Ansager:
Willkommen im Salk Institute Wo Heilung beginnt Podcast, in dem Wissenschaftler mit Ihren Gastgebern Allie Akmal und Brittany Fair über bahnbrechende Entdeckungen sprechen.

Bretagne-Messe:
Ich bin heute mit Dr. Uri Manor hier. Er ist wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Salk und Direktor der Waitt Advanced Biophotonics Core Facility. Dr. Manor, herzlich willkommen Wo Heilung beginnt.

Uri-Anwesen:
Vielen Dank. Froh hier zu sein.

Bretagne-Messe:
Und gleich zu Beginn: Was genau ist die Waitt Advanced Biophotonics Core Facility? Das ist ein ziemlich langer Name.

Uri-Anwesen:
Ja, ich habe immer noch versucht herauszufinden, was es ist. Nein, ich mache Witze, ich mache Witze. Ähm, ich denke, wir sollten vielleicht damit beginnen, was eine Kernanlage ist. Also, ähm, die Wissenschaft wird heutzutage stark von der Technologie bestimmt. Nun, diese Ausrüstung ist wirklich ein High-End-Gerät und sehr kompliziert, und es ist einfach nicht für jedes einzelne Labor finanziell oder praktisch machbar, über eine eigene Ausrüstung zu verfügen. Diese Kerneinrichtungen sind also gemeinsame Ressourcen für Institute. Die Biophotonik-Kernanlage ist also eine Einrichtung, in der wir die gesamte High-End-Mikroskopieausrüstung unterbringen, die es uns ermöglicht, biologische Proben mit wirklich hoher Auflösung abzubilden.

Bretagne-Messe:
Es handelt sich also um eine Bildgebungseinrichtung für die wissenschaftliche Forschung.

Uri-Anwesen:
Exakt. Das ist entscheidend für das Verständnis dessen, was wir studieren.

Bretagne-Messe:
Warum ist es wichtig, es sehen zu können?

Uri-Anwesen:
Nun, ich bin offensichtlich voreingenommen, weil ich Mikroskopiker bin und der Leiter des biophotonischen Kernbereichs bin, aber es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Struktur eines biologischen Systems und seiner Funktion sowohl bei Gesundheit als auch bei Krankheit. Um beispielsweise zu verstehen, wie eine Krankheit geheilt werden kann, muss man verstehen, wie sie funktioniert. Und um zu verstehen, wie es funktioniert, muss man sehen, wie es zusammengesetzt ist. Wir machen auch Live-Bildgebung im Biophotonik-Zentrum, damit wir sehen können, wie sich die Dinge dynamisch verändern, weil das Leben dynamisch ist.

Bretagne-Messe:
Und Sie sind im Grunde ein Fotograf dieser wirklich, wirklich winzigen Strukturen. Wie groß sind diese Strukturen, die Sie betrachten?

Uri-Anwesen:
Sie können von einem einzelnen Protein im Nanometerbereich bis hin zu ganzen Gehirnen oder sogar ganzen Organismen reichen. Ich finde es einfach so cool, dass wir tatsächlich in eine Zelle schauen und sehen können, wie die verschiedenen Teile der Zelle zusammenarbeiten und wie sie miteinander interagieren. Ähm, zum Beispiel hat die Zelle Hunderte von Mitochondrien und jetzt können wir mit einigen unserer Mikroskope tatsächlich in Teile eines einzelnen Mitochondriens schauen.

Bretagne-Messe:
Und warum sind Mitochondrien wichtig?

Uri-Anwesen:
Sie sind unglaublich wichtig. Ähm, ich weiß zum Beispiel nicht, ob Sie von der Theorie der Endosymbiose gehört haben. Dies wurde bekanntlich von einer Wissenschaftlerin namens Lynn Margulis vertreten. Ähm, sie hat diese Theorie basierend auf vielen, vielen Daten entwickelt, dass das, was wir heute Mitochondrien nennen, einst ein separater Organismus war. Es handelte sich tatsächlich um ein Bakterium, dessen einzellige Vorfahren irgendwie verschlungen waren. Und dann wurden daraus die Mitochondrien und sie entwickelten eine symbiotische Beziehung. Mitochondrien versorgen die Zelle also mit Energie, da sie bestimmte Arten von Stoffwechselprozessen durchführen können, die unsere Zellen ohne sie nicht durchführen könnten. Aufgrund dieser uralten Beziehung versorgen sie die Zellen nicht nur mit Energie an tatsächlich unglaublich wichtige Signalknotenpunkte. Sie sagen der Zelle sogar, wann sie sterben soll. Und wenn Sie darüber nachdenken, wissen Sie, dass es im Leben und im Tod eines der wichtigsten Dinge ist, die eine Zelle tun kann: sterben. Und die Tatsache, dass dies durch Mitochondrien diktiert werden kann, wirft fast einige interessante philosophische Fragen auf. Wer regiert hier wirklich die Show? Nutzen wir die Mitochondrien oder nutzen uns die Mitochondrien? Ich weiß nicht.

Bretagne-Messe:
Ich wusste nicht, dass Mitochondrien eine so faszinierende Geschichte haben. Wie entscheiden Mitochondrien, wann eine Zelle sterben soll oder welche anderen Prozesse steuern sie?

Uri-Anwesen:
Nun, ähm, Mitochondrien wurden von anderen als der Kanarienvogel im Kohlebergwerk beschrieben. Sie gehören zu den ersten, die Stress und Schäden in der Zelle verursachen. Wenn sie irreparabel beschädigt werden, sagen sie der Zelle: „Zeit zu gehen.“ Und die Zelle leitet diesen Zelltodweg ein, der Apoptose genannt wird. Mitochondrien spielen aber auch eine Rolle bei der sogenannten Autophagie, bei der die Zelle beginnt, sich selbst zu fressen. Es gibt also Selbstkannibalismus und Selbstmord, die alle durch Mitochondrien diktiert werden. Das ist also nur ein Beispiel dafür, wie wichtig sie sind. Und jetzt wissen wir, dass eine übermäßige Schädigung der Mitochondrien oder Defekte in den Mitochondrien eine der Hauptursachen für Neurodegeneration und Alterung sind.

Wenn Sie eine Zelle in ein Mikroskop legen und die Mitochondrien beschriften und diese Zelle eine Weile am Leben halten und sie abbilden, werden Sie feststellen, dass es tatsächlich Hunderte von Mitochondrien in der Zelle gibt. Und sie schlängeln sich wie Würmer umher und unterscheiden sich kaum von dem, was ein Vorfahrenbakterium aussehen könnte. Es sah einfach so aus, als wäre die Zelle voll von diesen Bakterien, die sich unabhängig voneinander bewegen. Und sie haben sogar ihre eigene DNA.

Bretagne-Messe:
Das ist anders?

Uri-Anwesen:
Mmm. Ja. Das ist im Grunde so, als ob sie von diesem löchrigen separaten Organismus der Vorfahren abstammen, den Bakterien, die zu Mitochondrien wurden. Wir haben also tatsächlich zwei Genome in unserem Körper.

Bretagne-Messe:
Und beschäftigen Sie sich in Ihrer eigenen Arbeit mit Mitochondrien?

Uri-Anwesen:
Ja. Für meinen Postdoc untersuchte ich ein Protein auf Mitochondrien, das den Mitochondrien hilft, mit etwas namens ER, dem endoplasmatischen Retikulum und etwas namens Aktin-Zytoskelett zu interagieren. Das Aktin-Zytoskelett ist also ein Skelett der Zelle und erzeugt Kräfte in der Zelle, die tatsächlich die Form der Zelle bestimmen. Es ist entscheidend für die Zellmigration. Das Aktin-Zytoskelett spielt auch eine Rolle bei der Steuerung der mitochondrialen Dynamik und Spaltung. Wenn es schief geht, führt das zu Neurodegeneration, Krebs, Stoffwechselstörungen und Alterung. Ja, es ist wirklich wichtig, dass wir verstehen, wie das passiert. Ausschlaggebend war die Erkenntnis, dass das Aktin-Zytoskelett daran beteiligt ist. Ein Teil meiner Arbeit konzentriert sich derzeit auf die Entwicklung von Sonden, fluoreszierenden Werkzeugen, die es uns ermöglichen zu sehen, wie, wann und wo das Aktin-Zytoskelett tatsächlich mit den Mitochondrien interagiert, um die Spaltung voranzutreiben.

Bretagne-Messe:
Und daran arbeiten Sie derzeit bei Salk?

Uri-Anwesen:
Das ist eine Sache, an der ich arbeite.

Bretagne-Messe:
Woran arbeiten Sie sonst noch?

Uri-Anwesen:
Ich arbeite auch an Hörverlust.

Bretagne-Messe:
Oh, das ist etwas ganz anderes als Mitochondrien.

Uri-Anwesen:
Nun, es ist. Und das ist es nicht.

Bretagne-Messe:
Okay.

Uri-Anwesen:
Ja. Also, zunächst einmal wird unser Gehör durch Zellen vermittelt, oder? Die Mitochondrien haben. Und wir stellen fest, dass Mitochondrien wie alle anderen beschriebenen Dinge tatsächlich sehr wichtig sind, um zu bestimmen, wie eine Zelle auf das Altern reagiert. Und ein besonderes Interessengebiet von mir ist Lärm. Wir arbeiten gerade daran, die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen lärmbedingtem Hörverlust und altersbedingtem Hörverlust zu verstehen. Und eine zentrale Hypothese ist, dass altersbedingter Hörverlust einfach eine Anhäufung von Lärmschäden im Laufe des Lebens ist. Und dafür gibt es einige anekdotische Beweise.

So gibt es beispielsweise im Sudan einen Stamm, der von jeglicher Industrialisierung ziemlich isoliert ist. Sie haben keinen der Geräusche um sich herum, die wir hier haben. Und dieser Stamm hat mit zunehmendem Alter einen ganz anderen Hörverlust als der Rest der Welt.

Bretagne-Messe:
Das ist wirklich faszinierend.

Uri-Anwesen:
Ja. Wie dem auch sei, es scheint uns, dass Mitochondrien ein wichtiger Signalknoten für die Reaktion auf Lärm sind, und wir haben einige vorläufige Daten, die zeigen, dass wir mit einem von der FDA zugelassenen Medikament tatsächlich durch Lärm verursachte Schäden durch Manipulation dieser Mitochondrien-vermittelten Signalwege abmildern können . Deshalb hoffen wir, dass wir den Menschen eine Pille verabreichen können, bevor beispielsweise Soldaten in die Schlacht ziehen oder bevor Sie ein Konzert besuchen, die den Schaden, den Sie dadurch erleiden, tatsächlich reduzieren kann Lärm.

Bretagne-Messe:
Das wäre wirklich cool. Wie sind Sie darauf gekommen, sich für die Erforschung von Hörverlust zu interessieren?

Uri-Anwesen:
Ich bin tatsächlich hörgeschädigt.

Bretagne-Messe:
Oh bist du?

Uri-Anwesen:
Ich wurde mit schwerem bis hochgradigem Hörverlust geboren.

Bretagne-Messe:
Okay.

Uri-Anwesen:
Und sie haben es erst herausgefunden, als ich zweieinhalb war.

Bretagne-Messe:
Oh wow.

Uri-Anwesen:
Was mir in meiner Entwicklung einige Probleme bereitete. Als also als Baby ein Flugzeug über mir flog, hörte ich es und schaute nach oben und zeigte darauf.

Mein Vater war Luft- und Raumfahrtingenieur und das hat er wirklich gemerkt. Er war aufgeregt, was auch immer. Ich konnte also offensichtlich etwas hören, aber wenn sie mich riefen, wenn ich mit Dingen spielte, sagten sie: „Uri….Uri….Uri.“ Ich würde nicht antworten. Und schließlich schrien sie: „URI!!!“

Und dann, wissen Sie, würde ich nachsehen. Sie haben es also nicht verstanden. Das war ich, bis ich zweieinhalb Jahre alt war, hatte ich tatsächlich ein wirklich schlechtes Gehör. Heutzutage werden Menschen bei der Geburt untersucht, aber als ich geboren wurde, haben sie das nicht getan.

Bretagne-Messe:
Was bedeutete das für Sie, als Sie mit zweieinhalb Jahren die Diagnose erhielten? Wie hat das Ihr Leben verändert?

Uri-Anwesen:
Ich kannte keine Worte. Ich hatte also viel Nachholbedarf und wissen Sie, es gibt ein berühmtes Zitat von Helen Keller. Wissen Sie, sie war bekanntermaßen taub und blind. Und sie sagte, dass Blindheit Menschen von Dingen trennt, Taubheit Menschen von Menschen trennt. Und ich denke, sie hat gesagt oder angedeutet oder andere Punkte gesagt, dass sie sich für das Hören entscheiden würde, wenn sie sich für einen entscheiden könnte.

Wissen Sie, ich war irgendwie isoliert, wissen Sie, und jetzt wissen wir, dass viele ältere Menschen wirklich ihr Gehör verlieren, und bei vielen Menschen geschieht dies aufgrund von Dingen wie Kopfhörern in einem früheren Alter und Rockkonzerte und so, dann werden sie langsam depressiv. Sie können nicht hören, sie können nicht in einem sozialen Umfeld interagieren. Es hat also viele Auswirkungen auf Ihr gesamtes Wohlbefinden. Daher liegt mir der Hörverlust sehr am Herzen und die Möglichkeit, etwas dagegen tun zu können. Und wie sich herausstellt, sind das Innenohr, insbesondere die Haarzellen, die Sinneszellen des Innenohrs. Es ist meiner Meinung nach einfach erstaunlich, die schönsten Zellen im Körper abzubilden.

Bretagne-Messe:
Wie sehen Sie aus?

Uri-Anwesen:
Es gibt so etwas wie zylinderförmige Zellen, aber oben drauf haben sie dieses kleine Haarbündel.

Es ist sozusagen wie ein Büschel aus Dutzenden bis Hunderten einzelner, kleiner Haare. Und sie bewegten sich als Reaktion auf Geräusche hin und her. Und diese Bewegung sendet ein elektrisches Signal an das Gehirn. Aber sie sind auf so schöne, sich wiederholende und gemusterte Weise organisiert. Das ist sehr interessant. Erstens gibt es also innerhalb einer einzelnen Zelle mindestens drei Haarreihen. Und in jeder Reihe sind sie alle genau gleich lang. Und in der nächsten Reihe sind sie etwas größer und die natürlichen anderen etwas größer. Es ist also wie eine Treppenform. Und wissen Sie, als Fotograf und Künstler sind Muster und Wiederholungen wirklich erfreuliche Motive. Diese Haarzellen sind einfach wunderschön, aber auch das gesamte Gewebe, die gesamte Cochlea ist so organisiert wie ein Flügel. Wo die Haare an einem Ende länger sind und zum anderen Ende der Cochlea hin immer kürzer werden. Und diese Längen sind auf die von ihnen erkannte Schallfrequenz abgestimmt.

Bretagne-Messe:
Interessant.

Uri-Anwesen:
Genau wie bei einem Flügel erzeugen die wirklich langen Saiten wirklich tiefe Frequenzen. Die wirklich kurzen Saiten sind wirklich hohe Frequenzen.

Das Gleiche gilt für unsere Haarzelle. Es gibt also diese gewebeweite Organisation und dann gibt es noch eine subzelluläre Organisation, und alles wird durch unseren Lieblingsfreund, das Aktin-Zytoskelett, vermittelt, das ich bereits erwähnt habe. Deshalb war ich immer daran interessiert zu verstehen, wie die Zelle sagt: „So lange wirst du leben.“ Und du wirst übrigens hundert Jahre lang so lange bleiben.“ Weil Menschen hundert Jahre oder länger leben und diese Haare so lange halten müssen.

Bretagne-Messe:
Es ist also dieselbe Zelle, die Sie bei Ihrer Geburt haben.

Uri-Anwesen:
Exakt. Soweit wir das beurteilen können, ersetzen sich diese Zellen nicht selbst.

Bretagne-Messe:
Okay, wenn es also einmal weg ist, ist es weg.

Uri-Anwesen:
Es ist weg, sobald es weg ist, ist es weg. Und deshalb ist Hörverlust dauerhaft.

Bretagne-Messe:
Ich verstehe.

Uri-Anwesen:
Und fortschrittlich. Es ist ein wirklich interessantes Problem. Reparieren sich diese Haare selbst, ersetzen sie sich? Gibt es Umsatz? Gibt es Reparaturen oder sind sie einfach so robust gebaut, dass sie hundert Jahre halten können, was ziemlich umwerfend ist?

Die meisten Proteine ​​haben eine Lebensdauer von vielleicht Minuten bis Stunden. Die Proteine ​​in diesen Haaren sollen also hundert Jahre halten. Das ist an sich schon bemerkenswert.

Bretagne-Messe:
Wie machen sie das?

Uri-Anwesen:
Wie machen sie das? Vor allem Kinder werden ein Leben lang hin und her geschoben. Sie sitzen nicht einfach da, sie sind nicht passiv. Es ist also auch ein wirklich interessantes Problem. Eine Möglichkeit, zu verstehen, wie es funktioniert, besteht darin, es zu betrachten, wenn es nicht funktioniert. Es gibt also Mäuse, die taub geboren werden. Es gibt Menschen, die taub geboren werden. Sehr oft weisen sie Mutationen im selben Gen auf. Und einige dieser Mutationen führen dazu, dass diese kleinen Härchen wirklich kurz sind. Sie funktionieren also im Grunde nicht mehr. Wir untersuchen also diese Mäuse, die diese wirklich kurzen Stereozilien hatten, so nennt man diese Haare Stereozilien. Und wir erforschen die Möglichkeit des Einsatzes einer Gentherapie, im Grunde genommen von durch Viren übertragenen Genen, um zu sehen, ob wir diese Haare nachwachsen lassen können.

Bretagne-Messe:
Interessant.

Uri-Anwesen:
Das hat also einen offensichtlichen klinisch-medizinischen Nutzen. Und dann ist der andere Bereich das Verständnis, ähm, lärmbedingter oder altersbedingter Hörverlust, wobei wir diese Mäuse beobachten, wie sie immer älter werden und/oder Lärm erfahren, und versuchen zu verstehen, was mit den Mitochondrien passiert. Weil bei mir all diese verschiedenen Dinge passieren, aber sie alle haben den roten Faden einer wirklich hochauflösenden, fortschrittlichen Mikroskopie.

Bretagne-Messe:
Okay. Kommen wir also zurück zu Ihrer Mikroskopie und Sie haben immer wieder gesagt, dass Sie ein Fotograf sind, Sie sind ein Fotograf. Sie machen also offensichtlich, wie ich bereits sagte, Bilder dieser winzig kleinen Bauwerke. Gehen Sie jemals einfach mit einer Kamera auf die Straße und machen Sie auch Fotos von großen Dingen?

Uri-Anwesen:
Nicht mehr so ​​viel wie früher. In DC hatte ich einen wirklich tollen Auftritt, bei dem ich Konzerte fotografierte.

Bretagne-Messe:
Oh, ok.

Uri-Anwesen:
Das hat viel Spaß gemacht, weil ich all diese Shows kostenlos besuchen und in der ersten Reihe sitzen und Fotos von den Künstlern machen konnte. Ich höre viel Musik und mag laute Musik. Meine philosophische Entschuldigung dafür ist, dass ich wahrscheinlich nur für eine begrenzte Zeit höre, weil jeder mit zunehmendem Alter sein Gehör verliert, und ich viel weniger als Ausgangsbasis habe, aber solange ich es habe, werde ich es genießen.

Bretagne-Messe:
Nun, Dr. Manor, vielen Dank, dass Sie zu unserem Podcast gekommen sind. Es war mir eine Freude, Sie zu haben und vielen Dank, dass Sie heute hier waren.

Uri-Anwesen:
Ja. Danke für die Einladung.

Ansager:
Seien Sie das nächste Mal dabei und erfahren Sie mehr über die neueste Salk-Wissenschaft. Bei Salk arbeiten weltbekannte Wissenschaftler zusammen, um große, mutige Ideen zu erforschen, von Krebs über die Alterung von Alzheimer bis hin zum Klima. Wo Heilung beginnt ist eine Produktion des Office of Communications des Salk Institute. Um mehr über die heute besprochene Forschung zu erfahren, besuchen Sie den Salk dot EDU Slash Podcast.