B, Hong HK, Chong JL, Buhr ED, Lee C, Takahashi JS, Imai S, Bass J. Circadian clock feedback cycle through NAMPT-mediated NAD+ biosynthesis. Science. 2009, 324: 651–4. doi:10.1126/science.1171641. This paper discusses the circadian cycle of Clock-Bmal activating the transcription of Cry1, 2, and Per proteins which represses Clock-Bmal transcription creating daily cycling of transcription and channel activation. Specifically, Takahashi looks at NAD+ and NAMPT levels in the liver.
- J, Bass; JS, Takahashi. Circadian integration of metabolism and energetics. Science. 3 December 2010, 330 (6009): 1349–1354. PMID 21127246. doi:10.1126/science.1195027.
外部連結
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Marino, Melissa. Biography of Joseph S. Takahashi. Proceedings of the National Academy of Sciences. April 13, 2004, 101 (15): 5336–5338. PMC 399313 . PMID 15067124. doi:10.1073/pnas.0401895101.
- ^ 2.0 2.1 Neurobiology faculty - Joseph Takahashi. UT southwest. [2009-04-27]. (原始內容存檔於2011-09-27).
- ^ HHMI Scientist Biography - Joseph Takahashi. Howard Hughes Medical Institute. [2009-04-24]. (原始內容存檔於2013-05-18).
- ^ Gene Discovered in Mice that Regulates Biological Clock. Chicago Tribune. April 29, 1994.
- ^ Found in Mouse: The Gene of a Night Owl. The New York Times. April 29, 1994 [2014-11-13]. (原始內容存檔於2019-04-22).
- ^ Wade, Nicholas. A Mouse Helps Explain What Makes Us Tick. The New York Times. May 16, 1997 [2014-11-13]. (原始內容存檔於2019-01-30).
- ^ Hypnion, Inc. Raises $10.4 Million In Series A Private Equity Financing. Hypnion, Inc. [14 April 2011]. (原始內容存檔於2011-09-10).
- ^ Joseph S. Takahashi Ph.D.. Businessweek. [14 April 2011]. (原始內容存檔於2013-07-20).
- ^ Takahashi, J. S.; Hamm, H.; Menaker, M. Circadian rhythms of melatonin release from individual superfused chicken pineal glands in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. 1980, 77 (4): 2319–2322. PMC 348706 . PMID 6929552. doi:10.1073/pnas.77.4.2319.
- ^ Takahashi, J. S.; Menaker, M. Journal of Neuroscience. 1982, 2: 718–726. 缺少或
|title=
為空 (幫助) - ^ Takahashi, J. S.; DeCoursey, P. J.; Bauman, L.; Menaker, M. Spectral sensitivity of a novel photoreceptive system mediating entrainment of mammalian circadian rhythms. Nature. 1984, 308 (5955): 186–188. PMID 6700721. doi:10.1038/308186a0.
- ^ Buhr, ED; Yoo, SH; Takahashi, JS. Temperature as a universal resetting cue for mammalian circadian oscillators. Science. October 2010, 330 (6002): 379–85. PMID 20947768. doi:10.1126/science.1195262.
- ^ Kornhauser, J.M.; Nelson, D.E.; Mayo, K.E.; Takahashi, J.S. Photic and circadian regulation of c-fos gene expression in the hamster suprachiasmatic nucleus. Neuron. 1990, 5 (2): 127–134. PMID 2116813. doi:10.1016/0896-6273(90)90303-W.
- ^ Ginty, D.D; Kornhauser, J.M.; Thompson, M.A.; Bading, H.; Mayo, K.E.; Takahashi, J.S.; Greenberg, M.E. Regulation of CREB Phosphorylation in the Suprachiasmatic Nucleus by Light and a Circadian Clock. Science. 1993, 260 (5105): 238–241. PMID 8097062. doi:10.1126/science.8097062.
- ^ PNAS Member Editor - Joseph Takahashi. Proceedings of the National Academy of Science. [2009-04-28]. (原始內容存檔於2021-04-28).
- ^ Vitaterna, M.H.; King, D.P.; Chang, A.M.; Kornhauser, J.M.; Lowrey, P.L.; McDonald, J.D.; Dove, W.F.; Pinto, L.H.; Turek, F.W.; Takahashi, J.S. Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior. Science. 1994, 264 (5159): 719–725. PMID 8171325. doi:10.1126/science.8171325.
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