ペーター・ヘーゲマン

ピーター・ヘーゲマン（1954年12月11日生まれ）は、ドイツのベルリン・フンボルト大学生命科学部生物学科の神経科学ヘルティ上級研究講座教授であり、実験生物物理学の教授である。 ^{[ 3 ] [ 4 ]}彼は、光によって制御されるイオンチャネルの一種であるチャネルロドプシンを発見したことで知られており、これにより光センサーとして機能するようになった。この発見は、光を適用して特定のニューロンの活動を制御する技術であるオプトジェネティクスの分野を生み出した。彼は、ラムフォード賞、生命科学および医学におけるショウ賞、基礎医学研究に対するアルバート・ラスカー賞など、数々の賞を受賞している。

ヘーゲマンは1954年にミュンスターで生まれたが、アーヘンで育った。^{[ 5 ]}彼の両親、兄弟、両方の祖父を含め、近親者や親戚の多くは医師である。彼は中等教育では人文系のギムナジウム（人文系ギムナジウム）で教育を受けたが、古典研究に興味がなかったため、そこを嫌っていた。^{[ 5 ]}彼は科学科目が好きで、最初は新しい領域の発見に興味を持ち、その後宇宙に興味を持った。最終的に、彼は1975年にミュンスター大学に入学して化学を学び、 2年後にミュンヘン大学に編入して生化学に転向した。^{[ 5 ]}

1980年に卒業後、ヘーゲマンはマックス・プランク生化学研究所でディーター・エステルヘルトの研究グループで博士号取得を目指した^{[ 5 ]} 。エステルヘルトは当時、同研究所の所長に就任したばかりである^{[ 6 ]} 。ヘーゲマンは1984年に博士号を取得した^{[ 7 ]。}

ヘーゲマンは博士論文の奨学金を得て、1985年にシラキュース大学のケネス・W・フォスターの研究室で1年間ポスドク研究員として勤務した。ドイツに戻った後、マックス・プランク生化学研究所の主任研究員として5年間の職をオファーされた。^{[ 8 ]}

1993年、ヘーゲマンはレーゲンスブルク大学の生化学科に教授として着任した。 2004年にベルリンのフンボルト大学に移り、実験生物物理学の教授となった。^{[ 7 ]} 2015年には、神経科学のヘルティ上級研究講座を授与された。^{[ 9 ]}

ヘーゲマンの光制御イオン輸送の研究は、博士課程の頃に始まった。彼は、ハロ古細菌と呼ばれる種類の古細菌に見られる活性イオン輸送体であるハロロドプシンの構造と機能を研究した。ハロ古細菌は、光エネルギーを利用して塩化物イオンを勾配に逆らって移動させる。^{[ 10 ] [ 11 ]}博士課程の研究プロジェクトの一環として、彼はハロバクテリウム・サリナルムでこのタンパク質を特徴づけ、黄色光がハロロドプシンを活性化することを発見した。^{[ 12 ] [ 13 ]}ハロロドプシンがニューロンで発現し、光によって活性化されると、塩化物イオンの流入によりニューロンの電位がより負の方向にシフトし、活動電位の発生が阻止され、ニューロンが不活性化される。^{[ 14 ]}

シラキュース大学のケネス・W・フォスターによる1984年の論文では、緑藻クラミドモナス・ラインハルティでもロドプシンが光検出器として機能する可能性が示唆された。^{[ 15 ]}このことがきっかけとなり、ヘーゲマンはフォスターのもとで博士研究員として1年間を過ごした。^{[ 16 ]}ヘーゲマンはドイツに戻ってからもこのロドプシンの特性解析を続けた。別の緑藻の研究で、光刺激に対してイオンチャネルを通じたイオン移動による高速な電気的応答があることを発見し、イオンチャネルと光検出ロドプシンは単一のタンパク質複合体であると提唱した。^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

2002年、ヘーゲマンはゲオルク・ナーゲルとエルンスト・バンベルクと共同で、このロドプシンの遺伝子の画期的な同定を行い、それをチャネルロドプシン-1と名付けた。^{[ 20 ]}翌年、研究チームは2番目のチャネルロドプシン遺伝子であるチャネルロドプシン-2を同定した。 ^{[ 21 ]}どちらの研究でも、クラミドモナス・ラインハルティから遺伝子をクローニングし、アフリカツメガエルの卵母細胞で発現させた。青色光刺激により、卵母細胞で電流が検出された。^{[ 22 ]}チャネルロドプシンがニューロンで発現し刺激されると、イオンチャネルが開いて正に帯電したカルシウムイオンとナトリウムイオンがニューロンに入り込み、ニューロン内部の電位がより正になり、ニューロンが活性化される。これはハロロドプシンの活性化とは逆の効果である。^{[ 23 ]}

光遺伝学の分野はこれらの発見から始まった。2005年、ヘーゲマンはニワトリの胚にチャネルロドプシンを発現させ、光刺激でその動きを制御できることを報告した。^{[ 24 ]}これは、カール・ダイセロス、エドワード・ボイデン、フェン・チャン、ゲオルク・ナーゲル、エルンスト・バンベルクの共同研究による別の研究と同じ年に発表されたもので、チャネルロドプシンを発現する培養ニューロンで光が活動電位を引き起こす可能性があることを発見した。^{[ 25 ]ダイセロスとチームを組んだヘーゲマンは、より速く正確に反応できるロドプシン変異体を開発し、 [ 26 ]}異なる波長の光を検出し、 ^{[ 27 ]}異なるイオンを伝導するロドプシン変異体を開発することで、光遺伝学をさらに発展させた。^{[ 28 ] [ 29 ]}

光遺伝学的手法を用いて、ヘーゲマンと共同研究者らは、興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの活動の不均衡が精神障害の行動障害を引き起こすことを確認した。^{[ 30 ]}

• Google Scholarによってインデックス付けされたPeter Hegemann の出版物