故事从…丽齐梅森博士

是什么赋予了细胞身份?Lizzie用她在心理学、神经科学和系统生物学方面的丰富经验回答了这个问题,并定义了淋巴系统是如何发展的

伊丽莎白·梅森博士
伊丽莎白·梅森博士

我从来没有当科学家的强烈愿望。高中时,我最擅长的科目是英语和其他语言,而不是科学、技术、工程、数学(STEM),但我最喜欢生物。在我15岁的时候,我的父母告诉我,如果你做你喜欢的工作,就不会觉得是“工作”,我所有的职业决定都是基于这条建议。因此,我有广泛的跨学科经验,我的职业轨迹与同龄人有很大的不同。我拥有心理学和神经科学学士学位,发育生物学荣誉学位,以及干细胞和人类发展系统生物学博士学位。在过去的十年里,我在澳大利亚和美国进行了昆虫学、分子神经科学、定量遗传学、人类干细胞和iPS细胞的湿实验室研究,以及使用生物信息学和系统生物学的发育生物学的干实验室研究。自2019年以来,我一直在与本·霍根(Ben Hogan)教授合作,利用计算和系统生物学来理解淋巴系统是如何发育的。我的研究的共同主题是描述和预测是什么赋予了细胞身份,以及是什么推动它在发展过程中改变身份的动机。

理解细胞的定义以及细胞在发育过程中如何从各种选择中选择特定的命运是具有挑战性的,但我希望通过从发育生物学家康拉德·沃丁顿(Conrad Waddington)的工作中获得灵感来回答这些问题。他著名的表观遗传景观和鲜为人知的渠化概念是帮助我们理解这些发展决策的有用隐喻。当细胞在发育过程中沿着某一景观移动时,它们的发育潜能会受到逐步的限制,当它们的特性成熟且不易改变时,它们就完成了自己的旅程。细胞的发育沿着最有利的或“渠化”的路径进行,例如当它们的旅程被环境变化或扰动打断时,细胞会表现出调节行为,返回正常的路径。在正常的发育过程中,这些细胞命运的转变是可预测的,通常但不总是不可逆转的,由网络环境中相互作用的特定信号群持续引导。景观(拓扑)的形状是由我们的基因在网络中共同工作的行为决定的,这样景观中的每个点都提供了相应细胞状态的分子快照。一个细胞在这片土地上所处的精确位置编码了一定程度的可变性,这样细胞就可以在不改变功能的情况下对其旅程进行微小的改变。我用这些概念作为模型来理解血细胞如何决定接受淋巴的身份,以及维持这种选择所需的约束水平。

我在霍根实验室的研究重点是理解在发育过程中从血细胞到淋巴细胞的转变,我们用斑马鱼作为模型生物。淋巴管系统的发展是伤口愈合和修复的重要特征,但也参与了癌症转移,因此临床上有必要描述、预测和控制淋巴管的形成。我研究群体和单细胞水平的基因组数据,捕捉淋巴系统发育过程中早期细胞命运的决定,并使用系统生物学来定义指定淋巴特性的基因网络。我目前正在构建一个淋巴管发育的景观,包括这个基因网络和它所提供的一系列图谱,使我能够绘制出最常见的发育路径。这提供了对网络中所有基因如何合作产生淋巴特性和可塑性的见解,增强了我们在广泛的治疗背景下描述、预测和操纵细胞行为的能力。

康拉德·沃丁顿的表观遗传发展图景的适应性。(A)细胞(球)穿过地面时所遵循的路径与它的发育历史相一致。蓝色的路径表示最常见的开发路径,每个点表示一个单元标识,深度表示它有多稳定。(B)景观下的网络控制其形状。这些盒子是网络中的基因,它们赋予细胞身份,而这些线描述了它们之间的联系。

在彼得麦克和霍根实验室团队的工作使我能够继续我的发展研究问题,在癌症的背景下,我们的研究的影响可以转化为一个真正的临床结果,这是我从未认为可能的。正因为如此,我觉得自己是如此幸运,我每天醒来都要做一份激励和刺激我的工作,这份工作可能会改善世界上许多人的生活。我想不出还有什么职业能让我更快乐,这也是我父母一直想要的。工作当然感觉不像是“工作”,它远不止于此。

莉齐·梅森博士是美国的博士后研究员霍根实验室彼得·麦克·卡勒姆癌症中心和墨尔本大学。她是发育系统生物学、干、湿实验室转录组学和基因表达变异方面的专家。2015年,她获得了昆士兰大学Donald Tugby纳米技术和科学未来奖。

Lizzie可以通过以下方式联系:

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