ドラガナ・ログリャ

ドラガナ・ログリャはセルビアの神経科学者で概日リズム生物学者であり、ハーバード大学医学部ブラバトニック神経生物学研究所の神経生物学助教授です。ログリャはショウジョウバエの睡眠を制御する分子メカニズムを研究するとともに、概日リズムメカニズムが感覚情報を統合して行動を駆動する仕組みを詳しく調べています。ログリャはショウジョウバエの交尾行動を利用して、内部状態と動機づけられた行動を結び付ける神経回路を研究しています。

ログリャはセルビアのベオグラードで生まれました。^[1]ベオグラード大学で薬学の学部教育を受けましたが、ベオグラードの経済状況により海外留学を余儀なくされました。^[1] 1998年、学部課程の途中でログリャは米国に移り、ラトガース大学で学士号を取得しました。^[1]彼女はロシアの分子生物学者であるコンスタンチン・セヴェリノフの研究室に参加し、学部生研究者として働き、サイエンス、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジーでの出版につながる実験を行うことができました。^[1]ログリャは、アセンブリ中間状態の真核生物RNAポリメラーゼのαサブユニットとβサブユニット間の相互作用を調査しました。^[2]

ログリャは2000年に大学院の研修を受けるためラトガース大学に残った。^[3]彼女はケネス・D・アーバインの研究室に参加し、ショウジョウバエにおける細胞間シグナル伝達とモルフォゲン勾配による組織成長の調節を研究した。^[3]ログリャはニューヨーク市のロックフェラー大学でマイケル・W・ヤングのもとでポスドク研修を受けた。 ^{[3]ヤングの指導の下、ログリャはショウジョウバエの}概日生物学と睡眠を制御する神経メカニズムの研究を始めた。 ^[3]彼女は2012年にポスドク研修を完了した。 ^[3]

ログーリャは大学院の研究で、形態形成勾配が発達における成長をどのように制御するかを研究した。^{[4]ログーリャは2005年に}Cell誌に発表した第一著者論文で、ショウジョウバエの羽の成長の調節はデカペンタプレジック（DPP）の形態形成勾配によって支配されていることを初めて示した。 ^{[4]彼らのプロジェクトを刺激した1つの疑問は、}ショウジョウバエの羽が形態形成勾配によってどのように均一に成長できるのかということだった。^[4] DPP勾配の絶対レベルではなく勾配が一貫した均一な成長を促進するという仮説に基づいて、ログーリャは、DPP勾配にさらされた隣接細胞間のシグナル伝達が増殖を促進することを示すことができる制御された遺伝子発現の方法を生み出した。^[4]ログーリャはさらに、形態形成勾配の成長への依存性を説明するモデルを提案し、重要な点として、彼女のモデルは形態形成勾配の局所的な変動にもかかわらず正常な成長を説明できることを強調した。^[4]

ログーリャはポスドク研究でも引き続きショウジョウバエをモデル生物として用いたが、今度は睡眠の分子メカニズムについて疑問を抱くこととなった。^[5]ログーリャは、サイクリンA（CycA）とその調節因子サイクリンA1がショウジョウバエの睡眠を促進することを発見した。^[5]興味深いことに、CycAはショウジョウバエの脳内で40～50個のニューロンでのみ発現しており、概日時計ニューロンと混ざり合っていることから、概日周期が睡眠に影響を与えるには、細胞隣接部との相互作用が重要であることが示唆される。^[5]ログーリャがこれらのニューロンでのCycAの発現を人工的に低下させたところ、ショウジョウバエは寝つきが悪くなり、睡眠不足に対する反応が弱まることを発見した。^[5]さらに、CycAは種を超えて高度に保存されている細胞周期調節因子であるため、ログーリャと彼女の同僚は、ショウジョウバエ以外の睡眠調節においてもCycAが重要であると提唱している。^[5] その後の論文では、ログリャと研究チームは順方向遺伝子スクリーニングを使用して、CycAの別の調節因子であるTARAを単離しました。^[6]彼らは、TARAがCycAと相互作用して睡眠を促進し、ハエの脳の覚醒中枢でCdk1を阻害することによって作用することを発見しました。^[6]

2013年、ログーリャはハーバード大学医学部に採用され、神経生物学科の助教授となった。^[7]ログーリャ研究室の主任研究者として、ログーリャは睡眠、概日リズム生物学、動機づけの3つに重点を置いた研究プログラムを運営している。^[8]ログーリャは、これらのトピックに関する疑問に答えるために、ショウジョウバエとげっ歯類の両方のモデルを使用している。 ^[8]彼女の研究室では、睡眠行動の根底にある神経回路から、睡眠不足が痛みの知覚などの感覚プロセスにどのように影響するかまで、睡眠の生物学的基礎を研究している。^[8]この研究に関連して、ログーリャは、感覚情報がどのように概日時計を導き、一日の特定の時間に特定の行動を促すのかを研究している。^{[8]最後に、ログーリャは、}ハーバード大学のマイケル・クリックモアが率いるクリックモア研究室と広範囲に協力し、動物モデルの行動を促す動機づけられた状態を研究しており、特に性行動が内部状態によってどのように調整されるかに焦点を当てている。^[8] 2016年に、ログリャはボストンでTEDXトークを行い、睡眠を支配する基本的なメカニズムを理解するための基礎科学研究の重要性と、グローバリゼーションと旅行による光への曝露の増加と睡眠覚醒スケジュールの乱れが私たちの生物学にどのような影響を与えるかについて説明しました。^[9]

ログーリャの研究室の一側面は、ショウジョウバエの交尾行動を支配する神経メカニズムを研究している。^[10] 2016年、ログーリャと彼女の同僚は、オスのハエの交尾欲求状態を反映し、適切な生殖行動を促すドーパミンの役割を発見した。^[10]彼らは、オスのハエが交尾に参加するとドーパミン作動性活動が増加し、交尾意欲が低下することを発見し、ドーパミン活動が交尾意欲の分子相関物として機能する可能性を浮き彫りにした。^[10]彼らはさらに、交尾意欲信号がドーパミンニューロンによって伝達され、メスの知覚に特有の感覚情報と統合され、これらのニューロンがさらに運動野に投射して交尾行動を促すことを発見した。^[10]彼らの回路マッピングは、ショウジョウバエの内部動機づけ状態が感覚情報と相互作用し、行動出力を変えることができる方法を精巧に示している。^[10]この研究に続いて、ログリャと彼女の同僚は、P1ニューロンへのドーパミン信号が求愛の確率をどのように決定するかを調査しました。^[11]彼らは、動機付けのドーパミン信号がP1ニューロンとの相互作用を通じて求愛行動の開始を促進し、交尾開始後にP1に到達する同じドーパミン信号が交尾の維持と終了に役立つことを発見しました。^[11]ドーパミンニューロンが交尾行動を刺激および終了させるメカニズムは明確であり、交尾前のドーパミンニューロンの脱感作メカニズムにより、偶然の要素が行動結果に影響を与えます。^[11]偶然の要素は生物自体の行動の柔軟性のなさにつながる可能性がありますが、環境の影響が新しい方法で結果を形作ることも可能にします。^[11]

再び交尾行動を動機づけ状態の神経相関を解明するツールとして用いて、ログーリャと彼女のチームは、動機づけのダイナミクスがこのような長い時間スケールにわたってどのように存在し得るかを調査しました。^[12]彼らはショウジョウバエの興奮ループを特定しました。そこでは、ドーパミン作動性緊張の増加が求愛傾向を増加させますが、交尾後にCREB2が漏出性カリウムチャネルの発現を増加させることによって抑制環境を生成します。これは、生殖駆動力のピーク動機を安定させ、生殖の満腹感を誘発するのに役立ちます。^[13]彼らはさらに計算ツールを使用して、交尾行動で観察された行動的および生理学的ダイナミクスを再現性のあるモデル化しました。^[13]

• 2016年NIH所長新イノベーター賞受賞者^[14]
• 2016年ピュー生物医学研究員^[15]
• 2015 NYSCF – ロバートソン神経科学研究者^[16]

• Zhang SX、Rogulja D、Crickmore MA。反復回路は満腹感を準備しながらショウジョウバエの求愛衝動を維持する。2019年。Current Biology：Cb。PMID 31474539 ^[12]
• Zhang SX、Miner LE、Boutros CL、Rogulja D、Crickmore MA。動機、知覚、偶然が収束して二者択一の決定を下す。ニューロン。PMID 29983326 DOI: 10.1016/j.neuron.2018.06.014 ^[11]
• Zhang SX、Rogulja D、Crickmore MA。交配衝動の根底にあるドーパミン作動性回路。ニューロン。2016年。PMID 27292538 ^[10]
• Rogulja D、Young MW。サイクリンAとその調節因子による睡眠の制御。2012年。サイエンス。335：1617-21。PMID 22461610 ^[5]
• Rogulja D, Rauskolb C, Irvine KD. Fatシグナル経路を介した翼成長のモルフォゲン制御。2008年。Developmental Cell。15: 309–21。PMID 18694569 ^[17]
• Rogulja D、Irvine KD。モルフォゲン勾配による細胞増殖の制御。2005年。Cell。123: 449–61。PMID 16269336 DOI: 10.1016/j.cell.2005.08.030 ^[18]
• Kuznedelov K, Minakhin L, Niedziela-Majka A, Dove SL, Rogulja D, Nickels BE, Hochschild A, Heyduk T, Severinov K. プロモーター認識におけるRNAポリメラーゼフラップドメインとシグマサブユニットの相互作用の役割。サイエンス。295: 855–7. ^[19]