イシュマイル・アブドゥス・サブールは、フィラデルフィアで育った少年の頃から、自然界の多様性に魅了されてきました。 3 年生の教師であるムーア先生の指導の下で行った自然散策が彼を魅了しました。 「私たちは野生動物と触れ合い、関わり合い、本来の環境で動物を見ることができました」と彼は思い出しました。アブダス・サブールさんはまた、猫、犬、トカゲ、ヘビ、カメなどのさまざまな生き物を 3 階建ての家に持ち込み、お小遣いを貯めてカメについて学べる雑誌を購入しました。大人たちが彼に、大きくなったら何になりたいかと尋ねたとき、「私は科学者になりたいと言いました」と彼は言いました。 「私はいつも眉をひそめていました。」

アブドゥス＝サブールはその目標から逸れなかった。今日、彼は 生物科学准教授 コロンビア大学のモーティマー・B・ザッカーマン心脳行動研究所で研究を行っている 脳がどのように判断するか 肌への接触が痛いのか、それとも楽しいのか。 「この疑問は人間の経験にとって根本的なものですが、満足のいく分子の詳細を説明するのは依然として不可解です」と彼は言う。皮膚は私たちの最大の感覚器官であり、環境への主要な導管であるため、慢性的な痛みからうつ病に至るまでの症状を治療するためのヒントが隠されている可能性があります。

それらの手がかりを見つけるために、アブドゥス・サブール博士は皮膚から脳への軸に沿ったあらゆる接合点で神経系を調査します。彼は、他の多くの人のように、皮膚だけに焦点を当てたり、脳だけに焦点を当てたりはしません。 「私たちはこれら 2 つの世界を融合します」と彼は言いました。そのアプローチには、2 セットの技術を習得し、2 セットの文献を読み、2 セットの学術会議に出席する必要がある、と彼は付け加えた。 「それは私たちにユニークな脚力を与えてくれます」と彼は言いました。それは、 画期的な紙 昨年公開された セル 心地よいタッチをもたらす神経回路全体をレイアウトしました。

アブダス・サブール氏はまた、 痛みの新しい定量的尺度 彼と彼のチームは、オピオイド中毒の世代を超えた遺伝の証拠を収集するために、マウスを使った研究を行った。齧歯動物に関する彼の結果は、親によるオピオイドの過剰使用が遺伝子発現を変化させ、子供たちを同じリスクにさらす可能性があることを示唆している。

その功績により数々の賞を受賞したアブダス・サブール氏は、ハワード・ヒューズ医学研究所の第一期生に指名されました。 フリーマン・フラボウスキーの学者 昨年の8.6月。この賞は、ダイバーシティとインクルージョンを促進する研究室に所属する新進気鋭の若手研究者に、XNUMX 年間で最大 XNUMX 万ドルを提供します。

クアンタ アブドゥス・サブール氏は、科学をやり直す傾向、ゼブラフィッシュの発見の瞬間、そして新たに輸入されたハダカデバネズミのコロニーに対する希望についてアブダス・サブール氏に語った。インタビューはわかりやすくするために要約および編集されています。

あなたが子供の頃、ご両親はあなたの科学への興味を応援してくれましたか?

確かにそうでした。私が動物にどれだけ魅了されているかを彼らが見てくれたので、誕生日プレゼントとして動物をもらうようになりました。高校まで早送りします。 9 年生のとき、両親は私が生物学の優等生のために行っていた 1 年間のサイエンス フェアのプロジェクトのために家の 3 階を引き継ぐことを許可してくれました。どこにでも何百匹ものザリガニがいました。私の両親は科学者ではありませんが、科学の分野での私の冒険や冒険をとても応援してくれました。

ご両親は何をしますか？

私の母は会計事務所の最高財務責任者です。私の父は退職する前は保険数理士でした。したがって、私は数学的傾向を受け継いだのかもしれません。動物の痛みを概算するために、統計モデリングを行って、その行動の特徴を単一の読みやすいスケールに凝縮します。私の父は私の講演に何度か来てくれました。生物学のことは頭から離れないことが多いですが、私の仕事の数学の部分にはとても興奮しています。

大学はあなたのキャリアをどのように形成しましたか?

私は歴史的に黒人の大学であるノースカロライナA&Tに通っていました。私はそのような大学に通っていた家系の出身です。私の両親はハワード大学に通っていました。私の叔母もそうでした。叔父はバージニア州立大学、私の祖父はリンカーン大学に通っていました。これらの大学のいずれかに通う以外に選択肢があったのかどうかはわかりません。

それでも、それは賢明な決断だったと思います。自分と似た人たちが本当にうまくやっているのを見て、自信がつきました。そして、大学の文化は競争ではなく育成です。教員はあなたのことを気にかけています。学生たちは協力して働き、お互いの成功を見たいと思っています。

大学で研究をしましたか？

はい。研究経験が重要であることはわかっていたので、キャンパスでの最初の 1 か月間、私は教員に研究の機会を求めて一軒一軒訪問しました。私は養豚場で働くために雇われました。私は豚肉を食べないので面白いのですが、私は豚の食事を変えると肉の味が変わるかどうかを研究していました。

当時、私は獣医師になりたいという考えを抱いていました。それで、2年生のとき、私は動物病院で動物の避妊・去勢手術と清掃の仕事をしました。そのとき、私は子供の頃に科学に対して感じたスリルがそこにはなかったことに気づきました。私はその作品に夢中ではありませんでした。

しかし、3年生から4年生の間、私はペンシルバニア大学の分子生物学研究室で働いていたのですが、そのとき電球が切れてしまいました。 「すごい、人々は大きなアイデアを考え、人間の健康にとって重要な問題の解決策を見つけようとすることで報酬を得ているのだ」と思いました。両親にこう言ったのを覚えています。博士号を取得したいです。分子生物学では。」

快楽と苦痛を研究するようになったきっかけは何ですか？

ちょっと曲がりくねった道でした。博士号を取得しました。ペンシルバニア大学で、細胞の発達に関与する回虫の分子経路を研究しています。この経路のタンパク質の遺伝子は、ヒトのがんの少なくとも 30% で変異しています。私の研究は、これらの経路が細胞の基本的な種類と形状をどのように制御するかを実証しました。私はその研究室でその経路を研究した最初の人だったので、多くのツールを一から構築する必要がありました。それが私のキャリアを通じてのテーマでした。私は新しい道筋を立てるのが好きです。

そして、あなたが計画した次のコースは、神経科学へと導きました。なぜ？

神経科学は黄金時代を迎えているように見えました。さまざまな分野の人々が脳を研究するために集まっていましたが、答えよりも疑問のほうがまだ多かったように思えたので、私が影響を与える余地はありました。私が感覚神経科学に興味を持ったのは、その論理的な単純さのためでもあります。皮膚の受容体が活性化され、一連のリレーを経て、どういうわけか脳で知覚が得られるのです。感覚系の中で、接触は最も研究されていません。大きな疑問のいくつかはまだ解決されていません。

知識不足をどのように補いましたか？

最初は、正式なトレーニングを受けていないことに不安を感じていました。ポスドクとして私は神経科学のクラスを受講したことがありませんでした。会議や神経科学者との会話では、ついていけないことがよくありました。専門用語を知りませんでした。でも、定期的に会っていたのですが、 マイケル・ナスバウム、私に指導してくれるように頼んだ後、ペンシルベニア大学の生物医学研究のディレクターになりました。ある日、彼のオフィスで、彼は私に神経科学の家庭教師をしてみないかと提案しました。私たちは、1970 年代から 1980 年代にかけて、週に XNUMX 時間、神経科学の論文について議論しました。私はそうやって神経科学を学びました。 「わかった、私は神経科学者だ」と勇気づけられました。

私はアフリカ系アメリカ人です。マイキー・ナスバウムはニューヨーク市出身の白人のユダヤ人男性です。あなたを最もサポートしてくれる人生の人々が、あなたやあなたの文化と直接的な関係がない場合もあります。

痛みのスケールはどうやって決めたのですか？

痛みを伴う仕事のために、私は一歩後退しました。マウスを使って痛みを研究し、新しい鎮痛剤を開発する可能性がある場合、まず次の質問に答える必要があります。「動物が痛みを経験していることをどのようにして知ることができるのでしょうか?」従来、研究者は動物が刺激から足を引っ込める頻度を観察していましたが、動物はあらゆる種類の理由で足を動かします。また、標準化がなかったため、実験に応じて、同じ刺激が無害であるか、痛みを伴うか、または非常に痛みを伴うか、異なる研究室が判断することになります。そこで私は「まったく新しいシステムを開発する必要がある」と言いました。

どうやってそのアイデアを思いついたのですか？

私はからアイデアを得ました マイケル・グラナトペンの神経科学者で、彼の研究室は私たちの近くにありました。彼はゼブラフィッシュの幼生における音響驚愕反応を研究していました。研究室のミーティングに行ってきました ロシャン・ジェイン当時グラナト研究室の博士研究員で、現在はハバフォード大学の教員である彼は、肉眼では認識できないほどの速さの反応の動きを捉えるための高速ビデオ撮影の使用について話しました。同じアプローチを使用して、皮膚の刺激に反応した動物の動きを記録し、その動きを使用して動物の痛みを概算できることに気づきました。それは全く新しい世界を開きました。

もし私がゼブラフィッシュの科学者との会合に行っていなかったら、このアイデアは決して得られなかったでしょう。私は今でも講演会に出席し、虫、ハエ、魚、酵母、バクテリアなど、さまざまなものについて人々が話すのを聞いています。おそらく、私たちが行っている仕事に組み込むことができる何かを学ぶことができるからです。現代科学の恥ずべきことは、誰もが自分たちのシステム、アプローチ、有機体、専門分野に過度に集中していることです。人々が広範な訓練を受けておらず、快適ゾーンから一歩も出ないと、イノベーションが抑制される可能性があります。

マウスの動きとその経験をどのように結び付けて、痛みを測定するスケールを作成したのでしょうか?

まず、柔らかい化粧ブラシのタッチなど、無害と思われる刺激が動物の皮膚の接触ニューロンを活性化し、皮膚に針を刺すと疼痛ニューロンが活性化されることを検証しました。次に、それぞれの刺激に対する動物の反応動作を記録しました。痛みを感じると、動物は顔をしかめ、すぐに足を引っ込めて激しく振ります。それぞれの動きの種類、引っ込める速度、足を振る回数を数値化しました。次に、その特徴が痛みのレベルにとってどれだけ重要であるかに基づいて、各数値に数値的な重み、つまり固有値を与え、重み付けされた値を組み合わせて痛みの単一の定量的尺度を作成しました。

この新しいツールはどのように使用されていると思いますか?

私たちがとても楽しみにしていることが 20 つあります。 XNUMXつは、痛みの原因としての遺伝的多様性を研究していることです。世界の人類の痛みに対する感受性は大きく異なります。その一部は社会文化的なものですが、一部は DNA に組み込まれています。たとえば、痛みをまったく感じない人は、その特性の根底にある遺伝子変異を持っています。私の研究室では、痛みスケールを使用して、約 XNUMX 種類の異なるマウス系統の痛みに対する感受性を測定しました。私たちは、痛みにあまり反応しないマウスと過敏なマウスを特定しました。私たちは、遺伝子マッピングのアプローチを使用して、この痛みの過敏性の根底にある可能性のある新しい遺伝子を見つけています。

また、脳が急性痛から慢性痛への移行をどのように制御しているかについても非常に興奮しています。私たちは、痛みスケールを使用してマウスの痛みのレベルを測定し、機能的磁気共鳴画像法を使用してマウスの脳活動のスナップショットを撮ります。私たちは毎日動物の画像を撮影し、急性痛から慢性痛への移行の根底にある脳活動パターンを見つけます。それらを見つけたら、慢性的な痛みの経過を変えるためにそれらを変更することを試みることができます。私たちは、この痛みの感覚的要素だけでなく感情的要素にも興味を持っています。

痛くないタッチも研究しましたか？

はい、最近では セル この論文では、皮膚から脳に至るまで、ある種の接触がなぜ価値をもたらすのかを説明しました。

これまでになかったのは驚くべきことです。

接触の分子研究はまだ比較的初期段階にあります。さまざまなクラスのタッチ ニューロンの分子的特徴が特定されたのは、2000 年代後半になってからです。それ以来、質感に基づいて XNUMX 分の XNUMX と XNUMX セントを区別するために使用される種類のタッチである、タッチの識別に多くの焦点が当てられてきました。ソーシャルストロークタッチは、あまり研究されていません。

このプロジェクトはどのようにして始まったのでしょうか?

David Anderson氏カリフォルニア工科大学の博士らのグループは、2013年に皮膚の特定の細胞が優しい接触に反応することを報告していた。しかし、彼らはこれらの細胞が自然な行動に関与していたり​​、脳との関連性を示したりしていませんでした。私はこの論文を読んで、これらのギャップを埋めようと決意しました。ポスドクとしての最後の年に、私はマウスを遺伝子操作して、青色光に反応する優しい接触ニューロンを持たせました。私の計画は、青色光でニューロンを刺激し、マウスが何をするかを観察することでした。

2018 年に私が自分の研究室を立ち上げたとき、それらの実験を開始する準備は整っていました。学生たちが私のオフィスにやって来て、見つけたものを見せてくれた日のことを今でも覚えています。それはまさにこのエウレカの瞬間でした。マウスの背中の皮膚を通してニューロンを活性化すると、マウスはそこを撫でられているかのように行動しました。それがプロジェクト全体を立ち上げました。私たちはさらに多くの行動テストを行い、皮膚から脊髄、脳の報酬中枢に至る社会的接触の経路を追跡しました。

この皮膚から脳への経路の発見には医学的な意味があるのでしょうか?

はい、皮膚は優れた治療対象です。アクセスしやすく、気分を良くする脳の部分へ直接アクセスできます。精神的健康を改善するために、たとえば社会的孤立によって引き起こされる害を相殺するために、または不安やうつ病を治療するために、スキンクリームを使ってこれらのニューロンを活性化できたらどうなるでしょうか? 12月に私がこれについて講演したとき、聴衆の精神科医と神経薬理学者は治療の可能性について非常に熱心でした。

ハダカデバネズミのコロニーがあります。彼らと何をしているのですか？

ハダカデバネズミは東アフリカ出身です。彼らは地下に住んでおり、本質的に目が見えず、触覚に大きく依存しており、ひげのような毛を使って巣穴を移動し、相互作用します。接触が占める脳の面積は、他の哺乳類の 3 倍です。私たちは、接触が彼らの共同社会構造を形成するために重要であると信じています。

デバネズミはある種の痛みを感じないため、私たちはそれらにも興味を持っています。たとえば、トウガラシの有効成分であるカプサイシン分子（ほとんどの哺乳類にとって非常に痛みを伴う）に対して、彼らは痛みの反応を示さない。彼らの皮膚にはカプサイシンに反応する受容体があるため、この動物には痛みを遮断する脳経路があるのではないかと私は仮説を立てています。それらの信号を見つけて利用することができれば、痛みをブロックする新しい方法が見つかるかもしれません。

若い研究者として、科学的、社会的、文化的を問わず、どのようなハードルを乗り越えなければなりませんでしたか?

全体として、私を信じてサポートしてくれるあらゆる人種、国籍、性別の指導者や同僚に恵まれたことは非常に幸運でした。私は、非常に困難な環境で働いてきた他の過小評価されている少数派よりも幸運でした、そしてそのために、彼らは今日ここにいません。

とはいえ、私も無傷で過ごしたわけではありません。大学警察は、私がキャンパスにふさわしくないと考えたため、私を呼び止め、嫌がらせをしました。私は自宅の建物で呼び止められ、当局に呼び出されました。私が知っている他の黒人科学者のほとんども、非常に似たような経験をしています。こうしたことは大学だけでなく、私が住んでいる地域でも起きており、実際に起きたときは気分が悪く、怒りや不満を引き起こすこともあります。しかし、私には常に私をサポートしてくれる人々のネットワークがあり、私のキャリアの中でそのようなあからさまな人種差別を経験したのは比較的まれですが、私が乗り越えるのを助けてくれました。

意欲的な黒人科学者にアドバイスはありますか?

空は限界です。周りを見回しても、自分と同じような人があまりいないとしても、憤慨しないでください。状況は変わりつつあります。良い人たちに囲まれてください。時々、これらの人々はあなたに似ているかもしれませんが、あなたの最大の支持者の中に似ていない人がいても驚かないでください。オープンになって、正しいつながりを作りましょう。

そして自分の夢を壊さないでください。私たちは目の前に困難な問題を抱えているため、あらゆる背景、あらゆる立場の人々を必要としています。黒人科学者やこの研究に興味のある人にはぜひお勧めします。この研究に愛と情熱があるなら、ぜひ取り組んでください。