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教师研究页

斯蒂芬brohawn

斯蒂芬brohawn

神经生物学助理教授

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研究兴趣

环境刺激,思想,学习,记忆和神经元沟通,激素的分泌和运动等方面的感觉都依赖于细胞的电信号。我们从分子和生物物理的角度研究生命的电气系统。实验室的重点是离子通道,转运蛋白及其调节复合物形成用于跨细胞膜的离子流量门控通道。我们的目标是发现这些膜蛋白的产生机制水平,他们在生物方面做的是如何工作的。为此,我们利用一系列方法包括结构生物学(X射线晶体学和冷冻电镜),电生理学,生物物理,生物化学,药理学和成像。我们的目标是理解的感官转导和电子信号的分子基础,并为新方法的发展奠定基础,以促进健康和治疗疾病。

当前项目

目前,该实验室的主要兴趣是在生物学力觉。简单地说 - 我们的感觉如何?值得注意的是,在很多方面我们仍然不知道答案这个问题。物理力的转导入蜂窝信号,或机械感受,例如underlies基本过程如触觉,听觉,本体和疼痛感觉,渗透力调节,血压控制,以及细胞生长和发育。机械感受的失调与疾病和病理生理学,包括耳聋,动脉粥样硬化,慢性疼痛和癌症相关联。在一些情况下,离子通道是用于将机械力到细胞电信号直接负责,但这些信道的识别正在进行并且许多重要的问题仍然悬而未决。在其他情况下,参与力传导的分子机制可能更复杂。一组不同的蛋白有牵连力觉包括从压电离子通道,K2P,trp启动,DEG / ENAC,vgic,TMC,膨胀,OSCA,MSC和MSCL家庭。究竟是这些渠道参与力觉?什么是他们的mechanosensitivity的机制基础?它们是如何由其它因素,包括相互作用配偶,小分子,脂质或温度调节的?我们解决这些问题,与平行结构和功能的方法。在不同的构象状态信道的结构是使用X射线晶体学或冷冻电镜求解以提供深入了解其结构和离子传导和门控的原理。在重构的系统和在细胞中使用电生理学,生物化学和生物物理技术功能性研究以探索机制假说并描绘力是如何最终被耦合到通道门控。

在力觉的研究的电流限制是缺乏可用于询问参与给定生物过程中的分子靶向问题的特定工具(例如药理学,免疫学和成像试剂)。例如,在各种力传感器中的动物在组织,细胞和亚细胞水平表达?如何在给定细胞的对刺激的反应由它所表达的传感器收集形?可以具体传感器的操作具有潜在的临床意义?我们正在利用我们的潜在的分子机制的日益深刻的机制理解,以开发新的工具和方法来解决这些问题,以便更好地了解力感和感官转导和在不同的生理环境中的电子信号的其他方面。

选择的出版物

Brohawn, SG, Campb埃尔, EB & MacKinnon, R.  Physical mechanism for gating and mechanosensitivity of the human TRAAK K+ channel. 自然(2014)516,126-30。 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25471887

Brohawn, SG, Su, Z & MacKinnon, R. Mechanosensitivity is mediated directly by the lipid membrane in TRAAK and TREK1 K+ channels. PNAS(2014)111,3614-3619。 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24550493

Brohawn, SG, Campb埃尔, EB & MacKinnon, R. Domain-swapped chain connectivity and gated membrane access in a Fab-mediated crystal of the human TRAAK K+ channel. PNAS(2013)110,2129年至2134年。 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23341632

Brohawn, SG, del Mármol, J & MacKinnon, R. Crystal structure of the human K2P TRAAK, a lipid- and mechano-sensitive K+ ion channel. 科学 (2012)335,436-441。 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22282805

Brohawn, SG & Schwartz, TU. Molecular architecture of the Nup84-Nup145C-Sec13 edge element in the nuclear pore complex lattice. 性质的结构和分子生物学(2009)16,1173-1177。 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19855394

Brohawn, SG, Leksa, NC, Spear, ED, Rajashankar, K & Schwartz, TU. Structural evidence for common ancestry of the nuclear pore complex and vesicle coats. 科学(2008)322,1369年至1373年。 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18974315

图片来源:马克约瑟夫工作室的马克·汉森

最后更新2015年8月25日