カール・デイセロス

カール・デイセロス
2022年のデイセロス
生まれる	( 1971-11-18 )1971年11月18日（53歳） ボストン、マサチューセッツ州、米国
母校	ハーバード大学 スタンフォード大学
知られている	オプトジェネティクスとハイドロゲル組織化学（CLARITYとSTARmapを含む）
配偶者	ミシェル・モンジェ
受賞歴	NAMedi (2010) NAS (2012) NAE (2019) W.オールデン・スペンサー賞 (2011) 慶應医学賞 (2014) アルバニー医療センター賞 (2015) BBVA財団フロンティア・オブ・ナレッジ賞 (2015) 生命科学ブレークスルー賞 (2016) 京都賞 (2018) ハイネケン賞 (2020) アルバート・ラスカー基礎医学研究賞 (2021) ルイザ・グロス・ホロウィッツ賞 (2022) 日本賞 (2023)
科学者としてのキャリア
フィールド	神経科学 精神医学 バイオエンジニアリング
機関	スタンフォード大学
学術アドバイザー	リチャード・ツィエン、ロバート・マレンカ
博士課程の学生	フェン・チャン、ヴィヴィアナ・グラディナル
Webサイト	web.stanford.edu/group/dlab/index.html

カール・アレクサンダー・ダイセロス（1971年11月18日生まれ）はアメリカの科学者。スタンフォード大学のDHチェン財団バイオエンジニアリングおよび精神医学・行動科学教授。

彼は、ハイドロゲル組織化学（CLARITY、STARmapなど）と光遺伝学の技術を考案・開発し、統合光学・遺伝戦略を適用して正常な神経回路機能や神経疾患・精神疾患における機能障害を研究したことで知られています。

2019年、デイセロス氏は、健康時や病気時の動物の行動の背後にある神経信号の発見と制御により、分子光学ツールの分野で米国工学アカデミーの会員に選出されました。また、米国科学アカデミーと米国医学アカデミーの会員でもあります。

デイセロスはハーバード大学で生化学の学士号を取得し、1998年にスタンフォード大学で神経科学の医学博士号と博士号を取得しました。スタンフォード大学医学部で医療インターンシップと精神科研修を修了しました。

デイセロスは2004年からスタンフォード大学で研究室を率いています。^[要出典]スタンフォード病院と診療所の主治医を務めており、2009年からハワード・ヒューズ医学研究所（HHMI）に所属しています。^{[1] [2]} 2014年から2019年の間、スウェーデンのカロリンスカ医学研究所の外国人非常勤教授を務めていました。^[要出典]

2021年に彼はランダムハウスから出版された『Projections: A Story of Human Emotions 』という本を執筆し、患者との個人的な出会いを通して人間の感情の起源を探っています。^[3]

光依存性イオンチャネル、オプトジェネティクス、行動の神経回路

デイセロスは2006年にこの分野を「オプトジェネティクス」と名付け、その後もオプトジェネティクス技術の開発を続け、精神医学や神経学を含む多くの応用につながりました。2010年には、ネイチャー・メソッド誌がオプトジェネティクスを「今年のメソッド」に選出しました。^[4]

デイセロスはオプトジェネティクスの開発により、2010年に中曽根賞、2013年にラウンズベリー賞とディクソン科学賞、2014年に慶應医学賞、2015年にアルバニー賞、ルリー賞、ディクソン医学賞、生命科学ブレークスルー賞を受賞した。^[5]また、エドワード・ボイデン、ゲロ・ミーゼンベックと共同で、 2015年BBVA財団フロンティア・オブ・ナレッジ賞バイオメディカル部門を受賞した。2016年、デイセロスはピーター・ヘーゲマン、ミーゼンベックと共に「光を利用して生体組織の細胞を制御する技術であるオプトジェネティクス」でマスリー賞を受賞した。^[6] 2016年、イスラエルのテクニオンからハーヴェイ賞がデイセロスとヘーゲマンに授与されました。受賞理由は「微生物の光感知に関与するオプシン分子の発見と、オプシンを用いたオプトジェネティクスの開発における先駆的研究」でした。 ^[7]その後、デイセロスは2018年に「オプトジェネティクスの発見と因果システム神経科学の開発」により、日本の最高の民間賞である京都賞を受賞し、同賞の史上最年少受賞者となりました。^{[8] [9]} 2019年、デイセロス、ヘーゲマン、ボイデン、ミーゼンベックはウォーレン・アルパート財団賞を受賞しました。^[10]最後に、2020年にデイセロスは「光で神経細胞の活動に影響を与える方法であるオプトジェネティクスの開発」により、オランダ王立芸術科学アカデミーからハイネケン賞を受賞しました。^[11]

デイセロスは、チームによる陽イオンおよび陰イオン伝導チャネルロドプシンの初期の高解像度結晶構造[ ^{12] [13] [14]}や、頻繁な共同研究者であるピーター・ヘーゲマンとのチャネルロドプシンの運動学、イオン選択性、色選択性のメカニズムを発見した構造/機能研究を通じて、チャネルロドプシン自体の光依存性イオンチャネル孔への洞察を達成したことでも知られています。^[15] 2つの主要な賞が、光依存性イオンチャネルの構造と機能の解明に関するデイセロスの研究に特に注目しました。2016年のハーヴェイ賞は、デイセロスとヘーゲマンに授与されました。この賞は「微生物の光感知に関与するオプシン分子の発見と、これらのオプシンを利用してオプトジェネティクスを開発する先駆的な研究」に対して授与されました。^[7]そして2018年のガードナー賞は、「彼のグループは、ピーター・ヘーゲマンと緊密に協力して、多くの変異体を用いて、幅広いゲノム、生物物理学、電気生理学、構造的手法によって、ユニークなチャネルロドプシンタンパク質の基本原理を分子レベルで発見した」ことを評価されました。^[16]

チャネルロドプシンによるニューロンの活性化を実証した最初の査読付き論文^{[17]は、2005 年半ばに彼の研究室から発表されたものであったが、デイセロスは、世界中の多くの「先駆的な研究室」 [18]}もこのアイデアに取り組んでおり、翌年中に論文を発表していたことを強調している。彼は、2005 年後半に論文を発表したステファン・ヘルリッツ^[19]とアレクサンダー・ゴットシャルク/ゲオルク・ナーゲル^{[20] 、および 2006 年に最初の論文を発表したヒロム・ヤウォ[21]}と Zhuo-Hua Pan ^[22]を引用している（パンによるチャネルロドプシンを発現する網膜ニューロンの光活性化の初期の観察は、デイセロスの最初の観察の約 1 か月後の 2004 年 8 月に行われたと Pan ^[23]は述べている）。デイセロスは、チャネルロドプシンを発現するニューロンの光活性化を示す最初の実験のノートページを2004年7月初旬に公開しました。^{[24]デイセロス}はまた、さらに早い実験が行われ、1994年にヘベルレとビュルトによって公開されたことを指摘しました。その実験では、光活性化イオンフローのためのバクテリオロドプシンの機能的異種発現が非神経系（酵母）で公開されていました。^{[25]微生物オプシンを用いた光遺伝学が神経科学の一般的な技術として可能になったのは、}ジョー・ツィエンが1990年代に開発したCre-lox神経遺伝学を利用して、行動中の動物の特定の細胞にオプシンと光を標的とする多目的な戦略が完全に開発されたからでした。^{[24] [26] [27]}

その他の賞:

• デイセロスの2018年の京都賞受賞では「因果システム神経科学」が評価された。^[28]
• 2013年のパサロウ賞^[29]は、デイセロスの「神経精神医学研究」に対して授与されました。^[30]
• 2013年のフィレンツェ国際芸術祭賞は、「統合失調症、自閉症、ナルコレプシー、パーキンソン病、うつ病、不安症、依存症に関連する回路の構造とダイナミクスを調査する革新的な技術」によりデイセロスに授与された。^[31]
• 生物学的精神医学会のレデルシャイマー賞は、「行動の根底にある神経科学の理解を深めた」としてデイセロスに授与された。^[32]
• デイセロスの2017年のフレゼニウス賞^{[33]では、}「オプトジェネティクスとハイドロゲル組織化学における発見、およびうつ病の神経回路の基礎に関する研究」が評価された。^[34]

組織内の機能性物質の化学的組み立て

デイセロス氏は、別の種類の技術革新でも知られています。同氏のグループは、生物組織内で機能材料を化学的に組み立てる方法を開発しました。このアプローチは、無傷の脳内の細胞の分子構成や配線を調べるなど、さまざまな用途に使用できます。

2013年、デイセロスは、この方法の初期の形であるCLARITY （筆頭著者で彼の研究室のポスドク研究員であるクワンフン・チョン氏^[35]と神経科学者のビビアナ・グラディナル氏を含むチーム）を説明した論文の主任著者でした。 ^[36]この方法は、哺乳類の脳などの生物学的組織を半透明にし、分子プローブにアクセスできるようにします。^[37] CLARITY ^[38] は広く使用されており、^[39] 基本的なHTCバックボーンの多くのバリエーションが2013年以来他の研究室でも開発されています（^[40]でレビューされています）。

HTCの重要な特徴は、ハイドロゲル組織ハイブリッドが「将来の化学的および光学的調査の基盤となり、新しい方法で調査および操作できるようになる」ことである。^[40]たとえば、HTCバリアントにより、RNAの固定と増幅の改善、可逆的なサイズの変更（収縮または拡張）、およびその場でのシーケンシング（^[40]でレビュー）が可能になった。特に、STARmapは、無傷の組織内で3次元細胞解像度のトランスクリプトーム読み出しを可能にするHTCバリアントである。^{[41] [42] [43]} )

Deisseroth 氏による HTC の開発は、次のようないくつかの主要な賞に認められています。

• 2017年のフレゼニウス賞は「オプトジェネティクスとハイドロゲル組織化学における発見、およびうつ病の神経回路基盤に関する研究」に対して受賞した。^{[44] [33] [45]}
• 2015年ルリー生物医学賞「光で細胞を制御して機能を決定する技術であるオプトジェネティクスの開発を主導したこと、および、生体構造を高解像度で詳細に視覚化できるように無傷の臓器を透明なポリマーゲルに変換する方法であるCLARITY」に対して受賞。^[46]
• 2013 プレミオ チッタ ディ フィレンツェ^[31]
• レデルシャイマー賞は「オプトジェネティクス、CLARITY、その他の神経回路の斬新かつ強力なアプローチにより、行動の根底にある神経科学の理解を深めた」ことに対して授与される。^[47]
• 2015年ディクソン医学賞^[48]
• 2020年のハイネケン医学賞は、「光遺伝学（光を使って神経細胞の活動に影響を与える方法）の開発と、研究者が生物組織を光や分子プローブにアクセスできるようにするハイドロゲル組織化学の開発」に対して受賞した。^[49]

デイセロスは神経科学者のミシェル・モンジェと結婚しており、4人の子供がいる。^[要出典]

Scholia にはKarl Deisserothの著者プロフィールがあります。

• 学術ホームページ（リソースページへのリンクあり）
• ハワード・ヒューズ医学研究所の略歴
• スタンフォード OTL 発明家ポートフォリオ – Karl Deisseroth