加州大学研究人员获得130万美元的国家科学基金会资助

有时，科学合作是偶然发生的，这是一个令人愉快的意外，让原本不会见面的专家们偶然相遇。

这也适用于一盒斑马鱼胚胎基督教Mosimann的最后加入的组凯瑟琳Musselman的在安舒茨医学校区的大楼大流行封锁期间，实验室。

这个错误的计划现在导致了一个科学伙伴关系，获得了130万美元的国家科学基金会拨款，以支持科学家们在未来四年更好地理解基因组调控机制的努力。

“我在2019年夏天和我的实验室搬到了加州大学，在封锁发生之前，我没有机会认识很多人，”莫西曼博士说，他是儿科系心脏发育研究的副教授和约翰逊教授发育生物学。他的实验室使用斑马鱼，一种越来越受欢迎的研究生物来研究器官发育机制和先天性疾病的原因。“然后，有一天我收到一封电子邮件说，‘我们有你的鱼!’”

尽管语气不祥，但穆塞尔曼号的船员并不是为了勒索莫西曼号的斑马鱼胚胎。他们只是想帮助他们找到合法的家。

“我的一个实验室成员给我发了电子邮件，因为我们当时不允许同时在实验室里，”凯瑟琳·穆塞尔曼博士回忆道，她是麻省理工学院的副教授生物化学与分子遗传学系“，。“所以，一次只有一个人，这个人说，‘我们有这些鱼胚胎，’我说，‘哦，那些不是我们的!’”

误送的包裹会带来新的合作关系

虽然Musselman-Mosimann联盟一开始就像捉迷藏游戏，但它已经变成了一场有益的接力赛，以更好地理解基因组组织和基因调控。

在收到这封邮件后，穆塞尔曼与莫西曼建立了一个Zoom电话聊天，并制定出将包裹送到他手中的细节。

“我在这里认识的人不多，所以这是一个偶然的社交机会，”莫西曼说，他浏览了Musselman实验室的网站。“我发现凯瑟琳的实验室研究的分子机制与我成长过程中的科学相关，也就是基因如何在基因组中得到调节。”

Musselman的实验室专注于细胞中包装DNA的蛋白质如何控制对我们基因组中编码信息的访问。该小组对那些因其所谓的“内在无序区域”而被忽视的蛋白质特别感兴趣——Musselman实验室现在可以解析这些蛋白质部分。

这两个实验室在基因调控光谱的不同一端开展工作，这种结合被广泛认为对新的科学发现特别有成效。新的NSF拨款结合了Musselman实验室最先进的结构分析和生物物理学，以及Mosimann实验室首次使用斑马鱼对这些紊乱区域的发育和生理功能进行直接测试。

Musselman说:“如果我们都写了一个句子来表达我们想要理解的目标，那实际上是非常相似的。”“但我们看的是非常不同的长度尺度。我在一次观察数百个原子，而克里斯蒂安在观察一个完整的有机体。”

为新发现创造连锁反应

结合他们的专业领域，Mosimann和Musselman计划研究控制DNA包装的大蛋白质，并包含所谓的“内在无序区域”。这些区域是无序的蛋白质元件，与细胞产生的通常组织良好和折叠的蛋白质相比，研究它们一直具有挑战性。

Musselman的实验室发现，一些蛋白质的作用比以前所理解的要复杂得多。这些蛋白质不仅能开关基因以影响DNA的包装方式，而且其中一些蛋白质还能与DNA本身结合。他们现在认为，内在无序区域在调节这种DNA结合中起着关键作用。

观察这一活动本身在技术上具有挑战性。要确定这些过程和相互作用是如何与发育中的心脏、视网膜、毛囊或身体任何其他部位的每种特定细胞类型有关就变得更加复杂了。

“这就是与我的实验室重叠的地方，”莫西曼说。“凯瑟琳正在研究的蛋白质漂浮在我们所有的细胞中，但它们确实以高度专业化的方式与心脏或血液中的其他因素相互作用。这些相互作用在一些先天性疾病中也会出错。然而，我们还不明白事情是如何在心脏或血液中发生的，以及为什么它们只会在心脏病中出错。”

Musselman和Mosimann实验室将共同设计实验，旨在观察从开发之初就破坏这些蛋白质相互作用的涟漪效应。如果这些相互作用不像往常一样发生，那么在斑马鱼发育中的心脏或血液中会发生什么?

“一旦我们知道它们是如何工作的，我们就知道如何打破它们，”Musselman说。

“我的实验室非常擅长破坏细胞中的东西，”莫西曼开玩笑说，他的实验室专门研究这些破裂的蛋白质相互作用是如何在发育后期表现出来的。他和他的团队正致力于应用最新的遗传学和显微镜技术来了解细胞如何获得它们的命运。

他们的合作有可能揭示我们的基因组是如何组织的，以及在发育和疾病期间它的信息检索的新见解。值得注意的是，他们研究中涉及的因素在先天性异常(如心脏)和越来越多的儿科癌症中被发现发生了突变。

学术医学中心为促进研究人员之间的合作所做的所有努力——邀请演讲嘉宾、举办圆桌讲座、创建学习小组和导师计划，以及更多的活动——一个丢失的包导致了巧合的合作和富有成效的新伙伴关系。

莫西曼打趣道:“如果有更多的误送包裹就好了，那可能会引发更多的研究合作!”

赠款用于促进社区影响和科学

除了他们的科学工作之外，NSF赠款还为社区外展和影响提供支持。

其中一个目标是招收和留住那些来自科学和工程领域传统上代表性不足的背景的学生。为了实现这一目标，两个实验室都将参与最近成立的一个项目，该项目从丹佛大都会州立大学招收学生，参加安舒茨医学校区的研究活动。与研究生或博士后合作，参与的学生承诺进行为期16个月的研究，横跨两个学期和两个夏天。

第二个目标是通过艺术促进科学的传播。Mosimann和Musselman将参加由科罗拉多大学博尔德分校生物化学教授John Rinn博士发起的科学艺术奖学金。该奖学金是一个为期12个月的奖项，颁发给那些有兴趣在艺术和科学之间建立桥梁的本科生。研究员每隔几周就会与一个由科学和艺术教师组成的团队会面，以协助他们的培训。每个学生在奖学金结束时提交一个最终的艺术项目。

照片由Robert L. Lalonde博士拍摄，来自Mosimann实验室。