Catherine Dulac, Lee ja Ezpeleta Professor of Arts and Sciences ja Higgins Professor of Molecular and Cellular Biology, on palkittu 2021 Breakthrough Prize in Life Sciences-palkinnolla uraauurtavasta työstään, joka määrittää vanhemmuuden käyttäytymistä sekä miehillä että naisilla säätelevän hermopiirin.

”yksi tieteen ihanuuksista on tiimityö”, sanoi Dulac, joka kuvaili olevansa ”järkyttynyt” uutisen saatuaan. ”Kaikki tämä työ on ajateltu läpi ja suoritetaan hyvin tiiviissä yhteistyössä grad opiskelijoiden, undergraduates, ja postdocs. Et koskaan ajattele yksin.”

nyt yhdeksättä vuottaan Läpimurtopalkinto perustettiin juhlistamaan maailman huippututkijoiden työtä ja inspiroimaan tulevia tutkijoita. 3 miljoonan dollarin palkinnot ovat alan parhaita tunnustuksia matematiikassa ja perusfysiikassa sekä biotieteissä.

Dulac, joka on myös Howard Hughesin lääketieteellinen tutkija, liittyi Harvardin tiedekuntaan vuonna 1996. Häntä on jo pitkään ajanut syvä viehtymys sosiaalisten vuorovaikutusten ja ihmisaivojen väliseen vuorovaikutukseen. Eläimillä sosiaaliset reaktiot ovat tyypillisesti erillisiä uroksilla ja naarailla. Naarashiiret esimerkiksi rakentavat spontaanisti pesän ja alkavat hoitaa poikasia, vaikka ne olisivat toisesta naaraasta. Uroshiiret sen sijaan käyvät yleensä pikkulasten kimppuun. Hänen voittoisa tutkimuksensa tunnisti aivosolut ja hermopiirit, jotka ohjaavat näitä käyttäytymismalleja, ja kyseenalaisti pitkäaikaisen uskomuksen siitä, että miesten ja naisten aivoissa kehittyy erilaisia hermopiirejä.

kun hän liittyi Harvardiin nuorempana tiedekunnan jäsenenä, Dulac ryhtyi tutkimaan ja tunnistamaan feromonireseptoriperheitä, molekyylejä, jotka ilmenevät hiiren erikoistuneessa aistikudoksessa, joka havaitsee sosiaalisia vihjeitä, nimeltään vomeronasaalinen elin (VNO). Muuntamalla geneettisesti VNO-neuronien toimintaa hän havaitsi, että sukupuolisidonnaisia sosiaalisia käyttäytymismalleja voidaan muuttaa. Noin 10 vuotta sitten nämä kokeet johtivat hänet tutkimaan hypotalamusta, pääaivojen aluetta VNO-järjestelmän alajuoksulla, joka kontrolloi sukupuolisidonnaista käyttäytymistä.

”se ei ole, että piiri on erilainen; se on säätely, että piiri, joka on erilainen”, hän sanoi. ”Miehen aivot on sama piiri vanhemmuuden käyttäytymistä, joka on läsnä naisilla, ja naisilla on piiri lapsenmurhan että miehillä on. Jos tapamme nämä neuronit naisen aivoissa, ne eivät ole enää vanhempia. Jos aktivoimme ne uroksissa, niistä tulee vanhempia.”

Dulac, joka toimi MCB: n puheenjohtajana vuosina 2007-2013, kutsui palkintoa ilahduttavaksi, koska kun hän aloitti tutkimuksensa, jotkut väheksyivät työtä ja pitivät hänen lähestymistapaansa huonompana.

”sosiaalinen käyttäytyminen eli joko psykologian tai etologian piirissä . Useimmat neurotieteilijät työskentelevät tyypillisesti aivokuorella, kun tarkastelimme hypotalamusta, aivojen aluetta, joka järjestää sosiaalista käyttäytymistä. He pitivät sitä vähemmän”, hän sanoi. ”ihmiset ovat hyvin ylimielisiä. Evolutiivisesti puhuen olemme yhä eläimiä, syömme, nukumme, parittelemme, kasvatamme-nämä ovat asioita, jotka meidän on tehtävä. Nämä käyttäytymismallit eivät elä aivokuoressa. Ne kaikki tulevat hypotalamuksesta, ja vastaava piiri on yleensä hyvin säilynyt eri eläinlajien välillä.”

FAS: n dekaani Christopher Stubbs kutsui Dulacin palkintoa ”hyvin ansaituksi.”

”olen innoissani siitä, että professori Dulacin erinomainen panos tunnustetaan arvostetulla Läpimurtopalkinnolla”, hän sanoi. ”Hänen kykynsä käyttää erilaisia tekniikoita tärkeissä ongelmissa, jotka yhdistävät neuronit käyttäytymiseen, on todella huomattava. Juhlimme tätä ansaittua tunnustusta hänen taidoistaan, oivalluksistaan ja tieteellisestä syvyydestään.”

Dulac sanoi, että tämä neurotieteen ”uusi raja” on sellainen, jolla saattaa olla valtava vaikutus lääketieteeseen.

”esimerkiksi olin ällistynyt huomatessani kirjallisuudesta, että 10-20 prosenttia yhdysvaltalaisista naisista kärsii synnytyksen jälkeisestä masennuksesta. En tiedä mitään mielisairautta, joka koskettaa niin monia ihmisiä. Se on hyvin vakava ja työmme, joka tarjoaa unmekaaninen käsitys siitä, miten vanhempien käyttäytymistä ohjataan aivoissa, toivottavasti innostaa enemmän kliinisesti suuntautunut tutkimus tunnistaa, miten ja milloin tämä neuraalinen piiri toimii, ja mitä tehdä asialle,” hän sanoi.

dulacin intohimo tutkimusta kohtaan on verrattavissa vain siihen innostukseen, jonka hän tuo luokkahuoneeseensa ja laboratoriossaan työskenteleville nuoremmille tiedemiehille.

”minua kiehtoo tämä ajatusten vastakkainasettelu. Jokainen tuo jotain pöytään. Jotkut ideat ovat parempia, toiset huonompia. Mutta kokonaisuutena ne muodostavat jotain, joka saa meidät menemään eteenpäin”, hän sanoi. ”Yhdysvaltain tiede on yleensä hyvin epämuodollista, mikä eroaa Ranskasta, jossa minut kasvatettiin. Siellä meitä opetettiin kunnioittavasti mukautumaan professorinne ajatuksiin. Tämä tuntui minusta aina väärältä, mikä aiheutti minulle paljon ongelmia, kun olin opiskelija. Pitää pystyä olemaan eri mieltä mentorinsa kanssa, jotta keskustelu jatkuu ja katsotaan, leijuuko ajatus vai ei. Parasta mitä laboratoriossani voi tapahtua on, kun joku todistaa minun olevan väärässä, koska se tarkoittaa, että ryhmässäni on erittäin fiksuja ihmisiä. Joskus olen oikeassa, joskus olen väärässä, ja joskus kaikki ovat väärässä, mikä tarkoittaa sitä, että yhdessä emme ole ajatelleet ongelmaa tarpeeksi ankarasti. Kokeidemme tulokset kertovat sen meille aina.”

Dulac, joka on kääntynyt pandemian aikana tutkimaan eristäytymisen sosiaalisia vaikutuksia aivoihin, on American Academy of Arts and Sciencesin, Ranskan tiedeakatemian ja American Philosophical Societyn jäsen. Hän on saanut vuoden 2019 Ralph W. Gerard-palkinnon neurotieteessä, vuoden 2017 Scolnick-palkinnon ja kansallisen tiedeakatemian vuoden 2015 Pradel-Tutkimuspalkinnon. Kun hänelle annettiin lahjoitettu professuuri Harvardissa vuonna 2018, hän käytti stipendiä rahoittaakseen apurahan perustutkintoa varten laboratoriossaan. Tuo opiskelija, Melonie Vaughn, joka on nykyään jatko-opiskelija, on yksi niistä kymmenistä, jotka pitävät säännöllisesti yhteyttä.

antaa seuraavalle sukupolvelle

Raising successful kids

”labrani läpi tulee paljon ihmisiä, ja minun pitää olla tukena”, hän sanoi. ”Melonie lähetti minulle sähköpostia siitä, kuinka innoissaan hän on juuri liittymisestä laboratorioon ja hakemasta ensimmäistä NSF-apurahaansa. Se lämmittää sydäntäni.”

tämän vuoden Muut Läpimurtovoittajat biotieteissä ovat David Baker (Washingtonin yliopisto), Yuk Ming Dennis Lo (Hongkongin Kiinalainen yliopisto) ja Richard J. Youle (National Institutes of Health). Martin Hairer (Imperial College London) voitti palkinnon matematiikassa, ja Eric Adelberger, Jens H. Gundlach, ja Blayne Heckel (Washingtonin yliopisto) voitti palkinnon Perusfysiikassa.