Trois dirigeants du Nord-Est reçoivent un honneur à vie pour leurs contributions scientifiques prolifiques

Trois dirigeants du Nord-Est ont été nommés membres de l'Association américaine pour l'avancement des sciences - un honneur à vie décerné aux universitaires pour leurs contributions exceptionnelles et leur leadership dans leurs domaines scientifiques.

Elizabeth Mynatt , doyenne du Khoury College of Computer Sciences à Northeastern, a été sélectionnée pour son leadership communautaire exceptionnel et ses contributions exceptionnelles à l'informatique centrée sur l'humain.

Hazel Sive , doyenne du Collège des sciences, a reçu la reconnaissance pour ses découvertes fondamentales faisant progresser notre compréhension du développement embryonnaire précoce, en particulier le développement du système nerveux chez les vertébrés, et pour son leadership dans l'enseignement, le mentorat et la diversité dans l'enseignement supérieur.

Penny Beuning , présidente du département de chimie et de biologie chimique de Northeastern, a été choisie comme boursière pour des découvertes clés sur la façon dont les cellules réagissent aux dommages à l'ADN et pour des recherches qui sous-tendent notre compréhension du processus par lequel les cellules copient ces dommages, ou ne le faites pas.

Mynatt, Sive et Beuning rejoignent les rangs d'autres dirigeants du Nord-Est pour recevoir cette bourse. Ce groupe prestigieux comprend le président de l'université Joseph E. Aoun , le prévôt et vice-président senior David Madigan , la doyenne de l'informatique inclusive Carla Brodley , le directeur du Centre des sciences marines Geoffrey Trussell , la professeure distinguée de psychologie Lisa Feldman Barrett et la professeure distinguée de biologie de l'université. Kim Lewis , entre autres.

« C'est très excitant et un grand honneur », dit Mynatt. "C'est formidable d'avoir une plus grande reconnaissance dans l'AAAS pour notre domaine dans son ensemble. Je suis également très heureux de mes pairs qui sont reconnus cette année. Je suis ravi que ce travail soit valorisé.

Elisabeth Mynatt

Mynatt décrit ses recherches en informatique centrée sur l'humain comme "innovant à la pointe de la technologie". Elle utilise des processus scientifiques pour comprendre les besoins fondamentaux des humains et la nature humaine afin de créer une technologie qui répond mieux à ces besoins tels qu'ils sont.

Le travail de Mynatt relève les défis de l'informatique centrée sur l'humain, de la création de technologies d'assistance pour rendre l'informatique accessible aux personnes malvoyantes, par exemple, à l'augmentation des technologies existantes pour aider les personnes atteintes de maladies à un stade précoce à naviguer dans leurs diagnostics et leur vie quotidienne tout en conservant leur indépendance.

L'un de ces efforts de Mynatt s'est concentré sur l'utilisation d'assistants vocaux, tels que Google Home ou Alexa d'Amazon, pour aider les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer à un stade précoce à rester indépendantes et à continuer à faire des choses qui pourraient autrement être dangereuses, comme la cuisine. Mynatt et ses collègues étudient comment les personnes récemment diagnostiquées avec la maladie d'Alzheimer utilisent ces technologies et conçoivent des applications qui répondent le mieux à leurs besoins et préférences.

Par exemple, si vous avez parfois des oublis, un horaire régulier de prise de médicaments peut être délicat. Mais, dit Mynatt, les chercheurs ont découvert que les rappels de médicaments ne fonctionnent généralement pas. "Ils partent, les gens les ignorent", dit-elle. « Vous les oubliez dès qu'ils sont partis. Les gens ne les aiment pas. » Au lieu de cela, Mynatt et son équipe ont travaillé avec les participants à l'étude pour créer un système qui s'enregistre.

« Il y a un aspect subtil dans la psychologie du design », dit-elle. Au lieu de réprimander ou d'ennuyer un utilisateur, l'assistant vocal peut plutôt affirmer, demander à quelqu'un s'il a déjà pris son médicament plutôt que de le lui dire.

Mynatt est également un défenseur d'un soutien accru à une telle recherche informatique intersectionnelle centrée sur l'homme à travers le pays. La technologie, dit-elle, ne fonctionne pas de manière isolée. Les humains l'utilisent, interagissent avec lui et le réutilisent pour s'adapter à leur vie.

"La recherche informatique a ces grandes ramifications sociétales", déclare Mynatt. "Trop souvent, les gens pensent que l'informatique est, vous savez, juste Google ou juste Microsoft. Mais cela a à voir avec notre santé et notre bien-être, nos villes et nos familles.

noisette Sive

Le thème de la carrière de Sive a été de comprendre le processus complexe de construction des corps biologiques dotés d'une colonne vertébrale. "Comment construisez-vous quelque chose comme un humain?" elle dit. "C'est un processus d'ingénierie extraordinaire."

Les recherches de Sive commencent essentiellement au début, en examinant les processus fondamentaux qui façonnent la façon dont une seule cellule se développe en un embryon, puis en une créature avec une colonne vertébrale, un cerveau, un visage et toutes sortes d'autres caractéristiques distinctes. Comprendre comment cela se produit peut faire la lumière sur ce qui se passe lorsque quelque chose ne va pas.

Une grande révélation que Sive a faite a été d'identifier à quel point le développement du visage et du cerveau sont interconnectés chez les vertébrés. Elle et ses collègues ont découvert que la même région de l'embryon qui forme la bouche est aussi "un centre de signalisation qui envoie beaucoup de produits chimiques qui influencent le résultat final des cellules environnantes", explique-t-elle. Il contrôle la taille du visage et du cerveau.

Cette révélation pourrait aider à mener à des traitements pour une maladie grave appelée microcéphalie, qui survient lorsqu'un bébé naît avec une tête et un cerveau plus petits que prévu. Auparavant, dit Sive, on pensait que quelque chose n'allait pas dans les cellules individuelles. "Notre travail a montré qu'il existe un mécanisme, c'est-à-dire ce grand centre de signalisation, qu'il y a un endroit qui contrôle la taille du cerveau et du visage, et cela conduit à de nouveaux types de réflexion sur ce que vous pourriez faire pour corriger cela."

Sive pense souvent à demander pourquoi alors que de nombreux autres chercheurs se concentrent sur la façon dont quelque chose se développe. Ce recadrage de la question de recherche l'a amenée à faire un travail de pionnier en explorant pourquoi l'ensemble du système nerveux central se développe comme un tube, ouvrant une nouvelle voie d'enquête sur le système nerveux. La réponse : Le cerveau et la moelle épinière sont remplis de liquide céphalo-rachidien, qui baigne le cerveau et est essentiel à la survie des cellules cérébrales.

Sive aime aussi enseigner et a lancé plusieurs initiatives pour développer l'avenir du domaine. Par exemple, elle a commencé un cours au Cold Spring Harbor Laboratory à Long Island il y a trois décennies pour enseigner aux gens comment s'occuper, élever et étudier les grenouilles en tant que système vertébré modèle. « Il fonctionne toujours aujourd'hui », dit-elle. "J'en suis vraiment fier."

Sive a également exploré le lien entre le métabolisme et la santé mentale dans son travail. Dans une étude publiée à la fin de l'année dernière, Sive et ses collègues ont pu montrer que des perturbations génétiques affectant la façon dont les graisses et les protéines se lient les unes aux autres à l'intérieur des cellules de personnes atteintes d'une maladie génétique spécifique entraînaient des anomalies de la fonction neuronale, qui à leur tour conduisaient aux changements de comportement et autres symptômes.

"Même après de nombreuses années d'études, nous n'avons certainement pas fini", déclare Sive. « Les perspectives de la science s'ouvrent constamment. L'importance du travail s'ouvre, les apports s'ouvrent tout le temps. Et nous poursuivons donc cette importante marche scientifique ici à Northeastern.

Penny Beuning

La biologie peut être endommagée, à ses niveaux les plus fondamentaux, par des éléments tels que la pollution de l'air, les radiations ou même votre métabolisme normal. Beuning étudie comment les cellules empêchent ces dommages de causer d'autres ravages.

Dans un organisme vivant, il y a des cellules qui se divisent constamment, se remplaçant par de nouvelles à mesure qu'elles meurent. Les cellules de la peau en sont un parfait exemple. Dans ce processus, une cellule doit répliquer son ADN afin que chaque nouvelle cellule dispose de toutes les informations génétiques dont elle a besoin pour fonctionner. Mais s'il y a de l'ADN endommagé dans une cellule qui essaie de se répliquer, la plupart des machines cellulaires ne feront tout simplement pas la copie.

"Nous avons beaucoup de processus dans nos cellules qui empêchent les dommages à l'ADN de devenir des mutations", explique Beuning. "Le simple fait d'en manquer un peut être très mauvais."

Mais si la réplication est interrompue, les cellules mourantes ne seront pas remplacées par de nouvelles et un organisme pourrait souffrir d'une maladie, d'une blessure ou même de la mort. Ainsi, un mécanisme - qui est l'un des principaux objectifs de la recherche de Beuning - va de l'avant et permet au processus de réplication de se poursuivre, malgré les dommages, le mettant essentiellement de côté pour s'en occuper plus tard. Ce processus est appelé synthèse de translésions d'ADN.

On pensait que la synthèse de la translésion de l'ADN laissait l'ADN endommagé se répliquer parce que les enzymes responsables de ce processus faisaient des erreurs, dit Beuning. L'idée était qu '«ils sont juste bâclés et copient n'importe quoi, qu'ils n'ont pas le mécanisme qui vérifie que les paires de bases sont correctes».

Mais les recherches de Beuning ont trouvé des preuves qu'il existe une sorte de mécanisme de vérification. "Ils sont assez sujets aux erreurs", dit-elle. « Mais ils ne sont pas aussi mauvais que le hasard. Il existe un mécanisme qui les rend meilleurs que le hasard. »

La prochaine étape, dit-elle, consiste à comprendre comment l'enzyme qui facilite ce processus sait quand l'ADN est endommagé. Comment fonctionne ce mécanisme de vérification ?

Une meilleure compréhension de ce mécanisme pourrait conduire à de meilleurs traitements contre le cancer. Certains agents chimiothérapeutiques agissent en endommageant l'ADN d'une tumeur afin qu'elle cesse de croître. Mais ce mécanisme qui copie l'ADN endommagé - la synthèse de la translésion de l'ADN - peut rendre une cellule résistante à la chimiothérapie, explique Beuning. Et il est prouvé que les cellules ciblées par la chimiothérapie ont tendance à accélérer ce processus plus que les cellules normales, dans une tentative apparente d'échapper à la thérapie anticancéreuse.

"C'est comme si la cellule [cancéreuse] essayait de se défendre", dit-elle. "Nous espérons donc qu'en comprenant mieux le fonctionnement de ces protéines, nous pourrons peut-être prédire cela ou mieux comprendre ce qui s'y passe."

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