酵母是研究感染傳播的萌芽模型

當刺激物降落在細胞上時，就會引發(fā)一系列活動。表面上的傳感器接收信息并將其傳遞給其他蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)執(zhí)行計算并傳輸他們的發(fā)現(xiàn)。細胞做出決定并響應(yīng)刺激。

Megan McClean想要弄清楚這一切是如何起作用然后操縱過程 - 基礎(chǔ)研究對于確定藥物目標和設(shè)計醫(yī)學治療具有重要意義。

“我怎樣才能預(yù)測一個細胞將要做什么，以及如何讓它完全按照我的意愿去做呢?我發(fā)現(xiàn)真的很有趣。這是我的秘密控制狂，“她開玩笑說。

麥克萊恩是威斯康星大學麥迪遜分校生物醫(yī)學工程助理教授，研究細胞信號傳導途徑，這種生物網(wǎng)絡(luò)將外部信號轉(zhuǎn)化為內(nèi)部決策，如是否成長或死亡。

現(xiàn)在，她的工作更好地理解和設(shè)計這些信號傳遞過程將得到推動，這得益于美國國立衛(wèi)生研究院的最大調(diào)查員研究獎，該獎項為她提供了五年180萬美元的獎金。除了支持她實驗室的一系列研究項目外，它還可以靈活地追求新問題。

“隨著新事物的出現(xiàn)，我們可以成長，轉(zhuǎn)向和改變方向，這真的很棒，因為許多科學出乎意料地發(fā)生，”她說。

自2015年加入工程學院以來，McClean一直致力于研究釀酒酵母(芽殖酵母)作為模型。它是一種快速生長的單細胞微生物，易于遺傳操作，與哺乳動物細胞具有重要的相似性。特別是，她關(guān)注的信號傳導途徑 - 絲裂原活化蛋白激酶或控制一些應(yīng)激反應(yīng)的MAPK - 也存在于人類身上。

“我喜歡MAP激酶途徑的原因是它們很容易被理解，所以如果我想模擬某些東西，然后問一個實驗性的問題，這是一個非常好的地方可以問它，”她說?！岸宜鼈冊谌梭w細胞的癌癥中也非常重要，所以理解那里的錯誤管制應(yīng)該有助于理解一些在高等生物中可能出錯的事情?！?/p>

通過探測酵母細胞，McClean希望收集有關(guān)主題的課程例如，途徑如何過濾環(huán)境刺激，影響其響應(yīng)時間的因素，信號如何跨越途徑，以及健壯的結(jié)構(gòu)如何隔離通路并使其難以用藥物定位。

McClean及其實驗室成員通過使用微流體模型創(chuàng)建精確的環(huán)境來觀察細胞行為，并通過設(shè)計光敏蛋白質(zhì)來光學控制反應(yīng)，這種方法稱為光遺傳學。

“在工程部門工作并接觸工科學生的好處之一就是我們可以在我們想要做的生物實驗和我們需要建立的設(shè)備之間進行非常靈活的迭代，”McClean說，她發(fā)展了自己的興趣在加州大學伯克利分校和哈佛大學學習應(yīng)用數(shù)學的同時學習生物學?！拔覀儾⒉痪窒抻谖覀兛梢再徺I的現(xiàn)成設(shè)備?！?/p>

McClean也開始擴大她的研究議程，包括病原真菌。她希望在萌芽酵母中了解細胞反應(yīng)的知識，并揭示致病酵母細胞決定從局部感染部位分散并擴散到身體其他部位的原因和方式。