Professor
Labor für Genetik
Vi und John Adler Lehrstuhl für Forschung zu altersbedingten neurodegenerativen Erkrankungen
Variationen in den Genen, die wir von unseren Eltern erben, sorgen dafür, dass das Gehirn jedes Menschen einzigartig verschaltet ist, was zu Unterschieden in der Art und Weise führt, wie wir denken, lernen und uns verhalten, sowie zu unserer Anfälligkeit für einige psychische Erkrankungen. Das Verständnis, wie Gene und Umwelt zusammenwirken, um diese Prozesse zu steuern, ist entscheidend für die Entwicklung besserer Möglichkeiten zur Vorbeugung und Behandlung von Erkrankungen des Gehirns wie Alzheimer, Depression oder Schizophrenie. Die Untersuchung des menschlichen Nervensystems auf molekularer Ebene ist jedoch aufgrund der Komplexität des Gehirns und der Schwierigkeit, lebende menschliche Neuronen zu erhalten, eine Herausforderung.
Rusty Gage konzentriert sich auf die im Gehirn beobachtete Plastizität, Anpassungsfähigkeit und Vielfalt. Er zeigte, dass die Bildung neuer Neuronen (Neurogenese) im Gegensatz zu langjährigen Dogmen im erwachsenen menschlichen Gehirn stattfindet und dass eine Anreicherung der Umwelt und körperliche Bewegung dieses Wachstum fördern können. Sein Labor zeigte, dass neurale Stammzellen im erwachsenen Hippocampus existieren und physiologisch aktive Neuronen hervorbringen können.
Darüber hinaus entdeckte Gage, dass bewegliche DNA-Sequenzen, sogenannte mobile Elemente, während der Neurogenese aktiv sind und zu einem genomischen Mosaik (Zusammensetzung aus genetisch unterschiedlichen Zelltypen) führen. Diese genetische Vielfalt kann zu den vielfältigen Funktionen des Gehirns beitragen.
Kürzlich erhielt ein Team von Forschern des Salk Institute unter der Leitung von Gage 19.2 Millionen US-Dollar von der American Heart Association-Allen Initiative, um die Wechselwirkungen zwischen Proteinen, Genen, Epigenetik, Entzündungen und Stoffwechsel zu analysieren, die dem alternden Gehirn bei Gesundheit und Krankheit zugrunde liegen. Ziel des Projekts ist es, die Mechanismen des kognitiven Verfalls und der Alzheimer-Krankheit zu untersuchen, um neue Therapien und Behandlungen zu identifizieren.
Gages Labor modelliert derzeit Krankheiten im Labor mithilfe menschlicher Stammzellen. Durch die Umprogrammierung menschlicher Hautzellen und anderer Zellen von Patienten mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen in induzierte pluripotente Stammzellen und induzierte Neuronen entschlüsselt seine Arbeit den Verlauf und die Mechanismen, die zu Störungen wie Depression und Autismus führen.
Gage und seine Kollegen entdeckten, dass das menschliche Gehirn im Laufe des Lebens neue Neuronen hervorbringen kann. Er fand auch heraus, dass Bewegung und kognitive Bereicherung die Fähigkeit des Gehirns steigern können, mehr Neuronen zu erzeugen.
Mithilfe neuer Stammzelltechnologien hat sein Team gezeigt, dass aus den Hautzellen von Menschen mit Schizophrenie erzeugte Neuronen in frühen Entwicklungsstadien dysfunktional sind, was einen Hinweis darauf gibt, wie die Krankheit frühzeitig erkannt und möglicherweise behandelt werden kann.
Durch die Sequenzierung der Genome einzelner Zellen zeigten Gage und Mitarbeiter, dass sich die Genomstrukturen einzelner Neuronen noch stärker voneinander unterscheiden als erwartet. Dies kann helfen, Unterschiede zwischen eng verwandten Personen zu erklären.
BS, University of Florida
MS, Johns Hopkins University
PhD, Johns Hopkins University
